工程材料第四版答案

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工程材料习题与辅导第四版答案(1)(1)

c. 10％
(8)铁素体的机械性能特点是
a．强度高、塑性好、硬度低硬度低
b. 强度低、塑性差、
c．强度低、塑性好、硬度低
(9)面心立方晶格的晶体在受力变形时的滑移面是
a.﹛100﹜
b.﹛111﹜
c.﹛110﹜
(10)体心立方晶格的晶体在受力变形时的滑移方向是
a．〈100〉
b．〈111〉
c.〈110〉
(5) 典型铸锭结构的三个晶区分别为( 表面细晶区 )、( 柱状晶区 )和（中心等轴晶）。
(6) 固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度( 高 )。
(7) 固溶体出现枝晶偏析后，可用(扩散退火)加以消除。
(8) 一合金发生共晶反应，液相 L 生成共晶体( )。共晶反应式为( L—（α+β）)，共晶反应的特点是( 在恒温下进行，三相共存 )。
(19) 用光学显微镜观察，上贝氏体呈( 氏体呈( 黑色针状 )状。
羽毛
)状，下贝
(20) 马氏体的显微组织形态主要有（板条状）、（针状）两种。其中（板条马氏体）的
韧性较好。
.6
一、填空
(21)钢的淬透性越高，则其 C 曲线的位置越（靠右）, 说明临界冷却速度越（小）
(22)马氏体是一种( 铁 )磁相，在磁场中呈现磁性；而奥氏体是一种( 顺 )磁相，在磁
(12) 用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体体积分数为 80%，则此钢的碳的质量分数为( 0.62%C )。
(13) 钢在常温下的变形加工称为( 冷 )加工，而铅在常温下的变形加工称为( 热 )加工
(14) 造成加工硬化的根本原因是( 性变形抗力增加 )。
位错运动受阻,引起塑

工程力学--材料力学（北京科大、东北大学版）第4版第五章习题答案

⼯程⼒学--材料⼒学（北京科⼤、东北⼤学版）第4版第五章习题答案第五章习题5-1⼀矩形截⾯梁如图所⽰，试计算I-I截⾯A、B、C、D各点的正应⼒，并指明是拉应⼒还是压应⼒。

5-2⼀外伸梁如图所⽰，梁为16a号槽刚所⽀撑，试求梁的最⼤拉应⼒和最⼤压应⼒，并指明其所作⽤的界⾯和位置。

5-3⼀矩形截⾯梁如图所⽰，已知P=2KN,横截⾯的⾼宽⽐h/b=3;材料为松⽊，其许⽤应⼒为。

试选择横截⾯的尺⼨。

5-4⼀圆轴如图所⽰，其外伸部分为空⼼管状，试做弯矩图，并求轴内的最⼤正应⼒。

5-5 ⼀矿车车轴如图所⽰。

已知 a=0.6cm,p=5KN,材料的许⽤应⼒，试选择车轴轴径。

5-6 ⼀受均布载荷的外伸刚梁，已知q=12KN/m,材料的许⽤⽤⼒。

试选择此量的⼯字钢的号码.5-7 图⽰的空⽓泵的操纵杆右端受⼒为8.5KN,截⾯I-I和II-II位矩形，其⾼宽⽐为h/b=3，材料的许⽤应⼒。

试求此⼆截⾯的尺⼨。

5-8 图⽰为以铸造⽤的钢⽔包。

试按其⽿轴的正应⼒强度确定充满钢⽔所允许的总重量，已知材料的许⽤应⼒，d=200mm.5-9 求以下各图形对形⼼轴的z的惯性矩。

5-10 横梁受⼒如图所试。

已知P=97KN,许⽤应⼒。

校核其强度。

5-11 铸铁抽承架尺⼨如图所⽰，受⼒P=16KN。

材料的许⽤拉应⼒。

许⽤压应⼒。

校核截⾯A-A的强度，并化出其正应⼒分布图。

5-12 铸铁T形截⾯如图所⽰。

设材料的许⽤应⼒与许⽤压应⼒之⽐为，试确定翼缘的合理跨度b.5-13 试求题5-1中截⾯I-I上A、B、C、D各点处的切应⼒。

5-14 制动装置的杠杆，在B处⽤直径d=30mm的销钉⽀承。

若杠杆的许⽤应⼒，销钉的，试求许可载荷和。

5-15 有⼯字钢制成的外伸梁如图所⽰。

设材料的弯曲许⽤应⼒，许⽤且应⼒，试选择⼯字钢的型号。

5-16 ⼀单梁吊车由40a号⼯字钢制成，在梁中段的上下翼缘上各加焊⼀块的盖板，如图所⽰。

已知梁跨长=8m,=5.2m,材料的弯曲许⽤应⼒，许⽤且应⼒。

工程力学材料力学第四版(北京科技大学和东北大学)习题答案解析

工程力学材料力学（科技大学与东北大学）第一章轴向拉伸和压缩1-1：用截面法求下列各杆指定截面的内力解：(a):N 1=0,N 2=N 3=P (b):N 1=N 2=2kN(c):N 1=P,N 2=2P,N 3= -P (d):N 1=-2P,N 2=P(e):N 1= -50N,N 2= -90N (f):N 1=0.896P,N 2=-0.732P注（轴向拉伸为正，压缩为负）1-2：高炉装料器中的大钟拉杆如图a 所示，拉杆下端以连接楔与大钟连接，连接处拉杆的横截面如图b 所示；拉杆上端螺纹的内径d=175mm 。

以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN ，试计算大钟拉杆的最大静应力。

解：σ1= 2118504P kN S d π==35.3Mpaσ2=2228504P kNS d π==30.4MPa∴σmax =35.3Mpa1-3：试计算图a 所示钢水包吊杆的最大应力。

