材料力学实验训练题1答案.docx
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材料力学实验训练题1答案
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ssl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—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.
减少摩擦；低碳钢压缩后成鼓形的原因：
两端面
此应力为名义应力，真实应力是增加的。
压缩实验时，试件两端面涂油的目的是有摩擦。
10.颈缩阶段中应力应变曲线下降的原因
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？
（）
12
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%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，
2
材料为低碳钢，弹性模量E=200GPa，杆的横截面面积为A=5cm，杆
16.如图所示为低碳钢的σ-ε曲线。
与a点对应的应力称为
长l=1m。
加拉力F=150kN后，测得?
l=4mm，则卸载后杆的残余应变为
度最好的是杆1，强度最好的是杆2。
90度测取两次是为了
18.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
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）。
而铸铁（抗剪）能力大于（抗拉能力）。
21．低碳钢拉伸破坏具有明显的四个阶段分别是（弹性阶段）、（屈服阶段）、
（强化阶段）和（颈缩阶段）阶段。
在（屈服阶段）阶段中，一般规定波动
除第一个外的应力最小）值为屈服极限。
22、判断以下说法是否正确。
1．低碳钢受拉破坏时有屈服阶段，中碳钢和合金钢都没有屈服阶段。
错
2．铸铁扭转破坏沿45度螺旋面断裂是因剪应力先达到极限所致。
错
3．低碳钢扭转破坏沿轴横截面断裂是因剪应力先达到极限所致。
对
4．铸铁压缩实验时，试样表面与试验机之间的的摩擦力与试样受力方向成90度所以
对测试结果无有影响。
错
5．低碳钢压缩实验曲线一直是上扬的，因此极限强度为无穷。
错
6．弹性极限是材料保持弹性的最大极限值，可以不保持线性。
错
7．比例极限是材料能保持线性的最大值，必在材料的弹性范围内。
错
23.材料的应力应变曲线如图所示，曲线上__C___点的纵坐标为材料的条件屈服应力σ；试
样在e点拉断，横坐标上的线段___Of____代表材料延伸率。
23.一圆杆在轴向拉伸变形过程中，纵向伸长、横向收缩，但其体积不变。
这种现象说明泊
松比为。
24.对低碳钢试件进行拉伸试验，测得其弹性模量E＝200GPa，屈放极限σs＝240MPa；当试
25.
件检截面上的应力σ＝300MPa时，测得轴向线应变ε＝×10-3，随即卸载至σ＝0。
此时，
试件的轴向塑性应变（即残余应变）为
25．右图为低碳钢拉伸时的σ—ε曲线。
斜直线OA∥CD，
26．低碳钢试件在拉伸和压缩时，在屈服阶段以前，两曲线基本重合。
极限基本相同；线性阶段时，拉伸、压缩直线斜率近似相等，故其
因此拉伸和压缩时的
弹性模量也相同。
27．铸铁的拉伸，压缩，扭转实验中，力学性能是能力最强、能力居
中、能力最差。
抗压，抗剪，抗拉）
续加载，当试件横截面上应力200GPa时，测得其轴向线应变3.5103，然后立即卸载至0。
问该试件的轴向塑性线应变是。
29.材料性能试验时的温度一般在室温（10-35。
C）范围内进行。
对温度要求严格的试验，试验温度应为（18-28。
C）。
30.当试验数据≤200MPa时修约间隔为（1MPa），当试验数据＞1000MPa时修约间隔为（10MPa）。
二、选择题
l1-l
1.伸长率公式d=1?
