§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。

材料力学思考题材料力学作为工程学科中的重要基础课程，对于工程学生来说是一门极具挑战性的学科。

在学习过程中，我们不仅需要掌握理论知识，还需要具备一定的实践能力和思维能力。

因此，今天我将为大家提出一些材料力学的思考题，希望能够帮助大家更好地理解和应用这门学科。

1. 为什么在工程材料的研究中，常常会用到应力-应变曲线？应力-应变曲线是描述材料在受力过程中应力和应变之间关系的重要参数。

通过应力-应变曲线，我们可以了解材料的力学性能，如屈服强度、抗拉强度、断裂强度等。

这些参数对于工程设计和材料选择具有重要的指导意义。

因此，在工程材料的研究中，常常会用到应力-应变曲线。

2. 为什么金属材料在拉伸过程中会出现颈缩现象？在金属材料的拉伸过程中，由于材料的应力分布不均匀，会导致材料出现局部缩颈现象。

这是由于材料在拉伸过程中，受力作用下出现应力集中，导致材料局部变形，最终形成颈缩。

这种现象在金属材料的拉伸试验中经常会出现，对于材料的力学性能研究具有一定的影响。

3. 为什么在材料的蠕变过程中会出现塑性变形？材料的蠕变是指在高温和高应力条件下，材料会发生持续的塑性变形。

这是由于在高温和高应力的环境下，材料的晶体结构发生变化，从而导致材料出现塑性变形。

蠕变现象在工程材料的高温应用中具有重要的意义，因此对于材料的蠕变行为进行研究具有重要的工程价值。

4. 为什么在材料的疲劳过程中容易出现裂纹？材料的疲劳是指在受到交变载荷作用下，材料会发生裂纹和最终断裂的现象。

这是由于在疲劳载荷作用下，材料内部会出现应力集中和微观损伤，最终导致裂纹的产生。

因此，在材料的疲劳过程中容易出现裂纹，这对于工程结构的安全性具有重要的影响。

5. 为什么在材料的断裂过程中会出现脆性断裂和韧性断裂？材料的断裂过程可以分为脆性断裂和韧性断裂两种类型。

脆性断裂是指材料在受到外力作用下，会出现迅速断裂的现象；而韧性断裂是指材料在受到外力作用下，会出现一定的变形和吸能过程。

材料力学的试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料力学研究的对象是什么？A. 材料的化学性质B. 材料的力学性质C. 材料的热学性质D. 材料的电学性质2. 材料力学中，下列哪一项不是基本力学性质？A. 弹性B. 韧性C. 硬度D. 塑性3. 材料力学中，应力的定义是什么？A. 力与面积的比值B. 力与体积的比值C. 力与长度的比值D. 面积与力的比值4. 材料力学中，下列哪一项不是材料的基本变形形式？A. 拉伸B. 压缩C. 扭转D. 膨胀5. 材料力学中，弹性模量表示什么？A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料的弹性D. 材料的塑性二、简答题（每题10分，共30分）6. 简述材料力学中材料的三种基本力学性质。

7. 解释材料力学中的应力-应变曲线，并说明其各阶段的意义。

8. 什么是材料的屈服强度，它在工程设计中的重要性是什么？三、计算题（每题25分，共50分）9. 一根直径为20mm，长度为200mm的圆杆，在两端受到100kN的拉伸力。

如果材料的弹性模量为200GPa，求圆杆的伸长量。

10. 一个直径为50mm，长为100mm的空心圆筒，内径为40mm，受到一个扭矩为500N·m。

如果材料的剪切模量为80GPa，求圆筒的最大剪切应力。

答案一、选择题1. B. 材料的力学性质2. C. 硬度3. A. 力与面积的比值4. D. 膨胀5. C. 材料的弹性二、简答题6. 材料力学中材料的三种基本力学性质包括弹性、塑性和韧性。

