§4-1 材料力学相关问题

材料力学面试重点概念36题第一章绪论1.什么是强度、刚度、稳定性?答:(1)强度:抵抗破坏的能力(2)刚度:抵抗变形的能力(3)稳定性:细长压杆不失稳。

2、材料力学中的物性假设是?答：（1)连续性；物体内部的各物理量可用连续函数表示。

(2)均匀性:构件内各处的力学性能相同。

(3)各向同性:物体内各方向力学性能相同。

3.材料力学与理论力学的关系答:相同点:材力与理力:平衡问题，两者相同不同点:理论力学描述的是刚体，而材料力学描述的是变形体。

4.变形基本形式有答:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。

5.材料力学中涉及到的内力有哪些?通常用什么方法求解内力?答:(1)轴力，剪力，弯矩，扭矩。

(2)用截面法求解内力。

6，变形可分为?答:1)、弹性变形:解除外力后能完全消失的变形2)、塑性变形:解除外力后不能消失的永久变形7，什么是切应力互等定理答:受力构件内任意一点两个相互垂直面上，切应力总是成对产生，它们的大小8，什么是纯剪切?答:单元体各侧面上只有切应力而无正应力的受力状态，称为纯剪切应力状态。

9、材料力学中有哪些平面假设1）拉(压)杆的平面假设实验:横截面各点变形相同，则内力均匀分布，即应力处处相等。

2)圆轴扭转的平面假设实验:圆轴横截面始终保持平面，但刚性地绕轴线转过一个角度。

横截面上正应力为零。

3)纯弯曲梁的平面假设实验:梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁的纵向纤维;正应力成线性分布规律。

第二、三章轴向拉压应力表嘻10、轴向拉伸或压缩有什么受力特点和变形特点。

答:(1)受力特点:外力的合力作用线与杆的轴线重合。

(2)变形特点:沿轴向伸长或缩短。

11，什么叫强度条件?利用强度条件可以解决哪些形式的强度问题?要使杆件能正常工作，杆内(构件内)的最大工作应力不超过材料的许用应力，即≤[σ],称为强度条件。

σmax=F NmaxA利用强度条件可以解决:1)结构的强度校核；2)结构的截面尺寸设计;3)估算结构所能承受的最大外荷载。

一．是非题：（正确的在括号中打“√”、错误的打“×”） （60小题） 1．材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题，因此在研究构件的平衡与运动时，可不计构件的变形。

( √ )2．构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关，而材料的力学性质又是通过试验测定的。

( √ ) 3．在载荷作用下，构件截面上某点处分布内力的集度，称为该点的应力。

(√ ) 4．在载荷作用下，构件所发生的形状和尺寸改变，均称为变形。

( √ ) 5．截面上某点处的总应力p 可分解为垂直于该截面的正应力σ和与该截面相切的剪应力τ，它们的单位相同。

( √ )6．线应变ε和剪应变γ都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量，它们都是无量纲的量。

( √ )7．材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。

( ) 8．在强度计算中，塑性材料的极限应力是指比例极限p σ，而脆性材料的极限应力是指强度极限b σ。

( )9．低碳钢在常温静载下拉伸，若应力不超过屈服极限s σ，则正应力σ与线应变ε成正比，称这一关系为拉伸（或压缩）的虎克定律。

( )10．当应力不超过比例极限时，直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比，而与横截面面积成反比。

( √ )11．铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成450，这是由压应力引起的缘故。

( )12．低碳钢拉伸时，当进入屈服阶段时，试件表面上出现与轴线成45o 的滑移线，这是由最大剪应力max τ引起的，但拉断时截面仍为横截面，这是由最大拉应力max σ引起的。

( √ )13．杆件在拉伸或压缩时，任意截面上的剪应力均为零。

( ) 14．EA 称为材料的截面抗拉（或抗压）刚度。

( √ ) 15．解决超静定问题的关键是建立补充方程，而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系，称这种关系为变形协调关系。

( √ ) 16．因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象，称为应力集中。

材料力学试题及答案试题一题目描述在一个拉伸试验中，一个长为10 cm的弹簧材料在受力下产生延伸，延伸长度为1.5 cm。

已知弹簧材料的杨氏模量为2.0 GPa。

求弹簧材料的应力和应变。

解答首先，我们可以通过公式求解应力的值：$$ \\sigma = \\frac{F}{A} $$其中，$\\sigma$为应力，F为受力，A为受力面积。

在拉伸试验中，我们可以将材料的受力面积视为弹簧的横截面积，即A=A0，其中A0为弹簧的横截面积。

根据胡克定律，应力和应变的关系为：$$ \\sigma = E \\cdot \\varepsilon $$其中，E为杨氏模量，$\\varepsilon$为应变。

