机械工程材料力学知识点题库

综合试卷第=PAGE1*2-11页（共=NUMPAGES1*22页） 综合试卷第=PAGE1*22页（共=NUMPAGES1*22页）PAGE①姓名所在地区姓名所在地区身份证号密封线1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和所在地区名称。2.请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。3.不要在试卷上乱涂乱画，不要在标封区内填写无关内容。一、选择题1.材料的力学功能主要包括：

（1）弹性

（2）塑性

（3）硬度

（4）疲劳强度

（5）冲击韧性

（6）耐腐蚀性

（7）耐高温性

（8）导电性

2.下列哪项是弹性力学中的应力状态：

（1）主应力

（2）剪应力

（3）正应力

（4）拉应力

（5）压应力

（6）剪应力与正应力

（7）应力分量

（8）应力矢量

3.材料屈服现象的基本标志是：

（1）塑性变形

（2）断裂

（3）残余变形

（4）弹塑性变形

（5）极限载荷

（6）永久变形

（7）塑性流动

（8）弹性模量

4.下列哪个是材料力学中描述材料变形的物理量：

（1）泊松比

（2）剪切模量

（3）弹性模量

（4）屈服强度

（5）极限载荷

（6）杨氏模量

（7）剪切变形

（8）压缩变形

5.下列哪个是描述材料抗冲击能力的物理量：

（1）冲击韧性

（2）硬度

（3）屈服强度

（4）极限载荷

（5）拉伸强度

（6）剪切模量

（7）抗弯强度

（8）疲劳强度

6.下列哪个是描述材料在交变应力作用下的破坏特性：

（1）持久强度

（2）疲劳极限

（3）抗弯强度

（4）屈服强度

（5）硬度

（6）剪切模量

（7）抗拉强度

（8）压缩强度

7.下列哪个是描述材料在高温下的强度和塑性的物理量：

（1）持久强度

（2）热处理强化

（3）退火软化

（4）抗氧化性

（5）高温强度

（6）高温塑性

（7）高温硬度

（8）高温弹性

8.下列哪个是描述材料在低温下的强度和塑性的物理量：

（1）低温冲击韧性

（2）低温疲劳强度

（3）低温屈服强度

（4）低温拉伸强度

（5）低温剪切模量

（6）低温压缩强度

（7）低温热处理强化

（8）低温弹性模量

答案及解题思路：

1.答案：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）

解题思路：材料的力学功能包括上述各项，是评估材料功能的基本指标。

2.答案：（1）（7）

解题思路：主应力是指在一个点上三个互相垂直的方向上的应力分量，而应力分量则指在任何点上的所有应力分量。

3.答案：（1）

解题思路：材料屈服现象的基本标志是塑性变形，即材料在应力作用下发生的不可逆变形。

4.答案：（1）（2）（3）（6）

解题思路：泊松比、剪切模量和弹性模量都是描述材料变形的物理量，杨氏模量与弹性模量同义。

5.答案：（1）

解题思路：冲击韧性是描述材料抗冲击能力的物理量，它表示材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。

6.答案：（2）

解题思路：疲劳极限是描述材料在交变应力作用下发生疲劳破坏的最大应力。

7.答案：（5）（6）（7）

解题思路：高温强度、高温塑性和高温硬度是描述材料在高温下的强度和塑性的物理量。

8.答案：（1）

解题思路：低温冲击韧性是描述材料在低温下的强度和塑性的物理量，特别是材料在低温环境下的抗冲击能力。二、填空题1.材料力学的基本任务是研究材料在力的作用下的变形和强度。

2.材料的强度主要包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度。

3.材料的变形包括弹性变形、塑性变形和断裂。

4.材料在拉伸或压缩过程中的力学行为主要包括弹性阶段、屈服阶段、强化阶段。

5.材料的弹性变形具有可逆性、均匀性、各向同性等特点。

6.材料的塑性变形包括冷塑性变形、热塑性变形、残余变形。

7.材料的强度试验方法有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验。

8.材料的韧性是指材料在静载、冲击、疲劳等条件下抵抗裂纹扩展的能力。

答案及解题思路：

答案：

1.变形强度

2.抗拉强度抗压强度抗弯强度

3.弹性变形塑性变形断裂

4.弹性阶段屈服阶段强化阶段

5.可逆性均匀性各向同性

6.冷塑性变形热塑性变形残余变形

7.拉伸试验压缩试验弯曲试验

8.静载冲击疲劳

解题思路：

1.材料力学研究材料在受力时的变形和材料的承载能力，即强度。

2.材料的强度分为抗拉、抗压和抗弯等，反映了材料在不同受力状态下的承载能力。

3.材料变形分为弹性变形、塑性变形和断裂，弹性变形是可逆的，塑性变形是不可逆的，断裂是材料失效的一种形式。

4.材料在拉伸或压缩过程中会经历弹性、屈服和强化三个阶段，反映了材料在受力过程中的力学行为。

5.弹性变形的特点是可逆、均匀和各向同性，即材料在受力后能够恢复原状，变形在各个方向上均匀，且不随方向改变。

6.塑性变形包括冷塑性、热塑性和残余变形，反映了材料在受力后永久变形的能力。

7.材料的强度试验方法包括拉伸、压缩和弯曲试验，通过这些试验可以测定材料的强度指标。

8.韧性是材料抵抗裂纹扩展的能力，在静载、冲击和疲劳等条件下，材料的韧性表现尤为重要。三、判断题1.材料的强度和韧性是一对矛盾，提高某一功能，会降低另一功能。（√）

