材料力学实验题及答案
材料力学实验思考题答案Ⅰ
1、比较两种材料受压时的力学性能及受压破坏特点。
答:低碳钢是塑性材料,而铸铁是脆性材料。
低碳钢抗压能力非常强,且抗拉抗压能力相当,所以最后会被压扁。
铸铁的抗压能力远远大于抗拉能力,最后会被内部的正应力给拉断,断口呈斜45度角。
2、为什么铸铁材料受压缩时,沿着与轴线约成45°的斜截面破坏?
答:在铸铁试件压缩时与轴线大致成45°的斜截面具有最大的剪应力。
3、比较铸铁材料的抗压强度极限与抗拉强度极限,由此说明铸铁材料在工程实际中的主要途径。
答:铸铁的抗压强度要高于抗拉强度。
铸铁件抗压不抗拉。
在工程实际中可作为承重部分。
1、由拉伸实验得到的材料力学性能参数有何实用价值?
答:表征了这种材料的性质和性能,利用这些参数可以进行一些理论分析和数值计算,比如弹性模量可以表示出这种材料的刚度,屈服强度可以表示出这种材料的强度
2、比较说明低碳钢和铸铁试件破坏断口的形状有何差别?并加以分析
答:低碳钢材料在横截面发生剪断破坏,铸铁在与轴线成45°螺旋面发生拉断破坏。
低碳钢的抗剪能力小于抗拉和抗压能力。
铸铁的抗拉能力小于抗剪能力和抗压能力。
3、比较说明低碳钢和铸铁材料的拉伸性能参数有何差别?
答:低碳钢的抗剪能力小于抗拉压能力,延伸率和断面收缩率大。
铸铁的抗拉能力小于抗剪能力,抗剪能力小于抗压能力。
材料力学实验报告参考答案(标准版)
目录一、拉伸实验二、压缩实验三、拉压弹性模量E测定实验四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验五、扭转破坏实验六、纯弯曲梁正应力实验七、弯扭组合变形时的主应力测定实验八、压杆稳定实验一、拉伸实验报告标准答案实验目的:见教材。
实验仪器见教材。
实验结果及数据处理:例:(一)低碳钢试件试验前试验后最小平均直径d=10.14mm 最小直径d= 5.70mm 截面面积A=80.71mm 2截面面积A 1=25.50mm 2计算长度L=100mm计算长度L 1=133.24mm试验前草图试验后草图强度指标:P s =__22.1___KN 屈服应力σs =P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限σb =P b /A __411.3___MP a塑性指标:1L -L100%Lδ=⨯=伸长率33.24%1100%A A Aψ-=⨯=面积收缩率68.40%低碳钢拉伸图:(二)铸铁试件试验前试验后最小平均直径d=10.16mm最小直径d=10.15mm截面面积A=81.03mm2截面面积A1=80.91mm2计算长度L=100mm计算长度L1≈100mm 试验前草图试验后草图强度指标:最大载荷Pb=__14.4___KN强度极限σb =Pb/A=_177.7__M Pa问题讨论:1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同?答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性.材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外).2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状,且有450的剪切唇,断口组织为暗灰色纤维状组织。
材料力学实验报告标准答案
材料力学实验报告标准答案材料力学实验报告标准答案:在材料力学实验中,我们通过一系列的实验操作和数据收集,对材料的力学性能进行了分析和测量。
以下是材料力学实验报告的标准答案。
一、实验目的本实验旨在通过对材料的拉伸、压缩和弯曲等试验,测量和分析材料的力学性能参数,包括弹性模量、屈服强度、断裂强度等。
二、实验原理1. 材料的拉伸试验拉伸试验是一种通过施加外力使材料产生拉伸变形的试验方法。
测量引伸计的变形量和外力,得出材料的应力-应变曲线。
通过该曲线可计算出材料的弹性模量、屈服强度等参数。
2. 材料的压缩试验压缩试验是一种通过施加外力使材料产生压缩变形的试验方法。
测量变形量和外力,得出应力-应变曲线,进一步计算材料的弹性模量、压缩强度等参数。
3. 材料的弯曲试验弯曲试验是一种通过施加外力使材料发生弯曲变形的试验方法。
测量挠度和外力,得到材料的应力-挠度曲线,在此基础上计算弹性模量、抗弯强度等参数。
三、实验步骤和数据处理1. 拉伸试验(详细步骤和数据处理略)2. 压缩试验(详细步骤和数据处理略)3. 弯曲试验(详细步骤和数据处理略)四、实验结果与讨论1. 拉伸试验结果(详细结果和讨论略)2. 压缩试验结果(详细结果和讨论略)3. 弯曲试验结果(详细结果和讨论略)五、实验结论通过以上实验和数据处理,我们得到了材料的力学性能参数,如弹性模量、屈服强度、断裂强度等。
这些参数对于材料的设计和选择具有重要意义,可以为材料工程师提供参考和指导,以确保材料在不同应力条件下的安全使用。
六、实验总结通过这次材料力学实验,我们深入了解了材料的力学性能测量方法和参数计算,提高了我们对材料特性的认识。
实验过程中,我们注意了实验安全和数据准确性,并采取了合理的实验设计和数据处理方法,使实验结果更可靠和准确。
七、参考文献(略)以上是材料力学实验报告的标准答案。
实验报告应包含实验目的、原理、步骤、结果和结论等内容,并遵守学校或教师要求的格式和规范。
《材料力学实验》考试题库及答案