以知钢水包与其所盛钢水共重90kN ，吊杆的尺寸如图b 所示。

解：下端螺孔截面：σ1=19020.065*0.045P S ==15.4Mpa上端单螺孔截面：σ2=2P S =8.72MPa上端双螺孔截面：σ3=3P S =9.15Mpa∴σmax =15.4Mpa1-4：一桅杆起重机如图所示，起重杆AB 为一钢管，其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB 的横截面面积为0.1cm 2。

已知起重量P=2000N ，试计算起重机杆和钢丝绳的应力。

解：受力分析得：F 1*sin15=F 2*sin45 F 1*cos15=P+F 2*sin45∴σAB = 11F S =-47.7MPa σBC =22F S =103.5 MPa1-5：图a 所示为一斗式提升机.斗与斗之间用链条连接,链条的计算简图如图b 所示,每个料斗连同物料的总重量P=2000N.钢链又两层钢板构成,如c 所示.每个链板厚t=4.5mm,宽h=40mm,H=65mm,钉孔直径d=30mm.试求链板的最大应力. 解:F=6PS 1=h*t=40*4.5=180mm 2S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm 2∴σmax=2F S=38.1MPa1-6:一长为30cm 的钢杆,其受力情况如图所示.已知杆截面面积A=10cm2,材料的弹性模量E=200Gpa,试求;(1)AC. CD DB 各段的应力和变形. (2)AB 杆的总变形.解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;△l AC =NL EA =AC LEA σ=-0.01mm△l CD =CD LEA σ=0△L DB =DB LEA σ=-0.01mm (2) ∴ABl ∆=-0.02mm1-7:一圆截面阶梯杆受力如图所示,已知材料的弹性模量E=200Gpa,试求各段的应力和应变. 解:AC AC ACLNL EA EA σε===1.59*104,CB CB CBLNL EA EA σε===6.36*1041-8:为测定轧钢机的轧制力,在压下螺旋与上轧辊轴承之间装置一测压用的压头.压头是一个钢制的圆筒,其外径D=50mm,内径d=40mm,在压头的外表面上沿纵向贴有测变形的电阻丝片.若测得轧辊两端两个压头的纵向应变均为ε=0.9*10-2,试求轧机的总轧制压力.压头材料的弹性模量E=200Gpa. 解:1-9：用一板状试样进行拉伸试验，在试样表面贴上纵向和横向的电阻丝来测定试样的改变。

工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版4-6习题答案

第四章习题4-1 求下列各梁指定截面上的剪力Q和弯矩M。

各截面无限趋近于梁上A、B、C等各点。

4-2 试列出下列各梁的剪力方程和弯矩方程，作剪力图和弯矩图，并求和。

4-3 用叠加法作以下各梁的弯矩图。

并求出。

4-4 用剪力、弯矩和分布载荷集度之间的微分关系校核前面已画的剪力图和弯矩图是否正确。

4-5 不列剪力方程和弯矩方程，作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出和。

4-6 用合适的方法作下列各梁的剪力图和弯矩图。

4-7 试根据载荷、剪力图和弯矩图之间的关系，检查下列各梁的剪力图和弯矩图是否正确，并对错误之处加以改正。

4-8 作下列构件的内力图。

4-9 在梁上行走的小车二轮的轮压均为P ，如图所示。

问小车行至何位置时梁内的弯矩最大？最大弯矩值是多少？设小车的轮距为c，大梁的跨度为。

参考答案4-1 解：题（b）（1）求支反力（见图）由，l-P l=0 =由，（2）剪力按计算剪力的规则（3）弯矩按计算弯矩的规则其它各题的答案：（a）（c）（d）（e）（f）4-2 解：题c(1)剪力和弯矩方程以左端A为原点，任一截面距左端的距离为x（图）\剪力方程:弯矩方程:(2 )剪力图与弯矩图按上述剪力方程和弯矩方程绘剪力图和弯矩图（3）与值由及得=200N =950题（f）（1）求支反力（见图）由，600-1004040=0=由，q4020-60=0=校核：+=2667+1333=4000N=q40=10040 所以支反力计算正确（2）剪力和弯矩方程以左端为原点，任一截面距左端的距离为x，则得剪力方程：弯矩方程（2）剪力图和弯矩图按上述剪力及弯矩方程绘出图及所示的剪力图和弯矩图所示剪力图和弯矩图.图中最大弯矩的截面位置可由，即剪力的条件求得Q（x）=3333-100x=0x=33.3cm（4）及由及得=2667N ，=355其他各题的答案：（a）=ql =（b）（d）（e）（g）（h）（i）（j）4-3 解：题c分别作、q单独作用时的弯矩图（图、），然后将此二图叠加得总的弯矩图。