由于应变的定义为材料的延伸长度与原长度的比值，所以应变可以表示为：$$ \\varepsilon = \\frac{\\Delta L}{L_0} $$其中，$\\Delta L$为延伸长度，L0为原长度。

带入已知条件，我们可以计算应力的值：$$ \\sigma = E \\cdot \\varepsilon = 2.0 \\times 10^9 \\times\\frac{0.015}{0.1} = 3.0 \\times 10^8 \\, \\text{Pa} $$接下来，我们计算应变的值：$$ \\varepsilon = \\frac{\\Delta L}{L_0} = \\frac{0.015}{0.1} = 0.15 $$因此，弹簧材料的应力为$3.0 \\times 10^8 \\, \\text{Pa}$，应变为0.15。

试题二题目描述一个钢材的闭合应力为$-100 \\, \\text{MPa}$，临界应力为$-200 \\,\\text{MPa}$，材料的弹性模量为$200 \\, \\text{GPa}$。

求该钢材的塑性体积收缩率。

解答塑性体积收缩率的定义为：$$ \\alpha = \\frac{\\Delta V}{V} \\times 100\\% $$其中，$\\alpha$为塑性体积收缩率，$\\Delta V$为体积收缩量，V为原体积。

“材料力学”学习研究问题
第一个学习研究问题
1、研究轴力与轴向分布载荷集度之间的关系。

2、研究两侧轴向分布载荷向杆件轴线简化结果的等效性与不等效性。

3、分析研究横截面保持平面的有效范围。

4、应用ANSYS 软件计算杆件各点的应力和位移，验证上述分析和研究结果的正确性。

第二个学习研究问题
1、论证A －A 截面上必然存在剪应力，而且是非均匀分布的；
2、论证A －A 截面上各点的应力状态不会完全相同；
3、证明A －A 截面上各将不再保持平面。

第三个学习研究问题——自我命题研究
第四个学习研究问题——关于桁架节点简化模型的实验研究
设计一个实验方法以及相应的实验装置，验证焊接处可以或者不可以简化为铰链。

2h 2
h b
2h
2
h b。

1、（中）材料的三个弹性常数是什么它们有何关系材料的三个弹性常数是弹性模量E，剪切弹性模量G和泊松比μ，它们的关系是G=E/2(1+μ)。

2、何谓挠度、转角挠度：横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移。

转角：横截面绕其中性轴旋转的角位移。

3、强度理论分哪两类最大应切力理论属于哪一类强度理论Ⅰ.研究脆性断裂力学因素的第一类强度理论，其中包括最大拉应力理论和最大伸长线应变理论；Ⅱ. 研究塑性屈服力学因素的第二类强度理论，其中包括最大切应力理论和形状改变能密度理论。

4、何谓变形固体在材料力学中对变形固体有哪些基本假设在外力作用下，会产生变形的固体材料称为变形固体。

变形固体有多种多样，其组成和性质是复杂的。

对于用变形固体材料做成的构件进行强度、刚度和稳定性计算时，为了使问题得到简化，常略去一些次要的性质，而保留其主要性质。

根据其主要的性质对变形固体材料作出下列假设。

1.均匀连续假设。

2.各向同性假设。

3.小变形假设。

5、为了保证机器或结构物正常地工作，每个构件都有哪些性能要求强度要求、刚度要求和稳定性要求。

6、用叠加法求梁的位移，应具备什么条件用叠加法计算梁的位移，其限制条件是，梁在荷载作用下产生的变形是微小的，且材料在线弹性范围内工作。

具备了这两个条件后，梁的位移与荷载成线性关系，因此梁上每个荷载引起的位移将不受其他荷载的影响。

7、列举静定梁的基本形式简支梁、外伸梁、悬臂梁。

8、列举减小压杆柔度的措施（1）加强杆端约束（2）减小压杆长度，如在中间增设支座（3）选择合理的截面形状，在截面面积一定时，尽可能使用那些惯性矩大的截面。

9、欧拉公式的适用范围=只适用于压杆处于弹性变形范围，且压杆的柔度应满足：λ≥λ110、列举图示情况下挤压破坏的结果一种是钢板的圆孔局部发生塑性变形，圆孔被拉长；另一种是铆钉产生局部变形，铆钉的侧面被压扁。

11、简述疲劳破坏的特征（1）构件的最大应力在远小于静应力的强度极限时，就可能发生破坏；（2）即使是塑性材料，在没有显着的塑性变形下就可能发生突变的断裂破坏；（3）断口明显地呈现两具区域：光滑区和粗糙区。