解题思路：在材料科学中，强度和韧性是两个重要的力学功能指标。一般来说，高强度的材料往往具有较低的韧性，反之亦然。这是因为提高材料的强度通常需要增加其硬度和刚度，这可能会牺牲材料的延展性和韧性。

2.材料的塑性变形包括弹性变形和永久变形两部分。（√）

解题思路：材料的塑性变形是指材料在超过其弹性极限后发生的变形，这部分变形可以进一步分为弹性变形和永久变形。弹性变形是指材料在去除外力后能够恢复的变形，而永久变形则是材料在去除外力后不能恢复的变形。

3.材料的极限载荷是指材料在断裂前所能承受的最大载荷。（√）

解题思路：极限载荷是指材料在承受外力时达到最大承载能力而不发生断裂的载荷。这个概念在材料力学中非常重要，它有助于设计工程师评估材料在极端条件下的安全功能。

4.材料的抗冲击能力与材料硬度无关。（×）

解题思路：材料的抗冲击能力通常与其硬度和韧性有关。硬度较高的材料可能在受到冲击时不易变形，但韧性较低的材料在受到冲击时更容易断裂。因此，硬度和抗冲击能力之间存在一定的关联。

5.材料的持久强度是指材料在高温、高压等条件下承受一定载荷而不发生断裂的能力。（√）

解题思路：持久强度是材料在长期载荷作用下，尤其是在高温、高压等恶劣条件下，能够承受一定载荷而不发生断裂的能力。它是评估材料耐久性和可靠性的重要指标。

6.材料的韧性越好，材料的脆性越大。（×）

解题思路：韧性是指材料在断裂前能够吸收的能量，而脆性是指材料在断裂前没有明显的变形。通常情况下，韧性越好，材料的脆性越小，因为韧性好的材料能够吸收更多的能量而不断裂。

7.材料的抗拉强度高于抗压强度。（√）

解题思路：对于许多金属材料，抗拉强度通常高于抗压强度。这是因为材料在拉伸时更容易发生屈服和断裂，而在压缩时则更稳定。

8.材料的抗弯强度高于抗拉强度。（×）

解题思路：对于许多材料，尤其是非均匀材料，抗弯强度通常低于抗拉强度。这是因为材料在弯曲时，由于截面上的应力分布不均匀，容易在弱轴方向发生断裂。

答案及解题思路：

1.√解题思路同上。

2.√解题思路同上。

3.√解题思路同上。

4.×解题思路同上。

5.√解题思路同上。

6.×解题思路同上。

7.√解题思路同上。

8.×解题思路同上。四、计算题1.某钢材料，抗拉强度σb=500MPa，屈服强度σs=300MPa，试求其屈强比。

解题思路：屈强比是衡量材料屈服强度与抗拉强度的比值，计算公式为屈强比=屈服强度/抗拉强度。

2.一根圆形钢杆，直径d=30mm，受到轴向拉伸载荷F=300kN，材料的弹性模量E=210GPa，求杆件的伸长量。

解题思路：杆件的伸长量可以通过胡克定律计算，即伸长量=(载荷F/材料的横截面积)材料的弹性模量E。

3.一根钢杆，受到轴向压缩载荷F=100kN，材料的压缩屈服强度σc=300MPa，求杆件的变形。

解题思路：压缩变形通常通过欧拉公式或材料压缩强度计算，但这里我们使用简单的关系式：变形=(载荷F/材料的横截面积)材料的压缩屈服强度σc。

4.一根受剪杆，剪切面面积A=100mm²，剪应力τ=60MPa，求剪应力引起的剪变形。

解题思路：剪变形可以通过剪应力与剪切面面积的关系计算，即剪变形=剪应力剪切面面积。

5.一根矩形截面梁，宽b=60mm，高h=100mm，受到均布载荷q=20kN/m，求梁的弯曲正应力。

解题思路：弯曲正应力可以通过弯曲应力公式计算，即正应力=(均布载荷q梁的跨度/2)/梁的截面惯性矩。

6.一根圆形截面轴，直径d=40mm，受到扭矩T=120kN·m，材料的剪切模量G=80GPa，求轴的最大剪切应力。

解题思路：轴的最大剪切应力可以通过剪切应力公式计算，即最大剪切应力=扭矩T/轴的极惯性矩。

7.一根梁，长度L=6m，受到集中力F=20kN，求梁的弯矩。

解题思路：梁的弯矩可以通过集中力作用点的位置和力的大小计算，即弯矩=集中力F作用点到支点的距离。

8.一根圆管，外径D=50mm，内径d=30mm，受到均布压力P=100kN/m²，求圆管的应力。

解题思路：圆管的应力可以通过均布压力与圆管壁厚的关系计算，即应力=均布压力P/(圆管外径D圆管内径d)。

答案：

1.屈强比=300MPa/500MPa=0.6

2.伸长量=(300kN/(π(30mm)²))210GPa=0.055mm

3.变形=(100kN/(π(30mm)²))300MP