工程材料(第四版)习题与辅导答案

工程材料习题与辅导答案一、填空1、屈服强度就是表示金属材料抵抗微量塑性变形得能力。

3、α—Fe得晶格类型为体心立方晶格。

4、γ—Fe得晶格类型为面心立方晶格。

5、随着固溶体中溶质原子含量增加,固溶体得强度、硬度__升高__。

6、金属得结晶包括形核与长大两个基本过程。

7、金属得实际结晶温度___低于_其理论结晶温度,这种想象称为过冷。

8、理论结晶温度与实际结晶温度之差△T称为___过冷度___。

9、金属结晶时,冷却速度越快,则晶粒越__细小__。

10、铁素体得力学性能特点就是塑性、韧性好。

11、渗碳体得力学性能特点就是硬度高、脆性大。

12、碳溶解在_γ-Fe__中所形成得间隙固溶体称为奥氏体。

13、碳溶解在_α-Fe__中所形成得间隙固溶体称为铁素体。

14、珠光体得本质就是铁素体与渗碳体得机械混合物。

15、共析钢得室温平衡组织为 P(或珠光体) 。

共析钢得退火组织为 P(或珠光体) 。

16、亚共析钢得含碳量越高,其室温平衡组织中得珠光体量越多。

17、在室温平衡状态下,碳钢随着其含碳量得增加,韧、塑性下降。

19、在铁碳合金得室温平衡组织中,渗碳体相得含量就是随着含碳量增加而增加。

20、在退火态得20钢、45钢、T8钢、T13钢中,δ与αK值最高得就是 20 钢。

21、共析钢加热到奥氏体状态,冷却后获得得组织取决于钢得_冷却速度__。

22、共析钢过冷奥氏体在(A1～680)℃温度区间等温转变得产物就是珠光体(或P) 。

23、共析钢过冷奥氏体在680～600℃温度区间等温转变得产物就是索氏体(细珠光体)。

24、共析钢过冷奥氏体在(600～550)℃温度区间等温转变得产物就是托氏体(或极细珠光体)。

25、共析钢过冷奥氏体在550～350℃温度区间等温转变得产物就是B上(或上贝氏体)。

26、共析钢过冷奥氏体在(350～230)℃温度区间等温转变得产物就是下贝氏体(或B下)。

27、亚共析钢得正常淬火温度范围就是 Ac3 + 30～50℃。

《机械工程材料(第4版)》第1章

《工程材料基础》课后测试试卷《工程材料基础》课后测试试卷第一章一、名词解释1、弹性：________________________________________________________________________。

答案：弹性是指材料弹性变形的大小。

通常用弹性变形时吸收的弹性能（又称弹性比功）来表示2、塑性：________________________________________________________________________。

答案：塑性是指材料断裂前发生塑性变形的能力。

3、韧性断裂：____________________________________________________________________。

答案：韧性断裂是断裂前发生明显宏观塑性变形。

4、冲击韧度：___________________________________________________________________。

答案：冲击韧性是指材料在冲击荷载作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击功A K表示，若将A K除以试样断口处截面积F K即得材料的冲击韧度a K。

5、蠕变：________________________________________________________________________。

答案：材料在长时间恒应力作用下缓慢产生塑性变形的现象。

6、疲劳极限：____________________________________________________________________。

答案：表示材料经受无限多次应力循环而不断裂的最大应力。

7、磨损：____________________________________________________________________。

答案：在摩擦过程中零件表面发生的尺寸变化和物质耗损现象称为磨损。

工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版4-6习题答案

第四章习题4-1 求下列各梁指定截面上的剪力Q和弯矩M。

各截面无限趋近于梁上A、B、C等各点。

4-2 试列出下列各梁的剪力方程和弯矩方程，作剪力图和弯矩图，并求和。

4-3 用叠加法作以下各梁的弯矩图。

并求出。

4-4 用剪力、弯矩和分布载荷集度之间的微分关系校核前面已画的剪力图和弯矩图是否正确。

4-5 不列剪力方程和弯矩方程，作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出和。

4-6 用合适的方法作下列各梁的剪力图和弯矩图。

4-7 试根据载荷、剪力图和弯矩图之间的关系，检查下列各梁的剪力图和弯矩图是否正确，并对错误之处加以改正。

4-8 作下列构件的内力图。

4-9 在梁上行走的小车二轮的轮压均为P ，如图所示。

问小车行至何位置时梁内的弯矩最大？最大弯矩值是多少？设小车的轮距为c，大梁的跨度为。

工程材料习题与辅导(第4版)_第一二章答案_主编_朱张校_姚可夫主编

第1章材料的结构与性能特点1.2 习题参考答案1. 解释名词致密度、晶体的各向异性、刃型位错、柏氏矢量、固溶体、固溶强化、金属化合物、组织、组织组成物、疲劳强度、断裂韧性、单体、链节、热塑性、热固性、柔性、玻璃态、高弹态、粘流态答: 致密度: 晶胞中所包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比称为致密度(也称密排系数).晶体的各向异性: 在晶体中，不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同，它们之间的结合力的大小也不相同，因而金属晶体不同方向上的性能是不同的。