《材料力学实验》考试题库及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学实验中,下列哪项不是材料力学的基本性质?A. 强度B. 塑性C. 硬度D. 热导率答案:D2. 在拉伸实验中,下列哪个因素对实验结果影响较大?A. 试样尺寸B. 试样形状C. 拉伸速度D. 环境温度答案:C3. 下列哪个实验是用来测定材料的屈服强度?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验答案:A4. 下列哪个实验是用来测定材料的弹性模量?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验答案:A5. 在压缩实验中,下列哪个因素对实验结果影响较大?A. 试样尺寸B. 试样形状C. 压缩速度D. 环境温度答案:C6. 下列哪个实验是用来测定材料的抗剪强度?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验7. 在扭转实验中,下列哪个因素对实验结果影响较大?A. 试样尺寸B. 试样形状C. 扭转速度D. 环境温度答案:C8. 下列哪个实验是用来测定材料的泊松比?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 扭转实验答案:A9. 在材料力学实验中,下列哪个参数是用来表示材料的韧性?A. 强度B. 塑性C. 硬度D. 韧性10. 下列哪个实验是用来测定材料的疲劳极限?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 弯曲实验D. 疲劳实验答案:D二、填空题(每题2分,共20分)11. 在拉伸实验中,试样断裂前所承受的最大载荷称为______。
答案:最大载荷12. 材料的屈服强度是指材料在受到______作用时,开始发生塑性变形的应力。
答案:外力13. 材料的弹性模量是描述材料在______范围内,应力与应变之间关系的物理量。
答案:弹性14. 在压缩实验中,试样受到的压力与______之比称为抗压强度。
答案:试样截面积15. 在扭转实验中,单位长度上的扭矩与______之比称为扭转应力。
答案:试样截面积16. 材料的泊松比是描述材料在拉伸或压缩过程中,______与______之间关系的物理量。
材料力学实验训练题1答案解析(机测部分100题)
一、 填空题1. 对于铸铁试样,拉伸破坏发生在横截面上,是由最大拉应力造成的。
压缩破坏发生在约50-55度斜截面上,是由最大切应力造成的。
扭转破坏发生在45度螺旋面上,是由最大拉应力造成的。
2. 下屈服点sl 是屈服阶段中,不计初始瞬时效应时的最小应力。
3. 灰口铸铁在拉伸时,从很低的应力开始就不是直线,且没有屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,因此,在工程计算中,通常取总应变为0.1% 时应力—应变曲线的割线斜率来确定其弹性模量,称为割线弹性模量。
4. 在对试样施加轴向拉力,使之达到强化阶段,然后卸载至零,再加载时,试样在线弹性范围内所能承受的最大载荷将增大。
这一现象称为材料的冷作硬化。
5. 在长期高温条件下,受恒定载荷作用时材料发生蠕变和松驰现象。
6.低碳钢抗拉能力大于抗剪能力。
7.铸铁钢抗拉能力小于_抗剪能力。
8.铸铁压缩受最大切应力破坏。
9. 压缩实验时,试件两端面涂油的目的是减少摩擦;低碳钢压缩后成鼓形的原因:两端面有摩擦。
10. 颈缩阶段中应力应变曲线下降的原因 此应力为名义应力,真实应力是增加的。
11.已知某低碳钢材料的屈服极限为s σ,单向受拉,在力F 作用下,横截面上的轴向线应变为1ε,正应力为σ,且s σσ>;当拉力F 卸去后,横截面上轴向线应变为2ε。
问此低碳钢的弹性模量E 是多少?( 21εεσ- )12.在材料的拉伸试验中,对于没有明显的屈服阶段的材料,以 产生0.2%塑性变形时对应的应力作为屈服极限。
13.试列举出三种应力或应变测试方法:机测法、电测法、光测法。
14.塑性材料试样拉伸时,颈缩处断口呈 环状,首先 中间部分 拉断 破坏,然后四周部分 剪切 破坏。
15.等直杆受轴向拉伸,材料为低碳钢,弹性模量E=200GPa,杆的横截面面积为A=5cm2,杆长l =1m。
加拉力F=150kN后,测得 l = 4mm,则卸载后杆的残余应变为 0.0025。
16.如图所示为低碳钢的σ-ε曲线。
材料力学实验题及答案
材料力学实验思考题 材料的力学性能1.金属机械性能主要指金属材料的 屈服极限 、强度极限 、延伸率、断面收缩率 。
其中屈服极限 与强度极限 主要反映材料的强度,延伸率 与断面收缩率 反映材料的可塑性和延展性。
2.在拉伸和压缩实验中,测量试样的直径时要求在一个截面上交叉90度测取两次是为了消除试样的 椭圆度误差 。
而在三个截面平均直径中取其最小值的意义是求得试样的最小横截面积。
3、低碳钢拉伸时有明显的“四个”阶段,它们分别是: 线性阶段 、 屈服阶段 、 硬化阶段 、 颈缩阶段 。
4、 工程上通常把伸长率大于 5% 的材料称为塑性材料。
5、 对于没有明显屈服极限的塑性材料,通常用名义屈服应力来定义,也就是产生0.2%塑性应变的应力。
6、低碳钢的极限应力为 屈服极限 ,铸铁的极限应力为 强度极限 。
7、在拉伸实验中引起低碳钢屈服的主要原因是 切应力 。
而引起铸铁断裂的主要原因是 拉应力 ,这说明低碳钢的 抗拉 能力大于 抗剪 。
而铸铁 抗剪 能力大于 抗拉 能力。
8、对于铸铁试样,拉伸破坏发生在横截面上,是由拉应力造成的。
压缩破坏发生在斜截面上,是由切应力造成的。
扭转破坏发生在45度螺旋面上,是由最大拉应力造成的。
9、低碳钢试样和铸铁试样的扭转破坏断口形貌有很大的差别。
低碳钢试样的断面与横截面重合,断面是最大切应力作用面,断口较为齐平,可知为剪切破坏;铸铁试样的断面是与试样的轴线成o45的螺旋面,断面是最大拉应力作用面,断口较为粗糙,因而是最大拉应力造成的拉伸断裂破坏。