弹性是指材料在受到外力作用后能恢复原状的能力；塑性是指材料在达到一定应力后，即使撤去外力也不会完全恢复原状的性质；韧性是指材料在断裂前能吸收和分散能量的能力。

7. 应力-应变曲线是描述材料在受力过程中应力与应变之间关系的曲线。

它通常包括弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。

弹性阶段表示材料在受力后能够完全恢复原状；屈服阶段是材料开始产生永久变形的点；强化阶段是材料在屈服后继续承受更大的应力而不断裂；颈缩阶段是材料接近断裂前发生的局部变细现象。

材料力学实验问题讨论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：拉伸试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，这样其相关性质才具有可比性。

材料相同而长短不同的试件延伸率通常情况下是不相同的（横截面面积与长度存在某种特殊比例关系的除外）。

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45°的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织，铸铁断口为横截面，为闪光的结晶状组织。

3、分析铸铁试件压缩破坏的原因答：分析铸铁试件压缩破坏，其断口与试件与轴线呈45°至50°的夹角，在断口位置其剪应力达到其抵抗的最大值限，抗剪先于抗压达到极限，故发生斜面剪切破坏。

4、低碳钢与铸铁在压缩时的力学性能有何不同？结构工程中如何合理使用这两类性质不同的材料？答：低碳钢为塑性材料，其抗拉屈服极限与抗压屈服极限相近，试件不易发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，其抗拉强度远低于抗压强度，无屈服现象，铸铁压缩时因剪应力达到其抵抗的最大值限发生剪切破坏。

通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉，抗拉与抗压能力相当；铸铁材料塑性差，其抗剪能力优于抗拉弱于抗压，故在工程结构中，塑性材料广泛应用，脆性材料最好处于受压状态，比如车床机座。

5、低碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有何不同？分析其原因答：低碳钢扭转形变大，有屈服阶段，断口为横截面，为剪应力破坏；铸铁扭转形变小，无屈服阶段，断口为轴线约呈45°的螺旋面，为拉应力破坏。

6、纯弯曲梁正应力测试中没考虑梁的自重，是否会引起试验结果误差？答：施加的荷载与测试的应变成线性关系，试验时，在加外载荷前，首先进行了测量电路的平衡（或记录了初读数），然后加载进行测量，所测得数（或差值）由外载荷引起的，与梁自重无关。

材料力学重点问题汇总表1. 弹性力学1.1 基本概念•弹性体和塑性体的区别是什么？•什么是应力，应变和弹性模量？•弹性体的线性弹性假设是什么？•什么是Hooke定律？1.2 应力与应变•什么是正应力和剪应力？•什么是正应变和剪应变？•应力和应变的关系是什么？如何表示？•应力和应变的单位是什么？1.3 弹性模量•什么是弹性模量？有哪些常用的弹性模量？•如何计算材料的弹性模量？•弹性模量与材料的应力-应变曲线有什么关系？•如何通过材料的应力-应变曲线确定其弹性模量？1.4 应用示例•如何计算简支梁的挠度？•如何计算杆件的变形？•如何计算压力容器的应力和应变？•如何计算材料的弹性极限？2. 塑性力学2.1 塑性变形•什么是塑性变形？•塑性变形与弹性变形有何区别？•塑性变形的主要特征是什么？2.2 塑性流动准则•什么是塑性流动准则？•常见的塑性流动准则有哪些？•塑性流动准则的选择依据是什么？2.3 塑性加工•什么是塑性加工？•塑性加工的主要方法有哪些？•塑性加工与材料的力学性能有何关系？2.4 应用示例•如何计算塑性材料在受力时的变形？•如何分析金属材料的冷加工过程？•如何选择合适的塑性流动准则来分析塑性变形？3. 破裂力学3.1 断裂表征•什么是断裂力学？•什么是断裂韧性和断裂强度？•断裂韧性与断裂强度的关系是什么？•断裂模式有哪些？3.2 断裂机理•材料破裂时有哪些基本的断裂机理？•什么是应力集中和裂纹尖端？•材料的断裂韧性与裂纹尖端的应力场有何关系？3.3 断裂力学的应用•如何通过应力-应变曲线计算材料的断裂韧性？•如何评估材料的断裂强度？•如何分析裂纹在材料中的扩展？•如何预测材料的寿命？4. 疲劳强度4.1 疲劳破坏机理•什么是疲劳破坏？•疲劳破坏机理的主要特征是什么？•疲劳破坏与材料的强度有何关系？4.2 S-N曲线•什么是S-N曲线？•如何绘制S-N曲线？•如何使用S-N曲线评估材料的疲劳强度？•S-N曲线中的应力幅是如何定义的？4.3 疲劳寿命预测•如何通过S-N曲线预测材料的疲劳寿命？•疲劳寿命的预测方法有哪些？•如何考虑应力-应变曲线的影响？4.4 应用示例•如何评估材料的疲劳强度？•如何设计能够满足疲劳寿命要求的材料？•如何分析疲劳加载下的变形和断裂？5. 动载荷下的变形和破坏5.1 动载荷下的变形•动载荷对材料强度和刚度的影响是怎样的？•如何计算材料在动载荷下的变形？•如何通过应力-应变曲线分析材料的变形？5.2 动载荷下的破坏•动载荷对材料破坏的影响是怎样的？•如何通过动载荷下的应力-应变曲线分析材料的破裂性能？•动载荷下的破坏与材料断裂韧性有何关系？5.3 应用示例•如何评估材料在动载荷下的变形和破坏？•如何设计能够承受动载荷的材料结构？•如何分析动载荷下材料的疲劳寿命和断裂行为？注：以上重点问题仅供参考，具体内容需根据实际情况补充完善。