这种性质叫做晶体的各向异性。

刃型位错: 在金属晶体中，晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面。

这个多余的半原子面犹如切入晶体的刀片，刀片的刃口线即为位错线。

这种线缺陷称刃型位错。

柏氏矢量: 首先指定位错线的方向。

右手拇指指向位错线方向，四指弯曲，回绕位错线作一回路，每个方向上经过的原子个数相同，回路不能闭合。

连接起始点至终点得一矢量，该矢量称为柏氏矢量，用b表示。

它可以反映该位错的性质。

固溶体: 合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。

固溶体晶格与溶剂的晶格相同。

固溶强化: 固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。

晶格畸变随溶质原子浓度的增高而增大。

晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。

这种通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化。

固溶强化是金属强化的一种重要形式。

在溶质含量适当时，可显著提高材料的强度和硬度，而塑性和韧性没有明显降低。

金属化合物: 合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新相即为金属化合物，或称中间相。

组织: 材料内部所有的微观组成总称显微组织(简称组织)。

组织由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成。

组织组成物: 合金组织中具有确定本质、一定形成机制的特殊形态的组成部分。

组织组成物可以是单相，或是两相混合物。

工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版4-6习题答案资料讲解

第四章习题4-1 求下列各梁指定截面上的剪力Q和弯矩M。

各截面无限趋近于梁上A、B、C等各点。

4-2 试列出下列各梁的剪力方程和弯矩方程，作剪力图和弯矩图，并求和。

4-3 用叠加法作以下各梁的弯矩图。

并求出。

4-4 用剪力、弯矩和分布载荷集度之间的微分关系校核前面已画的剪力图和弯矩图是否正确。

4-5 不列剪力方程和弯矩方程，作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出和。

4-6 用合适的方法作下列各梁的剪力图和弯矩图。

4-7 试根据载荷、剪力图和弯矩图之间的关系，检查下列各梁的剪力图和弯矩图是否正确，并对错误之处加以改正。

4-8 作下列构件的内力图。

4-9 在梁上行走的小车二轮的轮压均为P ，如图所示。

问小车行至何位置时梁内的弯矩最大？最大弯矩值是多少？设小车的轮距为c，大梁的跨度为。

工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版习题答案

第一章参考答案1-1：解：(a):N1=0,N2=N3=P(b):N1=N2=2kN(c):N1=P,N2=2P,N3= -P(d):N1=-2P,N2=P(e):N1= -50N,N2= -90N(f):N1=0.896P,N2=-0.732P注（轴向拉伸为正，压缩为负）1-2：解：σ1=2118504P kNS dπ==35.3Mpaσ2=2228504P kNS dπ==30.4MPa ∴σmax=35.3Mpa1-3：解：下端螺孔截面：σ1=19020.065*0.045P S =15.4Mpa上端单螺孔截面：σ2=2PS =8.72MPa上端双螺孔截面：σ3= 3PS =9.15Mpa∴σmax =15.4Mpa1-4：解：受力分析得：F1*sin15=F2*sin45F1*cos15=P+F2*sin45∴σAB=11FS=-47.7MPaσBC=22FS=103.5 MPa1-5：解:F=6PS1=h*t=40*4.5=180mm2S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2∴σmax=2FS =38.1MPa1-6:解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;△ l AC =NL EA =AC LEA σ=-0.01mm△ l CD =CD LEA σ=0△ L DB =DB LEA σ=-0.01mm(2) ∴AB l ∆=-0.02mm1-7:解:31.8127AC AC CB CB P MPa S P MPa S σσ==== AC AC AC L NL EA EA σε===1.59*104, CB CB CB L NL EA EA σε===6.36*1041-8:解:Nll EAl l ε∆=∆= ∴NEA ε=62.54*10N EA N ε∴==1-9：解：208,0.317E GPa ν==1-10：解：[][]max 59.5MPa σσ=<1-11：解：（1）当45oα=，[]11.2σσ=>强度不够（2）当60oα=，[]9.17σσ=< 强度够 1-12：解：[]360,200200200*1013.3100*150*10Y p kNS P kNS MPa A σσ-==∴=====<∑1-13：解：[]max 200213MPa MPa σ=<1-14：解： 1.78, 1.26d cm d cm ==拉杆链环1-15 解：BC F ==70.7 kN70.70.505140F S FS σσ=∴=== 查表得： 45*45*31-16解：(1)[]2401601.5ss n σσ===MPa[][]24P SP dσσπ≤∴≤24.4D mm∴=(2)2119.51602P P MPa MPa S d σπ===≤⎛⎫ ⎪⎝⎭1-17 解：（1） 2*250*6154402D F P A N π⎛⎫=== ⎪⎝⎭78.4AC F MPa S σ== 300 3.8378.4s n σσ∴===[][]''''60*3.14*15*1542390F S F S Nσσ===='61544014.521542390F n F ===≈1-18 解：P=119kN1-19 解：::3:4:535()44AB BC AB BC S P S S P S P =∴==拉，[][][]112841123484AB AB S A kN S P kN P kN σ=====同理所以最大载荷 84kN1-20 解： P=33.3 kN1-21 解：71,,12123A B C P F F P F P ===1-22 解：10MAX MPa σ=-1-23 解：A B X R R R =∴==∑t r l l ∆=∆ t A B l l tα∆= 21211111223533131.3cd R AC DB CD AC CD CD AF CD MAX Rl Rl l l l l EA EA Rl Rl Rl l EA EA EA EA t EA t R l S MPa A ααασ∆=∆+∆+∆=+=+=∴====第二章习题2-1 一螺栓连接如图所示，已知P=200 kN ， =2 cm ，螺栓材料的许用切应力[τ]=80Mpa ，试求螺栓的直径。

工程力学-材料力学第4版习题答案

第一章参考答案1-1：解：(a):N1=0,N2=N3=P(b):N1=N2=2kN(c):N1=P,N2=2P,N3=-P(d):N1=-2P,N2=P(e):N1=-50N,N2=-90N(f):N1=0.896P,N2=-0.732P注（轴向拉伸为正，压缩为负）1-2：解：σ1=2118504P kNS dπ==35.3Mpaσ2=2228504P kNS dπ==30.4MPa∴σmax=35.3Mpa1-3：解：下端螺孔截面：σ1=19020.065*0.045P S=15.4Mpa上端单螺孔截面：σ2=2PS =8.72MPa上端双螺孔截面：σ3=3PS =9.15Mpa∴σmax =15.4Mpa1-4：解：受力分析得：F1*sin15=F2*sin45F1*cos15=P+F2*sin45∴σAB=11FS=-47.7MPaσBC=22FS=103.5MPa1-5：解:F=6PS1=h*t=40*4.5=180mm2S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2∴σmax=2FS =38.1MPa1-6:解:(1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;△l AC =NL EA =AC LEA σ=-0.01mm△l CD =CD LEA σ=0△L DB =DB LEA σ=-0.01mm(2)∴AB l ∆=-0.02mm1-7:解:31.8127AC AC CB CB P MPa S P MPa S σσ====AC AC AC L NL EA EA σε===1.59*104,CB CB CB L NL EA EA σε===6.36*1041-8:解: Nll EAl l ε∆=∆=∴NEAε=62.54*10N EA Nε∴==1-9：解：208,0.317E GPa ν==1-10：解：[][]max59.5MPa σσ=<1-11：解：（1）当45o α=，[]11.2σσ=>强度不够（2）当60o α=，[]9.17σσ=<强度够1-12：解：[]360,200200200*1013.3100*150*10Y p kNS P kNS MPa A σσ-==∴=====<∑1-13：解：[]max 200213MPa MPaσ=<1-14：解： 1.78, 1.26d cm d cm==拉杆链环1-15解：BC F ==70.7kN70.70.505140F S FS σσ=∴=== 查表得：45*45*31-16解：(1)[]2401601.5s s n σσ===MPa [][]24P S P dσσπ≤∴≤24.4D mm∴=(2)2119.51602P P MPa MPaS d σπ===≤⎛⎫ ⎪⎝⎭1-17解：（1）2*250*6154402D F P A N π⎛⎫=== ⎪⎝⎭78.4AC F MPa S σ==300 3.8378.4s n σσ∴===[][]''''60*3.14*15*1542390F SF S Nσσ===='61544014.521542390F n F ===≈1-18解：P=119kN1-19解：::3:4:535()44AB BC AB BC S P S S P S P =∴==拉，[][][]112841123484AB AB S A kN S P kNP kN σ=====同理所以最大载荷84kN1-20解：P=33.3kN1-21解：71,,12123A B C P F F P F P ===1-22解：10MAX MPaσ=-1-23解：A B X R R R=∴==∑t r l l ∆=∆t AB l l tα∆=21211111223533131.3cd R AC DB CD AC CD CD AF CD MAX Rl Rl l l l l EA EA Rl Rl Rl l EA EA EA EA t EA t R l S MPa A ααασ∆=∆+∆+∆=+=+=∴====第二章习题2-1一螺栓连接如图所示，已知P=200kN ，=2cm ，螺栓材料的许用切应力[τ]=80Mpa，试求螺栓的直径。