10、 图示为三种材料的应力—应变曲线,则:弹性模量最大的材料是(A );强度最高的材料是(A );塑性性能最好的材料是(C )。
11、低碳钢的拉伸应力—应变曲线如图所示,若加载至C 点,然后卸载,则应力回到零值的路径是沿(C ) A :曲线cbao;B :曲线cbf(bf ∥oa);C :曲线ce(ce ∥oa);D :曲线cd(cd ∥o σ);12、铸铁圆棒在外力作用下,发生图示的破坏形式,其破坏前的受力状态如图( D )。
(完整版)材料力学试题及答案
一、一结构如题一图所示。
钢杆1、2、3的横截面面积为A=200mm 2,弹性模量E=200GPa,长度l =1m 。
制造时3杆短了△=0。
8mm.试求杆3和刚性梁AB 连接后各杆的内力。
(15分)aalABC123∆二、题二图所示手柄,已知键的长度30 mm l =,键许用切应力[]80 MPa τ=,许用挤压应力bs[]200 MPa σ=,试求许可载荷][F 。
(15分)三、题三图所示圆轴,受eM 作用。
已知轴的许用切应力[]τ、切变模量G ,试求轴直径d 。
(15分)四、作题四图所示梁的剪力图和弯矩图。
(15分)五、小锥度变截面悬臂梁如题五图所示,直径2bad d =,试求最大正应力的位置及大小。
(10分)六、如题六图所示,变截面悬臂梁受均布载荷q 作用,已知q 、梁长l 及弹性模量E .试用积分法求截面A 的得分评分人F键40633400Aal bM eBd a a aqqaqa 2dbBda AF挠度w A 和截面C 的转角θC .(15分)七、如图所示工字形截面梁AB ,截面的惯性矩672.5610zI -=⨯m 4,求固定端截面翼缘和腹板交界处点a 的主应力和主方向。
(15分)一、(15分)(1)静力分析(如图(a))1N F2N F3N F图(a)∑=+=231,0N N N yF F F F(a)∑==31,0N N CF F M(b)(2)几何分析(如图(b))1l∆2l∆3l∆∆图(b)wql /3x lhb 0b (x )b (x )BAC 50kN AB0.75m303030140150zya∆=∆+∆+∆3212l l l(3)物理条件EA l F l N 11=∆,EA l F l N 22=∆,EAl F l N 33=∆ (4)补充方程∆=++EAlF EA l F EA l F N N N 3212 (c) (5)联立(a)、(b)、(c)式解得:kN FkN FF N N N 67.10,33.5231===二、(15分)以手柄和半个键为隔离体,S0, 204000OM F F ∑=⨯-⨯=取半个键为隔离体,bsS20F F F ==由剪切:S []s FA ττ=≤,720 N F = 由挤压:bs bs bs bs[][], 900N FF Aσσ=≤≤取[]720N F =.三、(15分)eABM M M +=0ABϕ=, A B M a M b ⋅=⋅得 e B a M M a b =+, e A b MM a b=+当a b >时 e316π ()[]M ad a b τ≥+;当b a >时 e316π ()[]M bd a b τ≥+。
实验力学考试题及答案
实验力学考试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 某材料在拉伸实验中,当应力达到200 MPa时,应变为0.02,此时材料的弹性模量是多少?A. 10000 MPaB. 20000 MPaC. 50000 MPaD. 100000 MPa2. 在材料力学中,泊松比是描述材料横向应变与轴向应变之间关系的物理量,其取值范围是:A. 0到1B. 0到0.5C. -1到1D. -0.5到0.53. 以下哪种情况下,材料的屈服强度会降低?A. 温度升高B. 应变速率增加C. 材料的微观结构更加均匀D. 材料的晶粒尺寸减小4. 在进行三点弯曲实验时,若支点之间的距离增加,而载荷保持不变,那么材料的弯曲强度将会:A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定5. 疲劳破坏是指材料在循环载荷作用下逐渐发生破坏的现象,以下哪种因素不会影响疲劳寿命?A. 材料的强度B. 应力循环的幅度C. 材料的微观结构D. 环境温度答案:1. B. 20000 MPa(弹性模量E = 应力/应变)2. B. 0到0.53. A. 温度升高4. B. 减少5. D. 环境温度二、简答题(每题10分,共20分)1. 简述材料力学中的应力-应变曲线,并说明其上各点的意义。
应力-应变曲线是描述材料在拉伸过程中应力与应变之间关系的图形。
曲线上的几个关键点包括:弹性极限、屈服点、强化阶段、颈缩点和断裂点。
弹性极限是材料开始发生永久变形的应力值;屈服点是材料从弹性变形过渡到塑性变形的应力值;强化阶段是材料在进一步拉伸过程中,应力继续增加而应变增加的速率减缓的阶段;颈缩点是材料局部变细,整体截面积减小的点;断裂点是材料最终断裂的应力值。
2. 解释什么是材料的疲劳寿命,并说明影响疲劳寿命的主要因素。
材料的疲劳寿命是指材料在循环载荷作用下能够承受的循环次数。
影响疲劳寿命的主要因素包括:应力循环的幅度、材料的强度和韧性、材料的微观结构、表面处理和环境条件等。
大二材料力学实验报告答案,大二材料力学实验报告答案和数据
大二材料力学实验报告答案,大二材料力学实验报告答案和数据大二材料力学实验报告答案,大二材料力学实验报告答案和数据1实验原理:材料的力学性质是衡量材料性能的重要指标,材料力学实验是通过对材料的受力反应、形变及破坏等进行测试,以获得材料的各项力学性能参数。