第1章绪论一、选择题1、关于确定截面内力的截面法的适用范围，有下列四种说法：（A）适用于等截面直杆；（B）适用于直杆承受基本变形；（C）适用于不论基本变形还是组合变形，但限于直杆的横截面；（D）适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。

正确答案是。

2、关于下列结论的正确性：（1）同一截面上正应力σ与剪应力τ必相互垂直。

（2）同一截面上各点的正应力σ必定大小相等，方向相同。

（3）同一截面上各点的剪应力必相互平行。

现有四种答案：（A）（1）对；（B）（1）、（2）对；（C）（1）、（3）对；（D）（2）、（3）对。

正确答案是。

3、下列结论中哪个是正确的：（A）若物体产生位移，则必定同时产生变形；（B）若物体各点均无位移，则该物体必定无变形；（C）若物体无变形，则必定物体内各点均无位移；（D）若物体产生变形，则必定物体内各点均有位移。

正确答案是。

4、根据各向同性假设，可认为构件的下列量中的某一种量在各方向都相同：（A）应力；（B）材料的弹性常数；（C）应变；（D）位移。

正确答案是。

5、根据均匀性假设，可认为构件的下列量中的某个量在各点处都相同：（A）应力；（B）应变；（C）材料的弹性常数；（D）位移。

正确答案是。

6、关于下列结论：（1）应变分为线应变ε和切应变γ；（2）应变为无量纲量；（3）若物体的各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零； （4）若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。

现有四种答案： （A ）（1）、（2）对； （B ）（3）、（4）对； （C ）（1）、（2）、（3）对； （D ）全对。

正确答案是 。

7、单元体受力后，变形如图虚线所示，则切应变γ为 （A ） α； （B ） 2α； （C ） /22πα-； （D ） /22πα+。

正确答案是 。

二、填空题1、根据材料的主要性能作如下三个基本假设 ， 和 。

2、构件的承载能力包括 ， 和 三个方面。

材料力学问答第1章1、什么叫内力？杆件内某截面的内力等于什么？答：杆件在外力作用下发生变形，引起内部各部分之间相互作用力产生改变，改变量称为杆件的内力。

杆件内某截面的内力等于该截面一侧所有外力的代数和。

2、什么叫轴力？轴力的正负号是怎样规定的？答：轴向拉压杆件的内力称为轴力。

轴力的正负规定为“拉正压负”，即使杆件发生拉伸变形为正，压缩变形为负。

3、试述截面法求内力的过程。

答：假想截开、任意留取、平衡求力4、轴向拉压的受力特点和变形特点是什么？答：轴向拉压杆的受力特点是：在杆件的两端作用两个大小相等，方向相反，作用线与轴线重合的外力；变形特点是沿轴线方向伸长或缩短。