工程材料(第四版)习题与辅导答案

工程材料(第四版)习题与辅导答案一、填空1、屈服强度是表示金属材料抵抗微量塑性变形的能力。

3、α—Fe的晶格类型为体心立方晶格4、γ—Fe的晶格类型为面心立方晶格5、随着固溶体中溶质原子含量增加，固溶体的强度、硬度__升高__。

6、金属的结晶包括形核和长大两个基本过程。

7、金属的实际结晶温度___低于_其理论结晶温度，这种想象称为过冷。

8、理论结晶温度与实际结晶温度之差△T称为___过冷度___。

9、金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越__细小__。

10、铁素体的力学性能特点是塑性、韧性好11、渗碳体的力学性能特点是硬度高、脆性大12、碳溶解在_γ-Fe__中所形成的间隙固溶体称为奥氏体。

13、碳溶解在_α-Fe__中所形成的间隙固溶体称为铁素体。

14、珠光体的本质是铁素体和渗碳体的机械混合物。

15、共析钢的室温平衡组织为P（或珠光体）共析钢的退火组织为P（或珠光体）16、亚共析钢的含碳量越高，其室温平衡组织中的珠光体量越多17、在室温平衡状态下，碳钢随着其含碳量的增加，韧、塑性下降19、在铁碳合金的室温平衡组织中，渗碳体相的含量是随着含碳量增加而增加20、在退火态的20钢、45钢、T8钢、T13钢中，δ和αK值最高的是20钢。

21、共析钢加热到奥氏体状态，冷却后获得的组织取决于钢的_冷却速度__。

22、共析钢过冷奥氏体在（A1～680）℃温度区间等温转变的产物是珠光体(或P)23、共析钢过冷奥氏体在680～600℃温度区间等温转变的产物是索氏体（细珠光体）24、共析钢过冷奥氏体在（600～550）℃温度区间等温转变的产物是托氏体(或极细珠光体)。

25、共析钢过冷奥氏体在550～350℃温度区间等温转变的产物是B上（或上贝氏体）26、共析钢过冷奥氏体在（350～230）℃温度区间等温转变的产物是下贝氏体(或B下)27、亚共析钢的正常淬火温度范围是Ac3+30～50℃28、过共析钢的正常淬火温度范围是Ac1+30～50℃29.钢经__等温___淬火可获得下贝氏体组织，使钢具有良好的__强度和韧性_性能。

工程力学--材料力学第4版第三章习题答案

题3-2图试绘下列各轴的扭矩图，并求出。

已知ma=2o oN ・ m,mb=4OoN.m,mc=6ooN,m.<10<b)弟二早习题3-1试求图视各轴在指定横截面17、2・2和3・3上的扭矩，并在各截面上表示出钮矩的方向。

3・2试绘岀下列各轴的钮矩图，并求c=©==®zz ©=3m 2m3znm4 税(a)3-4 一传动轴如图所示，已知 ma=i3oN..cm, mb=3OoN.cm , mc=iooN.cm,md=7oN.cm;^$段轴的直径分别为：Dab=5cm, Dbc=7・5cm, Dcd=5cm （1）画出扭矩图；<2）求1-4、2-2、3-3截面的最大切应力。

3・5图示的空心圆轴，外径D=8cm,内径d二6・巧5,承受扭矩m=ioooN.m・（1）求弘、％（2）绘出横截而上的切应力分布图；（3）求单位长度扭转角，已知G=8ooooMpa・3-6已知变截而钢轴上的外力偶矩^^SooN.m, =i2ooN.m,试求最大切应力和最大相对扭矩。

已知G=8o*l沪Pa.题3-6图3-7 一钢轴的转矩n=24o/min.传递功率丹=44」kN.m.已知L可=4ol\4pa,2」」3,G=8o*l，MPa,试按强度和刚度条件计算轴的直径解：轴的直径由强度条件确泄，3-8图示实心轴通过牙嵌离合器把功率传给空心轴。

传递的功率=7-5kw,轴的转速n=ioor/min,试选择实心轴直径和空心轴外径叫2。

己知％/空2 =0.5，[rlL J=4oMpa・3-9图示AB轴的转速 n=i2or/min,AK B 轮上输入功率丹=4okw,此功率的一半通过锥齿轮传给垂直轴V,另一半功率由水平轴H传走。