材料力学面试问题
1. 材料力学是什么？能否简要解释一下其基本概念和原理？
2. 材料力学在材料工程中的作用是什么？
3. 可以举例说明材料力学在工程实践中的应用吗？
4. 材料的强度和刚度是指什么？它们之间有何区别？
5. 能否解释一下应力和应变的概念？它们之间的关系是什么？
6. 提到了材料的强度，那材料失效一般会发生在什么条件下？常见的失效模式有哪些？
7. 面对材料的强度不足的问题，我们可以通过什么方式加强材料的强度？
8. 什么是固体力学？它与材料力学有何关联？
9. 材料的疲劳行为是什么？这在工程设计中有何影响？
10. 材料力学的研究对于材料科学的发展有何意义？。

材料力学复习思考题1. 材料力学中涉及到的内力有哪些？通常用什么方法求解内力？轴力，剪力，弯矩，扭矩。

用截面法求解内力2. 什么叫构件的强度、刚度与稳定性？保证构件正常或安全工作的基本要求是什么？杆件的基本变形形式有哪些？构件抵抗破坏的能力称为强度。

构件抵抗变形的能力称为刚度。

构件保持原有平衡状态的能力称为稳定性。

基本要求是：强度要求，刚度要求，稳定性要求。

基本变形形式有：拉伸或压缩，剪切，扭转，弯曲。

3. 试说出材料力学的基本假设。

连续性假设：物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。

均匀性假设：物体内，各处的力学性质完全相同。

各向同性假设：组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。

小变形假设：材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形或位移,其大小远小于其原始尺寸 。

4. 什么叫原始尺寸原理？什么叫小变形？在什么情况下可以使用原始尺寸原理？可按结构的变形前的几何形状与尺寸计算支反力与内力叫原始尺寸原理。

可以认为是小到不至于影响内力分布的变形叫小变形。

绝大多数工程构件的变形都极其微小，比构件本身尺寸要小得多，以至在分析构件所受外力（写出静力平衡方程）时可以使用原始尺寸原理。

5. 轴向拉伸或压缩有什么受力特点和变形特点。

受力特点：外力的合力作用线与杆的轴线重合。

变形特点：沿轴向伸长或缩短6. 低碳钢在拉伸过程中表现为几个阶段？各有什么特点？画出低碳钢拉伸时的应力－应变曲线图，各对应什么应力极限。

弹性阶段：试样的变形完全弹性的，此阶段内的直线段材料满足胡克定律εσE =。

p σ --比例极限。

e σ—弹性极限。

屈服阶段：当应力超过b 点后，试样的荷载基本不变而变形却急剧增加，这种现象称为屈服。

s σ--屈服极限。

强化阶段：过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力， 要使它继续变形必须增加拉力.这种现象称为材料的强化。

