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全国首届大学生基础力学实验竞赛题目1、 选择题（1）材料冷作硬化的后果是（ ）(a) 比例极限提高，强度极限降低； (b)比例极限提高，塑性也提高；(c) 比例极限提高，塑性降低； (d)比例极限提高，强度极限也提高。（2）对于没有明显屈服极限的塑性材料，图 中的s0.2表示材料的名义屈服极限。 (a) (b) (c) (d) (e)2、 填空题图中所示4种材料的s-e曲线， 的弹性模量最大； 的比例极限最高； 的塑性最好； 的强度最高。3、试标出图示低碳钢s-e曲线上在D点处弹性应变和塑性应变所占的份额。4、低碳钢屈服阶段的s-e曲线为折线，应该用折线上哪点的应力值作为材料的屈服极限比较合理，请说明原因。5、圆柱扭转破坏实验中，在试样表面画一条母线，铸铁试样破坏时母线怎样变化，低碳钢试样破坏时母线怎样变化？请分析原因。 6、图示为一薄壁压力容器。在其表面设置两个测点A、B，测得A点的纵向应变为110-4，测得B点的环向应变为3.510-4。若已知容器的材料弹性模量E=200GPa，壁厚d=10mm。试求容器内的压力p和材料的泊松比m。 7、图示为一空心钢轴，已知转速n=120r/min，材料弹性模量E=200GPa，泊松比m =0.25，由实验测得轴表面一点A处与母线成45方向上的正应变为2.010-4。试求轴所传递的功率（单位千瓦）。 8（易）： 有一粘贴在轴向受压试件上的应变片，其阻值为，灵敏系数。问：当试件上的应变为时，应变片阻值是多少？9（中）：测点上应变花的粘贴位置如图。实验测出，求出该点的应力状态（结构材料，）10(较难)：有一直径为d的复合材料试件，受到冲击载荷作用，如图。欲用电侧法求该材料的泊松比。问：1）如何布片？2）怎样测定、计算泊松比？11（难）：野外测试组，利用应变片测量动态应变，采用半桥接桥方式。已知测量电桥的工作应变片和温度补偿应变片阻值均为120.02，灵敏系数为2.00。测试结束后需要标定时，应变仪的标定器坏了，临时找来二个电阻，一个100K,另一个300K。问：1）怎样接桥才能实现标定电路？2）此种接桥方式标定应变是多少？全国首届大学生基础力学实验竞赛题目答案1、 选择题a) (c) 比例极限提高，塑性降低。b) (c)2、 填空题图中所示4种材料的s-e曲线， 4的弹性模量最大； 3 的比例极限最高；1的塑性最好； 3 的强度最高。3、4、低碳钢屈服阶段的s-e曲线为折线，应该用折线上哪点的应力值作为材料的屈服极限比较合理，请说明原因。答：应该用屈服阶段的最小应力（即折线的最低点）作为材料的屈服极限比较合理。屈服点是指有屈服现象的材料在发生屈服时，试样在力保持恒定的情况下变形仍在继续时的应力。低碳钢在屈服阶段时s-e曲线出现波动，呈折线。折线的最高点和最低点分别称为材料的上屈服点和下屈服点，而上屈服点数值不稳定，受加载速度、试样形状等因素影响较大；下屈服点的数值相对稳定，能够反映材料开始发生塑性变形的极限应力。因此，应该由下屈服点表示材料的屈服极限比较合理。5、圆轴扭转破坏实验中，在试样表面画一条母线，铸铁试样破坏时母线怎样变化，低碳钢试样破坏时母线怎样变化？请分析原因。答：铸铁试样破坏时母线稍有倾斜，剪应变倾角很小，破坏断面与轴线呈45角的螺旋面；碳钢试样破坏时母线形成了多重螺纹线，破坏断面为横截面。 （a） (b)圆轴扭转时，试样表面危险点为纯剪切应力状态，主应力在位于与母线呈45夹角的斜面上（图a），剪应力最大值位于横截面上，且主应力与剪应力最大值数值相等，均等于横截面上的剪应力。铸铁是脆性材料，抗拉能力最弱，次为抗剪，最强抗压，因此，当应力达到破坏极限时，首先是最大拉应力作用面断裂，而且裂纹迅速从表面贯穿至轴心，使轴突然沿45角的螺旋面断裂，此时母线的倾斜角度较小（即塑性变形量较小）。低碳钢在塑性屈服时，抗剪的能力弱于抗拉和抗压，因此首先在横截面上发生屈服，但由于屈服应力不足以造成试样的断裂，所以，随着扭矩的增加，内部材料逐渐发生屈服直至轴心(图b)。 当扭矩进一步增加时，试件继续变形，材料进一步强化，至强度极限时轴发生横截面的剪切断裂，此时轴的塑性变形已经持续了较长的时间，母线已经变成为多重螺纹线。 6、解：薄壁筒表面危险点为二向应力状态由广义胡克定律 其中 ，ex =110-4，et =3.510-4解得：m =0.25，p=3.2MPa7、解：钢轴表面测点为纯剪切应力状态，有由广义胡克定律 及, 解得： PK =109kW答案8题：解：由 得所以，此时应变片的阻值是：9题：解：由将已知的、代入上式，得 联立求解得：已知，则 ，所以，主应力为： 主应力方向为：10题：解：一、 布片方案：在试件的同一截面处（或同一点），沿横向和纵向各贴一应变片。二、 测定方法：分别将和接在动态应变仪的二个桥路上（通道上），将应变仪的输出接在记录仪输入端，记录下试验曲线，例如：（可以不画试验曲线，也可画不同的试验曲线）量取同一时刻的应变、三、11题：解：第一种接桥方案：1） 将其中一个电阻并联在、桥臂上。此时、桥臂的电阻变化由于，电桥应变输出2）