5、胡克定律叙述的具体内容是什么？答：当杆件的轴力不超过某一定值时，杆件的变形与轴力成正比，与杆件的长度成正比，和杆件的横截面成反比。

6、EA在胡克定律里称为什么？它反映了构件的什么性质？答：EA称为抗拉（压）刚度，它反映了杆件抵抗变形的能力。

7、什么是杆件的绝对变形？什么是杆件的相对变形？答：绝对变形反映了杆件的实际变形量。

为了消除杆件实际尺寸对变形的影响，以单位长度的变形来度量杆件的变形程度，称为相对变形或应变。

8、低碳钢试件从开始到断裂的整个过程中，经过那几个阶段？有那些变形现象？答：低碳钢开始拉伸到断裂过程中，经历四个阶段：a、弹性阶段：杆件发生弹性变形，外力去除后变形会消失；b、屈服阶段：应变在急剧增长，应力在上下波动，材料表现为暂时丧失了抵抗外力的能力；c、强化阶段：应力在缓慢增长，应变快速增长d、颈缩阶段：试件某一薄弱截面出现收缩现象并在此截面断裂。

9、塑性材料和脆性材料的力学性能的主要区别是什么？答：塑性材料具有明显的屈服现象，破坏前会产生较大的塑性变形，具有明显的预兆；脆性材料在变形很小时突然断裂，没有屈服现象；塑性材料抗拉和抗压能力在普通工作要求下是相同的，而脆性材料的抗压能力远大于抗拉能力。

10、衡量材料强度的指标是什么？为什么？答：衡量材料强度的指标是屈服点和强度极限。

问题答疑材料1、平面汇交力系平衡的充分必要条件是：该力系的合力等于零。

解析：在平衡情况下，力多边形中最后一力的终点与第一力的起点重合，此时的力多边形称为封闭的力多边形。

于是，平面会交力系平衡的必要和充分条件是：该力系的力多边形自行封闭，这是平衡的几何条件。

2、当外力的作用线沿杆轴时，杆将产生拉伸或压缩变形,杆的内力与杆轴_____。

解析：在轴向拉伸或压缩的杆件中，由于外力P的作用，在横截面上将产生的内力是轴向力（简称轴力），一般用N表示。

轴力的作用线与杆轴一致（即垂直于横截面，并且通过形心）。

3、影响持久极限的主要因素是_____。

解析：应力集中、构件尺寸、表面加工质量4、构件疲劳破坏分为那几个阶段？解析：构件的疲劳破坏可分为3个阶段：①微观裂纹阶段。

在循环加载下，由于物体的最高应力通常产生于表面或近表面区，该区存在的驻留滑移带、晶界和夹杂，发展成为严重的应力集中点并首先形成微观裂纹。

此后，裂纹沿着与主应力约成45°角的最大剪应力方向扩展，裂纹长度大致在0.05毫米以内，发展成为宏观裂纹。

②宏观裂纹扩展阶段。

裂纹基本上沿着与主应力垂直的方向扩展。

③瞬时断裂阶段。

当裂纹扩大到使物体残存截面不足以抵抗外载荷时，物体就会在某一次加载下突然断裂。

5、力，是物体间相互的___作用。

这种作用使物体的机械运动状态发生变化。

解析：力，是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运动状态发生变化。

6、为什么轴向拉（压）杆件斜截面上的应力是均匀分布的？解析：靠近轴向拉压杆两端部截面上的应力不是均匀分布的，甚至有不均匀接触应力或应力集中，但在距离两端面足够远的地方截面上的应力是均匀分布的，这称为“森文南原理”，对于常截面杆，每个截面应力相同，那么与这些横截面相交的斜截面上的应力也应该是均匀分布的。

7、塑性材料的极限应力是( )A.比例极限B.弹性极限C.屈服极限D.强度极限=2%时的应力规定非比例解析：对于没有屈服阶段的塑性材料，通常间给对应的塑性应变εp伸长应力或屈服强度。