100%中的l1是：
l
（A）断裂时试件的长度；（B）断裂后试件的长度；
（C）断裂时试验段（标距）的长度；（D）断裂后试验段（标距）的长度。
正确答案是___D___。
2.拉伸试件进入屈服阶段后，表面会沿一特定面出现滑移线。
关于以下结论，正确的是？
（A）横截面；（B）纵截面；（C）tmax所在面；（D）smax所在面。
正确答案是___C___。
3.对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常以s0.2表示屈服极限。
其定义有以下四个结论，正确的是哪一个？
（A）产生2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
（B）产生%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
（C）产生%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
（D）产生%的应变所对应的应力值作为屈服极限。
正确答案是__C。
4.与常温相比，在低温环境下，碳钢的性能有所变化。
关于以下结论，正确的是哪一个？
（A）强度提高、塑性降低；（B）降低、塑性提高；
（C）强度、塑性都提高；（D）强度、塑性都降低。
正确答案是___A___。
5.关于测定材料性能指标时，应采用标距范围内的最小横截面尺寸。
以下结论中，正确的是哪一个？
（A）
E,；（B）s,b；
（C）E,
s；（D）E,,s。
正确答案是___B___。
6．
一般指针仪表的分辨率规定为
（C）。
A、
指示度盘上的最小刻度
B
、指示度盘上指针所指示值的1％
δ、截面收缩率ψ是（C）。
A）破坏的，铸
请判断哪种是正确的：
（B）
7．试件材料相同，直径相同，长度不同测得的断后伸长率
A．不同的B.相同的
C.δ不同，ψ相同D．δ相同，ψ不同
8.抗拉强度b是指试样在拉伸破坏试验过程中（B）所对应的应力。
A、屈服时拉力B、最大拉力C、进入塑性时的拉力
9．在图上画出低碳钢和铸铁扭转破坏时断口的形状。
低碳钢是由（
铁是由（C）破坏的。
A、剪应力B、压应力
C、拉应力D、弯曲应力
10、三根圆棒试样，其面积和长度均相同，进行拉伸试验得到的曲线如图所示，其中强度最高、刚度最大、塑性最好的试样分别是（C）。
A、a,b,cB、b,c,a
C、c,b,aD、c,a,b
11.据图1所示三种材料拉伸时的应力应变曲线，得出如下结论，
（A）
强度极限b
（1）=
b
（2）
b（3），弹性模量
E
（1）
E
（2）
E（3），延伸率
（1）
（2）（3）
B）
强度极限
b
（2）
b
（1）
b（3），弹性模量
E
（2）
E
（1）
E（3），延伸率
（1）
（2）（3）
C）
强度极限
b
（2）
b
（1）
b（3），弹性模量
E（3）
E
（1）
E
（2），延伸率
（3）
（2）
（1）
D）
强度极限
b
（1）b
（2）
b（3），弹性模量
E
（2）
E
（1）
E（3），延伸率
（2）
（1）（3）
1/3的中间区段内时，如果不采用断口移中办法，测得的延伸率较实际值（B）
A.偏大B.偏小C.不变D.可能偏大、也可能偏小
*13.在线弹性范围内，材料在拉伸和压缩过程中，C。
（A）E相同，
不同（B）E不同，
相同（C）E相同，
相同（D）E不同，不同。
14.电测E
和的实验，测得
1120，2
40
，则该试件泊松比为
C
（A）3
（B）3（C）
13（D）
13
15.低碳钢试棒破坏的两种断口a、
b如图所示，它们__
__A。
（a）（b）
（A）a为拉伸破坏，b为扭转破坏。
（B）a为扭转破坏,b为拉伸破坏。
（C）a、b均为拉伸破坏（D）a、b均为扭转破坏
16.低碳钢试棒扭转破坏是B（A）沿横截拉断（B）沿横截剪断（C）沿45度螺旋面拉断（D）沿45度螺旋面剪断
17.铸铁试件扭转破坏是___C___（A）沿横截拉断（B）沿横截剪断（C）沿45度螺旋面拉断（D）沿45度螺旋面剪断
18.
用同样材料直径同为10mm，标距分别为50mm和100mm的两种低碳钢试样进行拉伸试验，
以下结论：
（C）
长率分别为5和10。
比较两试样的结果，则有以下结论，其中正确的是
）。
*20.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（
21.有材料拉伸实验中下列说明不正确的是（AB）A．没有屈服阶段的材料不属于塑性材料。
B．只有弹性阶段和强化阶段，没有屈服阶段和局部变形阶段的材料不属于塑性材料。
C．对没有明显屈服极限的塑性材料，用0.2来作为屈服指标。
22.低碳钢试样拉伸实验时下列描述错误的是（AB）
A：
通常就把上屈服极限称为屈服极限或屈服点，用s来表示。
B：
屈服现象的出现与横截面上最大正应力有直接关系。
45倾角的条纹。
A）；强度最高的材料
C：
表面磨光的低碳钢试样屈服时，表面将出现与轴线大致成
23.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（
是（A）；塑性性能最好的材料是（C）。
24.低碳钢的拉伸应力—应变曲线如图所示，若加载至路径是沿（C）
A：
曲线cbao;
B：
曲线cbf（bf∥oa）;
C：
曲线ce（ce∥oa）;
D：
曲线cd（cd∥oσ）;
25.
