材料力学实验训练题1答案.docx

1、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 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

2、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

3、？ ( )1212.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 - 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

4、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

5、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，

6、 曲线上 _C_点的纵坐标为材料的条件屈服应力 ；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 E200GPa，屈放极限 s240MPa；当试25.件检截面上的应力 300MPa时，测得轴向线应变 10-3，随即卸载至 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 曲线。斜直线 OACD，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

7、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 200 GPa 时，测得其轴向线应变 3.5 10 3 ，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 1000 MPa 时修约间隔 为（ 10MPa ）。二、 选择题l1 - l1.伸长率公式 d= 1 ?100%

8、中的 l 1 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) t max 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

9、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、

10、截面收缩率 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. 不同， 相同 D 相同， 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 ,

11、c B 、 b , c , aC、 c , b , a D 、 c , a , b11. 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

12、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1 120 ， 240，则该试件泊松比为C(A) 3(B) 3 (C)1 3 (D)1315. 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

13、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（ A B

14、 ） 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（

15、C）A：曲线 cbao;B：曲线 cbf(b f oa);C：曲线 ce(ce oa);D：曲线 cd(cd o );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 p 200MPa ， s 240MPa ， b 400M Pa 。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. 17.8mm26.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

16、； 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 、 529.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. ， C. = ，30.关于低碳钢

17、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 5%的材料称为塑性材料， 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）、（

18、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. E B. R P0.2 C. Rm D. A gt33.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

19、计算标准偏差 Sx 为：（A） A KN B C D34.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 b Tb Wt 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

20、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 ABCEA. 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) 10KN40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

21、 )(A) L1 L0 (B) l1 l0(C) L1 L0 100% (D) l1 l0 100% L0 l041.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.P 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

22、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

23、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

24、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 1.26 10 2 o/m 、1.28 10 2 o/m、1.25 10 2和1.24 10 2 。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

25、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 158.1mm，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 s 235MPa 。当拉伸应力达到 320MPa 时，测得试件的应 变 为 3.6 10 3 。 然 后 卸 载 至 应 力 260MPa ， 此 时 测 得 试 件 的 应 变 为3.3 10 。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

26、。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 1 MPa。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 s、抗拉强度 b、伸长率和断面收缩率各项机

27、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 1=，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 /min b. 6 30/min c. 60 300/min d. 5 50/ s20.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 l 0/3 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 l 1。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 。