本次材料力学实验主要涉及杆件弯曲和杆件拉伸两个方面,包括杆件的应力、应变、杨氏模量、屈服强度、断裂强度等指标的测量和计算。
实验仪器与材料:1.微机控制电子材料实验机(电液伺服型)2.应变片3.夹具4.长度计等实验过程:1.杆件弯曲实验(1)测量杆件初始长度L0(2)在微机控制下,向杆件中心施加弯曲力,同时记录在悬挂点上观测到的弯曲挠度δ(3)杆件应力计算,根据应变片测得的应变ε和杆件截面形状和尺寸计算得出杆件所受应力σ(4)杆件截面形变计算,根据杆件的截面形变计算出它所受到的剪切力(5)杆件杨氏模量计算,根据应力-应变的线性关系,可以求得杆件的杨氏模数E2.杆件拉伸实验(1)测量杆件初始长度L0(2)夹紧杆件两端的夹具,向杆件下端施加垂直拉力,并在微机控制下,使拉伸速率恒定(3)杆件的应变计算,根据应变片测量到的杆件应变,以及杆件的初始长度和截面形状和尺寸计算杆件所受应力σ(4)杆件的屈服强度试验,记录实验过程中,杆件所受力的变化趋势,在杆件承受正常应力下,杆件开始产生塑性变形的应力值被称为其屈服强度(5)杆件的断裂试验,记录实验过程中,杆件承载的极限力以及断裂后的形态,求得其断裂强度实验结果:1.杆件弯曲实验:得到杆件的.应力、应变、杨氏模量等参数数据,并通过图表反映2.杆件拉伸实验:得到杆件的应力、应变、屈服强度、断裂强度等参数数据,并通过图表反映实验分析:根据实验结果可以得出,杆件在弯曲和拉伸的过程中,其受力反应、形变和破坏等产生了相应记录,并通过计算得到了杆件的各项力学性能参数。
通过对杆件行驶弯曲实验,可以计算出杆件的杨氏模量,通过对杆件进行拉伸实验,可以计算出杆件的屈服强度和断裂强度等参数,这些参数对于材料选用、工程设计等具有重要的参考意义。
材料力学实验训练题1答案(机测部分100题)
填空题1. 对于铸铁试样,拉伸破坏发生在横截面上,是由最大拉应力造成的。
压缩破坏发生在50-55度斜截面上,是由最大切应力造成的。
扭转破坏发生在45度螺旋面上,是由最大拉应力造成的。
2. 下屈服点s sl是屈服阶段中,不计初始瞬时效应时的最小应力。
3. 灰口铸铁在拉伸时,从很低的应力开始就不是直线,且没有屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,因此,在工程计算中,通常取总应变为%时应力一应变曲线的割线斜率来确定其弹性模量,称为割线弹性模量。
4. 在对试样施加轴向拉力,使之达到强化阶段,然后卸载至零,再加载时,试样在线弹性范围内所能承受的最大载荷将增大。
这一现象称为材料的冷作硬化。
5. 在长期高温条件下,受恒定载荷作用时材料发生蠕变和松驰现象。
6. 低碳钢抗拉能力大于抗剪能力。
7. 铸铁钢抗拉能力小于—抗剪能力。
8. 铸铁压缩受最大切应力破坏。
9. 压缩实验时,试件两端面涂油的目的是减少摩擦;低碳钢压缩后成鼓形的原因:两端面有摩擦。
10. 颈缩阶段中应力应变曲线下降的原因—此应力为名义应力,真实应力是增加的。
11. 已知某低碳钢材料的屈服极限为s,单向受拉,在力F作用下,横截面上的轴向线应变为1,正应力为,且s;当拉力F卸去后,横截面上轴向线应变为2。
问此低碳钢的弹性模量E是多少()1 212. 在材料的拉伸试验中,对于没有明显的屈服阶段的材料,以_ 产生%塑性变形时对应的应力作为屈服极限。
13. 试列举出三种应力或应变测试方法:机测法、电测法、光测法。
度最好的是杆 1 ,强度最好的是杆 218.通常对标准差进行点估计的方法有 高斯法和贝塞尔法等。
19•在拉伸和压缩实验中,测量试样的直径时要求在一个截面上交叉 90度测取两次是为了 消除试样的(椭圆化)。
而在三个截面平均直径中取其最小值的意义是( 正应力最大点为 危险点)。
20.在拉伸实验中引起低碳钢断裂的主要原因是 (最大切应力引起塑性屈服 )而引起铸铁断 裂的主要原因是(最大拉应力引起脆性断裂 ),这说明低碳钢的(抗拉)能力大于(抗剪 能 力 )。
材料力学试的题目及答案
一、判断题(正确打“√”,错误打“X ”,本题满分为10分) 1、拉杆伸长后,横向会缩短,这是因为杆有横向应力的存在。
( )2、圆截面杆件受扭时,横截面上的最大切应力发生在横截面离圆心最远处。
( )3、两梁的跨度、承受载荷及支承相同,但材料和横截面面积不同,因而两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。
( )4、交变应力是指构件内的应力,它随时间作周期性变化,而作用在构件上的载荷可能是动载荷,也可能是静载荷。
( )5、弹性体的应变能与加载次序无关,只与载荷的最终值有关。
( )6、单元体上最大切应力作用面上必无正应力。
( )7、平行移轴公式表示图形对任意两个相互平行轴的惯性矩和惯性积之间的关系。
( ) 8、动载荷作用下,构件内的动应力与材料的弹性模量有关。
( )9、构件由突加载荷所引起的应力,是由相应的静载荷所引起应力的两倍。
( ) 10、包围一个点一定有一个单元体,该单元体各个面上只有正应力而无切应力。
( ) 二、选择题(每个2分,本题满分16分)1.应用拉压正应力公式A FN =σ的条件是( )。
A 、应力小于比例极限;B 、外力的合力沿杆轴线;C 、应力小于弹性极限;D 、应力小于屈服极限。
2.梁拟用图示两种方式搁置,则两种情况下的最大弯曲正应力之比 )(m ax )(m ax b a σσ 为( )。
A 、1/4; B 、1/16; C 、1/64; D、16。
3、关于弹性体受力后某一方向的应力与应变关系有如下论述:正确的是 。
A 、有应力一定有应变,有应变不一定有应力; B 、有应力不一定有应变,有应变不一定有应力; C 、有应力不一定有应变,有应变一定有应力; D 、有应力一定有应变,有应变一定有应力。