C点，然后卸载，则应力回到零值的
在某试验机上为某试样进行拉伸实验，试样材料为低碳钢，其p200MPa，s240MPa，b400MPa。
试验机最大拉力为100kN。
则用这一试验机作拉断实验时，从理论上讲，试样直径最大可达（D）。
A.25.5mm；B.23.2mm；C.22.0mm；D.17.8mm
26.图示材料加载到B点处卸载，其加载-卸载-再加载的路径为（A）。
A.O-A-B-D-B；B.O-A-B-C-B；C.O-A-B-D-C-B；D.O-D-B-C-B。
27.扭转试件破坏的断口表明（⋯C⋯.）
A、塑性材料和脆性材料的抗剪能力均低于其抗拉能力；
B、塑性材料和脆性材料的抗剪能力均高于其抗拉能力；
C、塑性材料的抗剪能力低于其抗拉能力，而脆性材料的抗剪能力高于其抗拉能力；D、塑性材料的抗剪能力高于其抗拉能力，而脆性材料的抗剪能力低于其抗拉能力。
28.当断口与标距标记的距离小于原始标距的C时，一般应采用断口移中。
5、4、3、5
29.用相同材料制成标准的短试样和长试样，测得段后伸长率分别为和，下列结论中，哪一种是正确的？
（B）
A.<，B.>，C.=，
30.关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，请判断哪一个是正确的：
（C）（A）应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；
（B）应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；
（C）应力不增加，塑性变形很快增加，因而认为材料失效；
（D）应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效。
30.下列说法中正确的是（A）
（1）工程中一般将δ≥5%的材料称为塑性材料，δ<5%的材料称为脆性材料。
（2）对低碳钢和铸铁进行压缩实验时，其强度极限均能测出。
（3）对低碳钢和铸铁进行扭转实验时，低碳钢是由剪应力而破坏，铸铁是由于拉应力而破坏。
（4）在金属拉伸实验中，屈服强度就是指在屈服阶段中最小应力值
A．
（1）、（3）B.
（1）（4）C.
（2）（3）D.（3）（4）
31.总延伸率：
试验中任一时刻引伸计标距的总延伸包括（D）与引伸计标距Le之比的
百分率。
（1）弹性延伸
（2）损伤（3）标距（4）塑性延伸
A．
（1）、
（2）B.
（1）（3）C.
（2）（4）D.
（1）（4）
32.金属在拉伸时，其弹性变形阶段的性能指标有（A）。
A.EB.RP0.2C.RmD.Agt
33.测量某零件的极限拉力，其抽样试验结果为：
119KN，124KN，123KN，128KN，123KN，
121KN，123KN，122KN，122KN，120KN，用贝塞尔方法计算标准偏差Sx为：
（A）AKNBCD
34.同一材料在相同条件下测得的5要比10（A）。
A．大B．小C．相等D．无法判定。
35.在做低碳钢压缩实验时，试样会呈现出明显的鼓状，这是由于（D）。
A.正应力的作用B.切应力的作用
C.正应力与切应力的综合作用D.试样上下端面所受摩擦力的作用
36.图示铸铁扭转试样，其扭转破坏断面为（B）。
A.2－2纵截面B.1－1螺旋面
C.4－4横截面D.3－3螺旋面
37、在低碳钢扭转试验中，根据公式bTbWt确定的抗扭强度（A）。
式中Tb为试样扭
断前所承受的最大扭矩、Wt为试样的抗扭截面系数。
A.要比材料真实的抗扭强度高
B.要比材料真实的抗扭强度低
C.就是材料真实的抗扭强度
D.可能比材料真实的抗扭强度高，也可能比材料真实的抗扭强度低
38.低碳钢（等塑性金属材料）在拉伸与压缩时力学性能指标相同的是ABCE
A.比例极限B.弹性极限C.屈服极限
D.强度极限E.弹性模量
现有圆截面试件，其直径为mm，材料的b值约为580Mpa，应选用（A）量程进行拉伸破坏实验。
（）100KN（B）50KN（C）20KN（D）10KN
40．图示拉伸试件。
拉断后试件的总长度由L0变为L1。
标距部分长度由l0变为l1，
材料的延伸率为（D）
（A）L1L0（B）l1l0
（C）L1L0100%（D）l1l0100%L0l0
41.低碳钢试件拉伸过程中颈缩时，真实应力将
A增加B减小C先增后减D不变
42.σP表示的是无明显屈服点的塑性材料，产生（B）对应的应力。
A％的弹性应变B％的塑性应变C％的应变
43.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
44.低碳钢试件拉伸过程中颈缩时，真实应力将（A）。