材料力学问答题1.试论述材料力学中对弹性体的三个基本假设。

连续性假设：假设在构件所占有的空间内毫无空隙的充满了物质，即认为是密实的；均匀性假设：假设材料的力学性能与其在构件中的位置无关，即认为是均匀的；各向同性假设：假设材料沿各个方向具有相同力学性能，即认为是各向同性的。

2.何为内力和内力分量？应力和应力分量？由于外力作用，构件内部相连部分之间的相互作用力，称作内力。

将内力分量与内力偶矩分量泛称为内里分量。

平均值形变的极限值称作形变。

形变分量就是形变矢量的分量。

3.何为弹性体的变形与一点上的快速反应？何为快速反应能够？4.试述求杆件横截面上内力的截面法步骤和方法？5.试述常温静载下低碳钢拉伸时的主要力学性质？6.试述材料力学中叠加原理及其应用条件？7.何为工作形变？音速形变、安全系数和许用形变？8.应用领域强度条件展开强度排序能够化解那三方面问题？9.何为静不定向题，解静不定向题需从那三方面考量？10.何为乌形变互等定理？11.试述拉压杆，圆轴扭转和纯弯曲梁变形时的平面假设。

12.扎压杆、圆轴改变和等距伸展梁其横截面上内力的正负号就是如何规定的？13.等距伸展梁的剪力图与弯矩图存有哪些主要特征？14.绘制梁伸展时抖曲线大致形状的依据就是什么？15.试述大变形假设的实际意义。

16.何为主平面、主应力、主方向和主微元体？17.试述广义胡克定律的应用条件。

18.体积发生改变快速反应能够密度和形状发生改变快速反应能够密度各与那个物理量有关？19.何为平面形变状态？何为单向、二向和三向形变状态？20.何为第一类、第二类和第三类危险面？何为第一类、第二类和第三类危险点？。

材料力学复习二—刚度问题材料力学研究三大问题：强度问题，刚度问题和稳定性问题。

上篇对强度问题做了一个简要的小结，而本篇则对刚度问题做个迅速的小结。

所谓刚度，是指物体抵抗变形的一种能力。

而刚度问题，是说希望某结构在受力以后变形不要超过某个许可值。

比如下图所示的钻床，在钻孔时，钻头受到一个向上的力，该力会使得钻床的横梁和立柱发生变形如图。

如果变形太大，这会使得钻头改变方向，从而使得孔钻偏。

因此，在设计钻床时要进行计算，以保证横梁有足够的刚度。

从上述例子可以看出，问题的关键在于求出结构上的某关键点所发生的位移。

由于结构的变形主要有四种，所以，如果求出四种简单变形的公式，那么对于复杂的结构，也相对容易推算了。

经过简单的推导，可以得到拉伸变形的公式从该公式可以看出，外力越大，则变形量越大；原长越大，而变形量越大；EA越大，则变形量越小。

显然，EA表达了杆件抵抗拉伸变形的能力，称为拉压刚度。

对于扭转变形，其公式是从该公式可以看出，外力偶越大，B截面相对于A截面绕轴线转过的角度越大；原长越大，而相对转角越大；GI P越大，则相对转角越小。

显然，GI P表达了圆轴抵抗扭转变形的能力，称为抗扭刚度。

弯曲变形则要复杂一些，一根悬臂梁在终端受到向上的集中力后，整个轴线发生偏移，形成的曲线如下图的虚线所示。

该虚线称为挠曲线。

显然，该挠曲线上各个点的纵坐标是随着x的变化而变化的。

经过积分计算，可以给出各种常见梁的挠曲线方程，这些方程可以在机械设计手册上查到。

当遇到一个受到简单力的梁时，可以直接通过查表得到挠曲线方程，从而计算出所求点的位移或者转角。

但是对于复杂的受力情况，则不能直接查阅到挠曲线方程，此时需要使用叠加法。

例如下图所示的简支梁，上面受到分布力系，集中力和集中力偶的作用，要求B截面的转角和C截面的位移。

此时，没有直接的表可以查到。

但是，手册上给出了简支梁分别在分布力系，集中力，集中力偶作用下B点的转角和C点位移的值，所以只需要分别查阅这三个表，得到数据后叠加就可以了。