4、火车运动时,其轮轴横截面边缘上危险点的应力有四种说法,正确的是 。
A :脉动循环应力: B :非对称的循环应力; C :不变的弯曲应力;D :对称循环应力h4h(a) h4h(b)5、如图所示的铸铁制悬臂梁受集中力F 作用,其合理的截面形状应为图( )6、对钢制圆轴作扭转校核时,发现强度和刚度均比规定的要求低了20%,若安全因数不变,改用屈服极限提高了30%的钢材,则圆轴的( ) A 、 强度、刚度均足够;B 、强度不够,刚度足够; C 、强度足够,刚度不够;D 、强度、刚度均不够。
材料力学实验报告答案 (3)
材料力学实验报告答案1. 引言材料力学实验是材料科学与工程领域中非常重要的实验之一。
通过材料力学实验可以了解材料的力学性能、材料的强度、韧性等指标,对于材料的设计和选择具有重要的参考价值。
本报告将对材料力学实验中常见的实验题目进行解答,并详细展示实验数据和结果分析。
2. 实验题目:材料拉伸实验2.1 实验目的本实验旨在通过拉伸试验,研究材料的力学性能,在拉断试样前测定试样的抗拉强度、屈服强度、延伸率等材料力学性能指标。
2.2 实验装置和试样实验装置包括拉伸试验机、试样夹具、数据采集系统等。
实验采用标准的圆柱形试样,直径为10mm,长度为50mm。
2.3 实验步骤1.将试样夹具安装在拉伸试验机上,并调整好夹具的宽度,使试样夹紧。
2.将试样的两端分别放入试样夹具中,并将夹具固定好。
3.打开拉伸试验机的电源,启动数据采集系统。
4.设定拉伸速度为10mm/min,并开始拉伸试验。
5.在试验过程中,实时记录试样的变形和载荷数据。
6.当试样断裂后,停止拉伸,并记录试样的抗拉强度、屈服强度和断口形貌。
2.4 实验数据试样编号面积A(mm^2)原始长度Lo(mm)最大载荷Pmax(kN)抗拉强度σmax(MPa)屈服强度σy(MPa)延伸率ε(%)1 78.54 50 26.3 335 285 20.52 78.54 50 28.5 363 305 22.33 78.54 50 25.1 320 270 19.22.5 结果分析根据实验数据计算得到的抗拉强度、屈服强度和延伸率如上表所示。
从实验数据可以看出,试样在拉伸过程中的抗拉强度分别为335 MPa、363 MPa和320 MPa,屈服强度分别为285 MPa、305 MPa和270 MPa。
延伸率是衡量材料韧性的重要指标,值越大代表材料具有更好的延展性能。
根据实验数据计算得到的延伸率分别为20.5%、22.3%和19.2%。
2.6 结论通过本次实验,我们成功地进行了材料的拉伸实验,并获得了试样的抗拉强度、屈服强度和延伸率等重要材料力学性能指标。
材料力学试题含答案
材料力学试题及答案一、选择题(每题10分,共40分)1. 材料力学研究的主要内容是()A. 材料的力学性能B. 材料在外力作用下的变形和破坏规律C. 材料的制备工艺D. 材料的微观结构答案:B2. 下列哪种材料属于塑性材料()A. 钢B. 铝C. 玻璃D. 碳纤维答案:A3. 在材料力学中,下列哪个公式表示胡克定律()A. σ = EεB. σ = F/AC. τ = F/AD. σ = F·l/A答案:A4. 下列哪个现象属于弹性变形()A. 钢筋的拉伸B. 铅笔的弯曲C. 橡皮的压缩D. 玻璃的破碎答案:C二、填空题(每题10分,共40分)1. 材料力学中的基本假设之一是材料是各向______的。
答案:同性2. 在弹性范围内,材料的应力与应变之间的关系称为______。
答案:胡克定律3. 材料在受到拉伸或压缩时,单位面积上的内力称为______。
答案:应力4. 材料在受到剪切力作用时,单位面积上的内力称为______。
答案:剪应力三、计算题(每题20分,共60分)1. 一根直径为10mm的圆形截面低碳钢杆,受到轴向拉力F=10kN的作用。
已知材料的弹性模量E=200GPa,泊松比ν=0.3。
求杆的伸长量。
解:首先,计算杆的横截面积:A = πd^2/4 = π(10×10^-3)^2/4 = 7.85×10^-5 m^2根据胡克定律,杆的伸长量可以表示为:δ = Fl/AE代入已知数据,得到:δ = 10×10^3 × 7.85×10^-5 / (200×10^9 × 7.85×10^-5) = 5×10^-5 m = 0.5mm答案:杆的伸长量为0.5mm。
2. 一根矩形截面木梁,宽b=100mm,高h=200mm,受到弯矩M=10kN·m的作用。
已知木材的弹性模量E=10GPa。
材料力学试题及答案
1、图示刚性梁AB 由杆1和杆2支承,已知两杆的材料相同,长度不等,横截面积分别为A 1和A 2,若载荷P 使刚梁平行下移,则其横截面面积()。
A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2 C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个?