A增加B减小C先增后减D不变45．圆轴扭转实验中，低碳钢和铸铁分别沿哪个截面破坏？
（C）
（A）均为横截面；（B）均为450斜截面；
C）横截面和450斜截面；（D）450斜截面和横截面
三、问答题
1．一圆截面杆，材料的应力应变曲线如图2所示，若杆直径d=10mm，杆长l=200mm，杆
端承受拉力F=12KN作用，试计算拉力作用时与卸去后，杆的轴向变形；若轴向拉力
F=20KN，则当拉力作用时与卸去后，杆的轴向变形又分别为何值。
2.为什么拉伸试验必须采用标准试样或比例试样？
材料和直径相同而长短不同的试样，它们的延伸率是否相同？
3.低碳钢圆试样拉断后，其断口形状大致为杯口状，试说明其断裂过程和形成杯状断口的原
因。
4.采用两端平压法对圆试件进行压缩实验时，为什么对试件的高ho与直径do之比限制在1～3范围内。
5.试分别说明由铸铁和低碳钢制成的两根圆轴扭转破坏的断口形状及其原因。
6．某塑性材料拉伸试验采用的圆截面试样，直径10mm，标距100mm。
在线弹性阶段，10kN
载荷作用下，测得试样50mm（引伸计夹角间距离）伸长0.0318mm。
继续拉伸时测得下屈服极限载荷为，最大载荷为，破坏后的标距长131.24mm，破坏部分的最小直径为6.46mm。
试求
解及回答：
1）这种材料的E、s、b、、。
另外该材料是什么方式失效？
导致失效的是什么应力？
2）当载荷达到22kN时产生的应变，此时对应的弹性应变和塑性应变各为多少？
7．简述低碳钢拉伸的冷作硬化现象，其对材料的力学性能有何影响？
8．某材料采进行扭转试验，圆截面试样表面抛光，直径10mm，在开始阶段，每隔，标距100mm内测得相对扭转角分别为1.26102o/m、1.28102o/m、1.25102和1.24102。
发现在处，试样表面出现轴向线与横向线网格，且扭转图曲线出现平台，继续加载，在处试样断裂。
试回答及求解：
1）该材料扭转失效方式是什么？
试样表面网格是如何产生的？
最后的断面应该如何？
2）根据给定试验数据求出其相关力学参量。
9．扭转试验计算极惯性矩和抗扭截面系数对测量圆轴直径要求是否一样？
10．低碳钢和灰铸铁扭转断裂时横截面真实切应力分布是否有区别，为什么？
11.拉伸实验中，在什么情况下使用移位法测量断后延伸率，为什么？
如何移？
并作图说明。
12.矩形截面的拉伸试样，截面尺寸为15×8.1mm，问：
试样的平行段长度Lc和短试样的
原始标距长度L0各等于多少？
13.低碳钢Q235的屈服极限s235MPa。
当拉伸应力达到＝320MPa时，测得试件的
应变为＝3.610－3。
然后卸载至应力260MPa，此时测得试件的应变为
＝3.310。
试求：
（1）试件材料的弹性模量E；
（2）以上两种情形下试件的弹性应变e和塑性应变p。
14.根据材料在拉压试验时所表现出的力学性质的不同来论述塑性材料和脆性材料的区别。
什么应力状态下塑性材料可以表现出脆性性质来？
什么应力状态下脆性材料可以表现出塑性性质来？
15.试样直径d=10mm，在弹性范围内拉伸试验，载荷p=12KN，若使试件拉应力的测量精度小于1MPa。
试确定载荷p、试样直径d的最大允许测量误差。
16.低碳钢拉伸试验中,已知实验前试件直径d0=10.0mm，标距L0=100mm。
拉断后试件标距L1=130.20mm,缩颈处最小直径d1=6.23mm；并测得Ps=，Pb=。
试计算其屈服点应力σs、抗拉
强度σb、伸长率δ和断面收缩率ψ各项机械性能指标。
17.低碳钢拉伸、铸铁压缩的破坏原因？
18、金属材料接引伸计的拉伸曲线如图所示，该种材料弹性模量E=200GPa，上屈服极限ReH=300MPa，试件断裂时的应力为R`=380MPa，测得轴向应变ε1=，试求试件的断后伸长率A。
19.根据扭转试验方法规定，通常在进行低碳钢扭转试验时，材料屈服前的试验速度应控制
在（b）范围内某个尽量恒定的值，屈服后不大于360°/min。
速度的改变应无冲击。
a.0.6～3°/minb.6～30°/minc.60～300°/mind.5～50°/s
20.在扭转试验过程中，试样的平行长度Lc会（）。
a.伸长b.缩短c.不变
21.在做低碳钢拉伸试验时，如果断口离标距端点的距离小于或等于l0/3时，由于试件夹持
的影响，使延伸率的值偏，因此必须使用法来确定l1。
22.低碳钢扭转时，断口沿破坏；铸铁扭转时，断口沿破坏。
23.是产生应变所对应的应力。
24.塑性材料的，脆性材料的。
25.低碳钢的极限应力为，铸铁的极限应力为。
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