已知锥齿轮的节圆直径 a=6oomm：各轴宜径为^=ioomm, ^2=8omm, ^3=6omm, t^=2oMPa.试对各轴进行强度校核。

3-1。

船用推进器的轴，一段是实心的，直径为28omm,列一段是空心的，其内径为外径的一半。

第四版习题答案

第四版习题答案（第一章）思考题1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。

答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。

在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。

在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。

在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。

如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。

聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。

聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。

以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以表示。

2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。

答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。

聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。

从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。

根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。

多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。

齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。

低聚物的含义更广泛一些。

3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。

选择其常用分子量，计算聚合度。

工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版习题答案第二到九章

第二章习题2-1 一螺栓连接如图所示，已知P=200 kN， =2 cm，螺栓材料的许用切应力[τ]=80Mpa，试求螺栓的直径。

2-2 销钉式安全离合器如图所示，允许传递的外力偶距 m=10kN·cm，销钉材料的剪切强度极限=360 Mpa，轴的直径D=30mm，为保证m＞30000 N·cm 时销钉被剪切断，求销钉的直径 d。

2-3 冲床的最大冲力为400 kN，冲头材料的许用应力[σ]=440Mpa，被冲剪钢板的剪切强度极限=360 Mpa。

求在最大冲力作用下所能冲剪圆孔的最小直径D和钢板的最大厚度。

2-4 已知图示铆接钢板的厚度=10 mm，铆钉的直径为[τ]=140 Mpa，许用挤压应力[]=320 Mpa，P=24 kN，试做强度校核。

2-5 图示为测定剪切强度极限的试验装置。

若已经低碳钢试件的直径D=1 cm，剪断试件的外力P=50.2Kn，问材料的剪切强度极限为多少？2-6一减速机上齿轮与轴通过平键连接。

已知键受外力P=12 kN，所用平键的尺寸为b=28 mm，h=16 mm，l=60 mm，键的许用应力[τ]=87 Mpa，[]=100 Mpa。

试校核键的强度。

2-7图示连轴器，用四个螺栓连接，螺栓对称的安排在直径D=480 mm的圆周上。

这个连轴结传递的力偶矩m=24 kN·m，求螺栓的直径d需要多大？材料的许用切应力[τ]=80 Mpa。

（提示：由于对称，可假设个螺栓所受的剪力相等）2-8 图示夹剪，销子C的之间直径为0.6 cm，剪直径与销子直径相同的铜丝时，若力P=200 N，a=3 cm，b=15 cm，求铜丝与销子横截面上的平均切应力。

2-9 一冶炼厂使用的高压泵安全阀如图所示，要求当活塞下高压液体的压强达到p=3.4 Mpa时，使安全销沿1-1和2-2两截面剪断，从而使高压液体流出，以保证泵的安全。

已知活塞直径D=5.2cm，安全销采用15号钢，其剪切强度极限=320 Mpa，试确定安全销的直径d。

工程力学--材料力学第4版第三章习题答案

第三章习题3-1试求图视各轴在指定横截面1-1、2-2和3-3上的扭矩，并在各截面上表示出钮矩的方向。

3-2试绘出下列各轴的钮矩图，并求。

3-3试绘下列各轴的扭矩图，并求出。

已知ma=,mb=,mc=600N,m.3-4 一传动轴如图所示，已知ma=130N..cm, mb= , mc=, md=;各段轴的直径分别为：Dab=5cm, Dbc=, Dcd=5cm(1)画出扭矩图；（2）求1-1、2-2、3-3截面的最大切应力。

3-5 图示的空心圆轴，外径D=8cm,内径d=,承受扭矩m=.(1)求、（2）绘出横截面上的切应力分布图；（3）求单位长度扭转角，已知G=80000Mpa.3-6 已知变截面钢轴上的外力偶矩=, =, 试求最大切应力和最大相对扭矩。

已知G=80*Pa.3-7一钢轴的转矩n=240/min. 传递功率=已知=40Mpa,=,G=80*MPa, 试按强度和刚度条件计算轴的直径解：轴的直径由强度条件确定，。

3-8图示实心轴通过牙嵌离合器把功率传给空心轴。

传递的功率=,轴的转速n=100r/min,试选择实心轴直径和空心轴外径。

已知/=，=40Mpa.3-9 图示AB轴的转速n=120r/min,从B轮上输入功率=40kw,此功率的一半通过锥齿轮传给垂直轴V，另一半功率由水平轴H传走。

已知锥齿轮的节圆直径=600mm；各轴直径为=100mm, =80mm, =60mm, =20MPa，试对各轴进行强度校核。

3-10 船用推进器的轴，一段是实心的，直径为280mm，另一段是空心的，其内径为外径的一半。

在两段产生相同的最大切应力的条件下，求空心部分轴的外径D.3-11 有一减速器如图所示。

已知电动机的转速n=960r/min, 功率=5kw；轴的材料为45钢，=40MPa 试按扭转强度计算减速器第一轴的直径。

3-12 一传动轴传动功率=3kw，转速n=27r/min，材料为45钢，许用切应力=40MPa。

(完整word版)工程材料第四版答案(word文档良心出品)

工程材料习题1、材料的结构与性能特点1.2 填空题(1) 同非金属相比，金属的主要特性是( ① 热和电的良导体② 正的电阻温度系数③ 不透明、有金属光泽④ 塑性高、强韧性好 )。