答:( )(1) 扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA(2) 变形的几何关系(即变形协调条件) (3) 剪切虎克定律(4) 极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dAA 、(1)B 、(1)(2)C 、(1)(2)(3)D 、全部 3、二向应力状态如图所示,其最大主应力σ1=() A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁,承受垂直方向的载荷,若仅将竖放截面改为平放截面,其它条件都不变,则梁的强度A 、提高到原来的2倍B 、提高到原来的4倍C 、降低到原来的1/2倍D 、降低到原来的1/4倍5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同,若二者自由端的挠度相等,则P 1/P 2=() A 、2 B 、4C 、8 D 、16 6、下列结论中正确的是 ( )A 、材料力学主要研究各种材料的力学问题B 、材料力学主要研究各种材料的力学性质C 、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律D 、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系7、有两根圆轴,一根为实心轴,直径为D 1,另一根为空心轴,内外径比为d 2/D 2=0.8。
若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同,则它们的重量之比W 2/W 1为( ) A 、0.74 B 、0.62 C 、0.55 D 、0.47 8、材料的失效模式 B 。
A 只与材料本身有关,而与应力状态无关;B 与材料本身、应力状态均有关;C 只与应力状态有关,而与材料本身无关;题一、3图题一、5图题一、4题一、1D 与材料本身、应力状态均无关。
材料力学实验报告思考题答案
材料力学实验报告思考题答案实验目的:本次材料力学实验的主要目的是通过测量木材及金属材料的拉伸试验,探索材料的力学性质规律。
实验原理:材料拉伸试验是测定材料抵抗拉伸载荷下断裂之前变形量的试验。
在实验中,利用万能试验机对样品施加拉伸载荷,并测量样品在载荷下的长度变化,从而得到样品在拉伸过程中的力学性质表现。
实验结果:对于木材样品的拉伸试验结果表明,其标称尺寸为20mm ×20mm × 250mm,并经过处理后,其平均断裂力为25N,并计算出其力学性质为弹性模量为4.98GPa,抗拉强度为0.5MPa,断裂伸长率为7%。
对于金属材料的拉伸试验结果表明,其标称尺寸为6mm × 6mm × 60mm,其平均断裂力为2.1kN,并计算出其力学性质为弹性模量为40.2GPa,抗拉强度为180Mpa,断裂伸长率为15%。
实验结论:1、弹性模量测试结果表明,木材的弹性模量为4.98GPa,金属材料的弹性模量为40.2GPa,因此金属材料具有更高的弹性,更能够承受外界的挤压和扭曲力。
2、抗拉强度测试结果表明,木材的抗拉强度为0.5MPa,金属材料的抗拉强度为180Mpa,因此金属材料具有更高的承受外界拉伸力的能力。
3、断裂伸长率测试结果表明,金属材料的断裂伸长率为15%,而木材的断裂伸长率只有7%,说明金属材料相对于木材更具有韧性和延展性。
4、综合分析上述结果可以得到:金属材料在强度、延展性和韧性方面都优于木材。
因此,金属材料在工程领域的应用更广泛。
思考题答案:1、为什么弹性模量测试结果中,金属材料的弹性模量高于木材的弹性模量?答:这是由于两种材料的原子结构不同,金属中存在着自由电子,具有大量的自由度,因此金属化合物具有更高的弹性。
而木材中的分子则远远不如金属材料的自由度高,因此木材具有较低的弹性。
2、为什么金属材料的抗拉强度更高?答:金属材料的原子经过密的包容而形成,在拉伸时金属材料之间的金属键伸长,形成晶界滑移过程。
材料力学实验报告标准答案
材料⼒学实验报告标准答案⽬录⼀、拉伸实验 (2)⼆、压缩实验 (4)三、拉压弹性模量E测定实验 (6)四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验 (8)五、扭转破坏实验 (10)六、纯弯曲梁正应⼒实验 (12)七、弯扭组合变形时的主应⼒测定实验 (15)⼋、压杆稳定实验 (18)⼀、拉伸实验报告标准答案实验结果及数据处理:例:(⼀)低碳钢试件强度指标:P s =__22.1___KN 屈服应⼒ζs = P s /A __273.8___MP a P b =__33.2___KN 强度极限ζb = P b /A __411.3___MP a 塑性指标:1L -L 100%L δ=?=伸长率 33.24 % 1100%A A Aψ-=?=⾯积收缩率 68.40 %低碳钢拉伸图:(⼆)铸铁试件强度指标:最⼤载荷P b =__14.4___ KN强度极限ζb = P b / A = _177.7__ M P a问题讨论:1、为何在拉伸试验中必须采⽤标准试件或⽐例试件,材料相同⽽长短不同的试件延伸率是否相同?答:拉伸实验中延伸率的⼤⼩与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较⼤的断⼝部分,在不同长度的标距中所占⽐例也不同.因此拉伸试验中必须采⽤标准试件或⽐例试件,这样其有关性质才具可⽐性.材料相同⽽长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截⾯⾯积与长度存在某种特殊⽐例关系除外).2、分析⽐较两种材料在拉伸时的⼒学性能及断⼝特征.答:试件在拉伸时铸铁延伸率⼩表现为脆性,低碳钢延伸率⼤表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁⽆.低碳钢断⼝为直径缩⼩的杯锥状,且有450的剪切唇,断⼝组织为暗灰⾊纤维状组织。
铸铁断⼝为横断⾯,为闪光的结晶状组织。
.⼆、压缩实验报告标准答案实验数据记录及处理:例:(⼀)试验记录及计算结果问题讨论:1、分析铸铁试件压缩破坏的原因.答:铸铁试件压缩破坏,其断⼝与轴线成45°~50°夹⾓,在断⼝位置剪应⼒已达到其抵抗的最⼤极限值,抗剪先于抗压达到极限,因⽽发⽣斜⾯剪切破坏。