b σ——强度极限局部变形阶段：过e 点后，试样在某一段内的横截面面积显箸地收缩，出现 颈缩 (necking)现象，一直到试样被拉断。

材料力学实验的常见问题解答材料力学实验是研究物质的强度、刚度和耐久性等力学性能的重要手段。

然而，在进行材料力学实验时，常常会遇到一些问题。

本文将针对一些常见的问题进行解答，帮助读者更好地进行材料力学实验研究。

问题一：如何准确测量材料的应力和应变？回答：测量材料的应力和应变是材料力学实验的基础工作。

测量应力可以通过应力传感器或称力传感器来完成。

应力传感器是一种能够转换外加载荷作用下的力值为电信号的装置。

使用应力传感器可以将材料受到的力转化为电信号，进而得到材料的应力。

而测量应变则可通过应变传感器来实现。

应变传感器有电阻应变片、应变导线等多种形式，能够测得材料的应变值。

问题二：如何选择适当的加载方式？回答：根据实验目的和要求，选择适当的加载方式非常重要。

常见的加载方式包括拉伸、压缩、剪切和扭转等。

对于不同材料和实验目的，选择不同的加载方式可达到最好的实验效果。

例如，要研究金属材料的强度和塑性特性，选择拉伸载荷是较为常见的实验方式。

问题三：在实验过程中如何保持载荷的稳定性？回答：保持载荷的稳定性对于材料力学实验至关重要。

在实验中，可以采用机械加载设备或液压加载设备来保持载荷的稳定。

机械加载设备需要根据实验需求进行调整和固定，而液压加载设备则可通过流量和压力控制来实现载荷的稳定。

问题四：如何处理实验数据？回答：在材料力学实验中，处理实验数据是不可或缺的步骤。

可以使用数据采集系统将实验数据记录下来，并且使用相应的软件进行数据处理和分析。

常见的数据处理方法包括曲线拟合、数据平滑等。

值得注意的是，处理实验数据时需要注意数据的准确性和可靠性，以避免误解和错误结论的产生。

问题五：如何评估材料的力学性能？回答：评估材料的力学性能是材料力学实验的重点之一。

根据实验结果，可以得到材料的强度、刚度、韧性等性能参数。

通过计算和分析这些参数，可以对材料进行综合评估，并且与标准进行比较，以判断材料是否满足特定需求。

问题六：如何提高实验的精度？回答：提高实验精度是材料力学实验中的重要目标。

材料力学同步辅导及习题全解材料力学是力学中用于研究材料行为的一门学科。

它研究材料响应外力时的变形特性和破坏行为等, 为工程设计、制造和维护提供了基础。

以下是材料力学同步辅导及习题全解:一、材料力学基础理论1、定义: 材料力学是研究材料响应外力时的变形特性和破坏行为的学科。

2、弹性: 材料在短暂的外力作用下可产生变形(例如弹性变形)，材料力学研究变形的特性。

3、塑性: 如果外力超出材料的弹性极限，材料就会产生塑性变形，材料力学研究塑性变形的特性。

4、破坏: 如果塑性变形超出材料承受力的极限，材料就会损坏，材料力学研究材料的破坏行为。

二、材料力学实验1、材料: 材料力学实验需要先选择合适的材料，常用的材料有：金属、塑料、木材等。

2、设备: 实验所需的设备包括：拉力机、应力应变测试仪、标定和检查工具等。

3、数据采集: 在实验过程中，需要采集外力和变形数据，并将其用于计算应力应变关系和/或强度等力学性能。

三、材料力学计算1、数值模拟: 材料力学计算可以使用数值模拟的方法，模拟材料响应外力的变形和破坏现象。

2、强度计算: 使用经典的强度理论，可以计算真实外力下材料屈服的强度值。

3、有限元法:通过有限元法，可以计算复杂结构(如空间网格模型)多体系统的动力学变形和受力性能。

四、材料力学习题1、金属及复合材料应力 - 应变: 对于材料应力 - 应变曲线，能否求解出材料的屈服强度和塑性应变？2、有限元模拟: 有限元模拟能够模拟出材料的失效行为及其原因，材料力学中体现有限元的应用有哪些？3、复合材料: 复合材料是由不同材料组合而成，它比纯净材料更具有弹性和塑性强度，复合材料在哪些领域中有广泛应用？五、材料力学习题全解1、金属及复合材料应力 - 应变：可以通过绘制出材料应力 - 应变曲线求解出材料的屈服强度和塑性应变，即根据材料的应力 - 应变曲线，可以计算出外力施加时的屈服应力和塑性应变。

2、有限元模拟：材料力学中，有限元模拟的应用可以计算复杂结构的动力变形和受力性能，用于分析复杂结构的强度、稳定性等特性，也可以用于模拟复杂结构在外力作用下的变形和开裂现象。

习题2-1图 习题2-2图习题2-3图 习题2-4图习题2-5图 习题2-6图材料力学习题大全及答案第1章 引 论1－1 图示矩形截面直杆，右端固定，左端在杆的对称平面内作用有集中力偶，数值为M 。

关于固定端处横截面A －A 上的内力分布，有四种答案，根据弹性体的特点，试分析哪一种答案比较合理。

正确答案是 C 。

1－2 图示带缺口的直杆在两端承受拉力F P 作用。

关于A －A 截面上的内力分布，有四种答案，根据弹性体的特点，试判断哪一种答案是合理的。

正确答案是 D 。

1－3 图示直杆ACB 在两端A 、B 处固定。

关于其两端的约束力有四种答案。

试分析哪一种答案最合理。

正确答案是 D 。

1－4 等截面直杆在两端承受沿杆轴线的拉力F P 。

关于杆中点处截面A －A 在杆变形后的位置（图中虚线所示），有四种答案，根据弹性体的特点，试判断哪一种答案是正确的。

正确答案是 D 。

1－5 图示等截面直杆在两端作用有力偶，数值为M ，力偶作用面与杆的对称面一致。

关于杆中点处截面A －A 在杆变形后的位置（对于左端，由A A '→；对于右端，由A A ''→），有四种答案，试判断哪一种答案是正确的。

正确答案是 C 。

习题2-1图习题2-2图习题2-3图习题2-4图1－6 等截面直杆，其支承和受力如图所示。

关于其轴线在变形后的位置（图中虚线所示），有四种答案，根据弹性体的特点，试分析哪一种是合理的。

正确答案是 C 。

第2章 杆件的内力分析2－1 平衡微分方程中的正负号由哪些因素所确定？简支梁受力及Ox 坐标取向如图所示。

试分析下列平衡微分方程中哪一个是正确的。

（A ）d d Q x F d M（B ）d d Q x F （C ）d d Q x F （D ）d d Q xF 2－2 对于图示承受均布载荷q 的简支梁，其弯矩图凸凹性与哪些因素相关？试判断下列四种答案中哪几种是正确的。