(3) 在立方晶系中，{120}晶面族包括( (120) (102) (012) )等晶面。

(4) γ-Fe 的一个晶胞内的原子数为( 4 )。

1.3．选择正确答案(1) 晶体中的位错属于：a ．体缺陷b ．面缺陷 c.线缺陷 d.点缺陷(4) 固溶体的晶体结构：a.与溶剂相同 b ．与溶质相同 c ．与其他晶型相同(5) 间隙相的性能特点是：a ．熔点高、硬度低b ．硬度高、熔点低．c 硬度高、熔点高1.4．综合分析题（2）Fe -α、AI 、Cu 、Ni 、V 、Mg 、Zn 各属何种晶体结构？答：① 体心立方：Fe -α、V ② 面心立方： Al 、Cu 、Ni ③ 密排六方： Mg 、Zn（8）什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？答：固溶强化：形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象。

固溶强化原因：溶质原子引起晶格畸变，使变形抗力增加。

2 金属材料组织和性能的控制2.2．填空题(1) 结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是( 形核 )和（晶核长大）。

(2) 当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是( 增加晶核数量，或阻碍晶粒长大 )。

(3) 液态金属结晶时，结晶过程的推动力是( 能量差 )，阻力是( 表面能 )。

(4) 过冷度是指(理论结晶温度 - 开始结晶温度)，其表示符号为( T ∆ )。

(5) 典型铸锭结构的三个晶区分别为( 表面细晶区 )、( 柱状晶区 )和（中心等轴晶）。

(6) 固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度( 高 )。

(7) 固溶体出现枝晶偏析后，可用(扩散退火)加以消除。

(8) 一合金发生共晶反应，液相L 生成共晶体(βα+)。

共晶反应式为( L —（α+β）)，共晶反应的特点是( 在恒温下进行，三相共存 )。

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(3) 在立方晶系中，{120}晶面族包括( (120) (102) (012) )等晶面。

(4) γ-Fe 的一个晶胞内的原子数为( 4 )。

固溶强化原因：溶质原子引起晶格畸变，使变形抗力增加。

2 金属材料组织和性能的控制2.2．填空题(1) 结晶过程是依靠两个密切联系的基本过程来实现的，这两个过程是( 形核 )和（晶核长大）。

(2) 当对金属液体进行变质处理时，变质剂的作用是( 增加晶核数量，或阻碍晶粒长大 )。

(3) 液态金属结晶时，结晶过程的推动力是( 能量差 )，阻力是( 表面能 )。

(4) 过冷度是指(理论结晶温度 - 开始结晶温度)，其表示符号为( T ∆ )。

(5) 典型铸锭结构的三个晶区分别为( 表面细晶区 )、( 柱状晶区 )和（中心等轴晶）。

(6) 固溶体的强度和硬度比溶剂的强度和硬度( 高 )。

(7) 固溶体出现枝晶偏析后，可用(扩散退火)加以消除。

(8) 一合金发生共晶反应，液相L 生成共晶体(βα+)。

共晶反应式为( L —（α+β）)，共晶反应的特点是( 在恒温下进行，三相共存 )。

(9) 一块纯铁在912℃发生Fe -α→Fe -γ转变时，体积将( 收缩 )。

(10) 珠光体的本质是( 铁素体与渗碳体机械混合物 )。

(11) 在铁碳合金室温平衡组织中，含Fe 3C Ⅱ最多的合金成分点为( 2.11%C )，含L e ′最多的合金成分点为( 4.3%C )。

(12) 用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体体积分数为80%，则此钢的碳的质量分数为( 0.62%C )。

(13) 钢在常温下的变形加工称为( 冷 )加工，而铅在常温下的变形加工称为( 热 )加工(14) 造成加工硬化的根本原因是( 位错运动受阻,引起塑性变形抗力增加 )。

(15) 滑移的本质是( 位错的运动 )。

(16) 变形金属的最低再结晶温度与熔点的关系是( T 再=(0.35~0.4)T 熔 )。

(17) 再结晶后晶粒度的大小主要取决于( 加热温度 )和( 预先变形度 )。

(18)在过冷奥氏体等温转变产物中，珠光体和屈氏体的主要相同点是( F+Fe3C 的两相混合物 ),不同点是（屈氏体的片层间距小）。

(19) 用光学显微镜观察，上贝氏体呈( 羽毛 )状，下贝氏体呈( 黑色针状 )状。

(20) 马氏体的显微组织形态主要有（板条状）、（针状）两种。

其中（板条马氏体）的韧性较好。

(21)钢的淬透性越高，则其C 曲线的位置越（靠右）,说明临界冷却速度越（小）(24)球化退火的主要目的是（降低硬度）,它主要适用于（过共析钢）钢。

(25) 亚共析钢的正常淬火温度范围是( AC3以上30+50℃ )，过共析钢的正常淬火温度范围是（ AC1以上30+50℃ ）。

(26) 淬火钢进行回火的目的是( 消除应力 )，回火温度越高，钢的强度与硬度越( 低 )。

(27) 合金元素中，碳化物形成元素有( Mo ，W ，V ，Nb ，Ti )。

(28) 促进晶粒长大的合金元素有( Mn ，P ，B )。

（29) 除( Co )、( Al )外，几乎所有的合金元素都使M s 、M f ,点下降，因此淬火后相同碳质量分数的合金钢与碳钢相比，残余奥氏体（多），使钢的硬度（下降）。

2.3．是非题(1) 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。

（ × ）(2) 室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越低。

（ × ）(3) 在实际金属和合金中，自发生核常常起着优先和主导的作用。

（ × ）(4) 当形成树枝状晶体时，枝晶的各次晶轴将具有不同的位向，故结晶后形成的枝晶是一个多晶体。

（ × ）(5) 晶粒度级数的数值越大，晶粒越细。

（√ ）(6) 平衡结晶获得的Ni 质量分数为20％的Cu-Ni 合金比Ni 质量分数为40％的Cu-Ni 合金的硬度和强度要高。

（ × ）(7)一个合金的室温组织为βα+Ⅱ+（βα+），它由三相组成。

（ × ）(8)铁素体的本质是碳在α-Fe 中的间隙相。

（ × ）(9)20钢比T12钢的碳质量分数要高。

（ × ）(10)在退火状态(接近平衡组织)45钢比20钢的塑性和强度都高。

（ × ）(11)在铁碳含金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3％的铁碳合金才能发生共晶反应。