材料力学实验报告及答案
材料力学实验报告及答案材料力学实验报告及答案引言:材料力学是研究材料在受力作用下的变形和破坏行为的学科。
通过实验研究,我们可以了解材料的力学性能,为工程设计和材料选择提供依据。
本报告将对材料力学实验进行详细介绍,并给出相应的答案。
实验一:拉伸实验拉伸实验是评价材料的强度和延展性的重要方法。
在实验中,我们使用了一台拉伸试验机,将试样固定在夹具上,施加拉力使其发生拉伸变形。
通过测量应力和应变的关系,我们可以得到材料的应力-应变曲线。
实验问题:1. 什么是应力和应变?答:应力是指单位面积内的力,通常用σ表示,计算公式为σ=F/A,其中F为施加在试样上的拉力,A为试样的横截面积。
应变是指物体在受力作用下的变形程度,通常用ε表示,计算公式为ε=ΔL/L0,其中ΔL为试样的长度变化量,L0为试样的初始长度。
2. 什么是弹性模量?答:弹性模量是材料在弹性阶段的应力-应变关系的斜率,用E表示。
弹性模量越大,材料的刚度越高,抗变形能力越强。
3. 什么是屈服强度?答:屈服强度是指材料在拉伸过程中,应力达到最大值时的应变值。
屈服强度是衡量材料抗拉强度的重要指标。
实验二:硬度实验硬度是材料抵抗局部塑性变形的能力。
在实验中,我们使用了洛氏硬度计,通过测量试样表面的压痕大小来评估材料的硬度。
实验问题:1. 什么是硬度?答:硬度是材料抵抗局部塑性变形的能力。
硬度越高,材料越难被划伤或压痕。
2. 为什么要进行硬度测试?答:硬度测试可以用来评估材料的抗划伤和抗压痕能力,对于材料的选择和工程设计具有重要意义。
3. 硬度测试有哪些常用方法?答:常用的硬度测试方法包括洛氏硬度测试、维氏硬度测试、布氏硬度测试等。
每种方法都有其适用的材料和测试条件。
实验三:冲击实验冲击实验是评价材料在受冲击载荷下的抗冲击性能的方法。
在实验中,我们使用了冲击试验机,通过测量试样在受到冲击载荷时的断裂能量来评估材料的抗冲击性能。
实验问题:1. 什么是冲击载荷?答:冲击载荷是指在极短时间内对材料施加的高能量载荷。
材料力学试卷及答案
一、 低碳钢试件的拉伸图分为 __________ 、 __________ 、 _________ 、 ______ 四个阶段。
(10分) 二、 三角架受力如图所示。
已知 F=20kN,拉杆BC 采用Q235圆钢,[钢]=140MPa 压杆AB 采用横截 面为正方形的松木,[木]=10MPa ,试用强度条件选择拉杆 BC 的直径d 和压杆AB 的横截面边长a 。
(15 分)F三、 实心圆轴的直径 D = 60 mm 。
传递功率P = 70 kW ,轴的转速n = 180 r/min ,材料的许用切应 力[]=100 MPa,试校核该轴的强度。
(10分)四、 试绘制图示外伸梁的剪力图和弯矩图,q 、a 均为已知。
(15分)五、 图示为一外伸梁,l=2m ,荷载F=8kN,材料的许用应力[]=150MPa,试校核该梁的正应力强 度。
(15分)六、单元体应力如图所示,试计算主应力,并求第四强度理论的相当应力m m(10分)《材料力学》试卷(1)答案及评分标准100mm七、图示矩形截面柱承受压力F 1=100kN 和F 2=45kN 的作用,F 2与轴线的偏心距 e=200mm 。
b=180mm , h=300mm 。
求 max 和 min 。
(15 分)八、图示圆杆直径 d=100mm ,材料为Q235钢,E=200GPa分) p =100,试求压杆的临界力F cr 。
(10一、弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩断裂阶段。
评分标准:各2.5分。
二、d=15mm; a=34mm.评分标准:轴力5分,d结果5分,a结果5分。
三、=87. 5MP a,强度足够.评分标准:T 3分,公式4分,结果3分。
四、评分标准:受力图、支座反力5分,剪力图5q分,弯矩图5分。
五、max =155.81图pa>[ : =100 MPa,但没超过许用应力甲| 5%,安全.评分标准:弯矩图5分,截面几何参数3分,,正应力公式5分,结果2分。
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材料力学实验思考题 材料的力学性能
1.金属机械性能主要指金属材料的 屈服极限 、强度极限 、延伸率、断面收缩率 。
其中屈服极限 与强度极限 主要反映材料的强度,延伸率 与断面收缩率 反映材料的可塑性和延展性。
2.在拉伸和压缩实验中,测量试样的直径时要求在一个截面上交叉90度测取两次是为了消除试样的 椭圆度误差 。
而在三个截面平均直径中取其最小值的意义是求得试样的最小横截面积。
3、低碳钢拉伸时有明显的“四个”阶段,它们分别是: 线性阶段 、 屈服阶段 、 硬化阶段 、 颈缩阶段 。
4、 工程上通常把伸长率大于 5% 的材料称为塑性材料。
5、 对于没有明显屈服极限的塑性材料,通常用名义屈服应力来定义,也就是产生0.2%
塑性应变的应力。
6、低碳钢的极限应力为 屈服极限 ,铸铁的极限应力为 强度极限 。
7、在拉伸实验中引起低碳钢屈服的主要原因是 切应力 。
而引起铸铁断裂的主要原因是 拉应力 ,这说明低碳钢的 抗拉 能力大于 抗剪 。
而铸铁 抗剪 能力大于 抗拉 能力。
8、对于铸铁试样,拉伸破坏发生在横截面上,是由拉应力造成的。
压缩破坏发生在斜截面上,是由切应力造成的。
扭转破坏发生在45度螺旋面上,是由最大拉应力造成的。
9、低碳钢试样和铸铁试样的扭转破坏断口形貌有很大的差别。
低碳钢试样的断面与横截面重合,断面是最大切应力作用面,断口较为齐平,可知为剪切破坏;铸铁试样的断面是与试样的轴线成o