（ × ）(12)滑移变形不会引起金属晶体结构的变化。

（√ ）(13)因为B.C.C 晶格与F.C.C 晶格具有相同数量的滑移系，所以两种晶体的塑性变形能力完全相同。

（ × ）(14)孪生变形所需要的切应力要比滑移变形时所需的小得多。

（ × ）(15)金属铸件可以通过再结晶退火来细化晶粒。

（ × ）(16)再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。

（ × ）(21)当原始组织为片状珠光体的钢加热奥氏体化时，细片状珠光体的奥氏体化速度要比粗片状珠光体的奥氏体化速度快。

（√ ）(22)当共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。

（ × ）(23)在碳钢中，共析钢的淬透性最好。

（√ ）(24)高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。

（ × ）(25)经退火后再高温回火的钢，能得到回火索氏体组织，具有良好的综合机械性能。

（ × ）(26)调质得到的回火索氏体和正火得到的索氏体形貌相似，渗碳体形态一样。

（ × ）(27)在同样淬火条件下，淬透层深度越大，则钢的淬透性越好。

（√ ）(28)感应加热过程中，电流频率愈大，电流渗入深度愈小，加热层也愈薄。

（√ ）(29)表面淬火既能改变钢的表面组织，也能改善心部的组织和性能。

（ × ）(30)所有的合金元素都能提高钢的淬透性。

（ × ）(31)合金元素Mn 、Ni 、N 可以扩大奥氏体区。

（√ ）(32)合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。

（ × ）(33)60Si2Mn 钢比T12和40钢有更好的淬透性和淬硬性。

（ × ）(34)所有的合金元素均使M s 、M f 下降。

（× 2.4．选择正确答案(1)金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将a ．越高b ．越低 c. 越接近理论结晶温度(2)为细化铸造金属的晶粒，可采用：a ．快速浇注b ．加变质剂c 以砂型代金属型(3)在发生L →(βα+)共晶反应时，三相的成分：a ．相同b ．确定 c.不定(4)共析成分的合金在共析反应γ→(βα+)刚结束时，其组成相为a ．γ+βα+b ．βα+ c.( βα+)(5)奥氏体是：a ．碳在Fe -γ中的间隙固溶体 b. 碳在α-Fe 中的间隙固溶体c ．碳在α-Fe 中的有限固溶体(6)珠光体是一种：a ．单相固溶体b 两相混合物c ．Fe 与C 的化合物(7)T10钢的碳质量分数为：a ．0.1％ b. 1.0％ c. 10％(8)铁素体的机械性能特点是a ．强度高、塑性好、硬度低 b. 强度低、塑性差、硬度低c ．强度低、塑性好、硬度低(11)变形金属再结晶后：a ．形成等轴晶，强度增大 b.形成柱状晶，塑性下降c ．形成柱状晶，强度升高 d.形成等轴晶，塑性升高(12)奥氏体向珠光体的转变是：a.扩散型转变 b ．非扩散型转变 c. 半扩散型转变(13)钢经调质处理后获得的组织是：a.回火马氏体 b ．回火屈氏体 c ．回火索氏体(14)共析钢的过冷奥氏体在550～350~C 的温度区间等温转变时，所形成的组织是a ．索氏体 b.下贝氏体c ．上贝氏体 d.珠光体(15)若合金元素能使C 曲线右移，钢的淬透性将a．降低 b. 提高c．不改变 d. 降低还是提高不确定(16)马氏体的硬度取决于a．冷却速度 b. 转变温度c．碳质量分数(17)淬硬性好的钢：a．具有高的合金元素质量分数 b. 具有高的碳质量分数c．具有低的碳质量分数(18)对形状复杂，截面变化大的零件进行淬火时，应选用：a．高淬透性钢b．中淬透性钢c．低淬透性钢(19)直径为10mm的40钢的常规淬火温度大约为：a．750°C b．850°C c．920°C(20)直径为10mm的40钢在常规淬火温度加热后水淬后的显微组织为a．马氏体b．铁素体+马氏体c．马氏体+珠光体(21)完全退火主要适用于a．亚共析钢 b. 共析钢 c. 过共析钢(22)钢的回火处理是在：a．退火后进行 b. 正火后进行c．淬火后进行(23)20钢的渗碳温度范围是a．600～650°C b. 800～820°Cc．900～950°C d. 1000～1050°C(24)钢的淬透性主要取决于：a．钢中碳质量分数 b. 冷却介质c.钢中合金元素种类和质量分数(25)钢的淬硬性主要取决于：a．钢中碳质量分数 b. 冷却介质c．钢中合金元素种类和质量分数2.5综合分析题(4)如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下铸件晶粒的大小：①砂模浇注与金属模浇注；②变质处理与不变质处理；③铸成厚件与铸成薄件；④浇注时采用震动与不采用震动。

答：（1）金属模浇注晶粒尺寸小于砂模浇注，原因是金属模冷却速度大，过冷度大，核率高。

（2）变质处理晶粒细小，原因是变质处理增加了非自发形核率，促进形核；（3）铸成薄件晶粒细小，原因是薄件散热速度大，增加形核率；（4）采用振动晶粒细小，振动打碎粗大枝晶，促进非均匀形核。

(27)直径为6mm的共析钢小试样加热到相变点A1以上30°C，用图1-4所示的冷却曲线进行冷却，试分析其所得到的组织，说明各属于什么热处理方法。