45的螺旋面,断面是最大拉应力作用面,断口较为粗糙,因而是最大拉应力造成的拉伸断裂破坏。
10、 图示为三种材料的应力—应变曲线,则:弹性模量最大的材料是(A );强度最高的材
料是(A );塑性性能最好的材料是(C )。
11、低碳钢的拉伸应力—应变曲线如图所示,若加载至C 点,然后卸载,则应力回到零值的
路径是沿(C ) A :曲线cbao;
B :曲线cbf(bf ∥oa);
C :曲线ce(ce ∥oa);
D :曲线cd(cd ∥o σ);
12、铸铁圆棒在外力作用下,发生图示的破坏形式,其破坏前的受力状态如图( D )。
13、金属材料拉伸时,弹性模量E 是在( B )测定的。
A 弹性阶段 B 线性弹性阶段
C 强化阶段
D 局部变形阶段
14、 塑性材料冷作硬化后,材料的力学性能发生了变化。
试判断以下结论哪一个是正确的:( B )
(A)屈服应力提高,弹性模量降低; (B)比例极限提高,塑性降低; (C)屈服应力不变,弹性模量不变; (D)比例极限不变,塑性不变。
15、 有关铸铁材料的强度和刚度,如下四条论断中不正确的是: A 。
A 铸铁的拉伸刚度小于压缩刚度 B 铸铁的抗压强度大于抗扭强度
C 铸铁的抗扭强度大于抗拉强度
D 铸铁试件扭转试验中断裂,其实是被拉断
电测部分
16、 电阻应变片测出的是 ( C )
A. 剪应变 B.剪应力 C.线应变 D.正应力 17、 电阻应变片的灵敏度系数K 指的是(B )。
A. 应变片电阻值的大小
B. 单位应变引起的应变片相对电阻值变化
C. 应变片金属丝的截面积的相对变化
D. 应变片金属丝电阻值的相对变化 18、电阻应变片所测量的应变是( A )
A 、应变片栅长范围的平均应变;
B 、应变片长度范围的平均应变;
C 、应变片栅长中心点处的应变;
D 、应变片栅长两端点处应变的平均值; 19、在电测中,进行温度补偿是为了消除 环境温度变化对测量的影响。
20、有四枚电阻应变片1R ,2R ,3R 和4R 贴在构件的四个测点,用单点加温度补偿法逐点测得四个点的应变分别为μεε3001=,μεε3002-=,μεε4003=,μεε4004-=。
若
将这四枚应变片接成图示的全桥形式,应变仪的读数是( A )。
(A)μεε1400=rd (B) μεε600=rd (C) μεε800=rd (D)
0=rd ε
21、受扭圆轴上贴有3个应变片,如图所示, 实验时测得应变片( C )的读数为0。
A :1和2; B :2和3; C :1和3; D :1、2和3。
22、直径为d 的圆截面杆承受处力偶矩e M ,测得该杆表面与纵线成45º方向上的线应变为
ε(如图所示),则些材料的剪切弹性模量
G 为(B )
A :
επ34d M e B :ε
π3
8d M e
C :ε
π3
12d M e 23、 如图示,沿梁横截面高度粘贴五枚
电阻应变片,编号如图,测得其中三枚应变片的应变读数分别为-29με、2με和60με,试判断所对应的应变片编号为( D )。
A.1、3、5; B.2、4、5; C.2、3、4; D.2、3、5。
24、 如下图所示杆件受力、应变片分布以及应变电测连接线路,则该电桥测量的应变是(B )
A 由弯矩M 引起的正应变
B 由力P 引起的正应变
C 由弯矩M 和P 引起的正应变
D 由弯矩M 和P 引起的剪应变
25、图1所示拉伸试件上电阻应变片R 1和R 2互相垂直,采用半桥接法,R 1接AB 桥,R 2接
BC 桥。
在拉力F 作用下,R 1和R 2的应变值分别为 ε1和ε2,若材料的泊松比为 μ ,则读数应变 εr = ⎽⎽B ⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A .ε1+ε2
B .(1+μ )ε1
C .(1-μ )ε1
D .(1+μ )ε2
26、测量弹性模量和泊松比时,在试件两侧粘贴电阻应变片是为了消除上下夹具不在垂直线上,试件不直等的影响。
27、梁在弯曲时,已知材料的E,μ, 要测定梁上中性层应力,D (A )在梁中性层沿轴向贴一应变片; (B )在梁上下表面沿轴向各贴一应变片; (C )在梁中性层沿垂直轴线方向贴一应变片; (D )在梁中性层沿450斜贴一应变片
28、在做梁的纯弯曲实验时,应采用增量法进行逐级等量加载。
在下列四个有关表述中,( D )是不正确的。
A. 采用增量法加载,可以消除初始状态对测试结果的影响
B. 采用增量法加载,可以消除测试系统的系统误差
C. 采用增量法加载,可以消除梁的自重的影响
D. 采用增量法加载,可以保证应力与应变之间的线性关系
29、在图示的纯弯曲试件上,电阻应变片R1和R2分别粘贴在试件的上下表面。
采用半桥接法,R1接AB 桥,R2接BC 桥。
试件在载荷作用下产生小变形,测得读数应变为r ε。
若已知材料的弹性模量为E ,则试件的最大弯曲正应力 σ max = ⎽⎽D ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
A .4E εr
B .2E εr
C .E εr
D .r 21
εE
30、偏心拉伸杆件如图所示,在其上、下表面沿轴向各贴有一枚应变计,另在补偿块上粘贴两枚温度补偿计。
已知杆件截面尺寸b 、h 和材料弹性模量E 。
试设计桥路求载荷F 和偏心
距e 的大小。
31、现拟用电测法测定图示园杆所受转矩M e 的大小。
已知杆件材料的弹性常数E 和μ,试
确定最简单的布置电阻应变片和接线的方案。
(参考22题)
F M
M
2
32、偏心拉伸杆件如图所示,在其上、下表面沿轴向各贴有一枚应变片。
为了测出载荷F 的大小,选用的接桥方式和应变仪读数为( b )和d ) )。
F ε 2F ε
a )
b ) C ) d )。