全國首屆大學生基礎力學試驗競賽題目答案

1、全國首屆大學生基礎力學實驗競賽題目答案1、選擇題(1) (c)比例極限提高，塑性降低。(2) (c)2、填空題圖中所示4種材料的守曲線，旦_的彈性模量最大； 里的比例極限最高；1的塑性 最好；3的強度最高。3、4、低碳鋼屈服階段的Q-8曲線為折線，應該用折線上哪點的應力值作為材料的屈服極限 比較合理，請說明原因。答：應該用屈服階段的最小應力(即折線的最低點)作為材料的屈服極限比較合理。屈服點是指有屈服現(xiàn)象的材料在發(fā)生屈服時，試樣在力保持恒定的情況下變形仍在繼 續(xù)時的應力。低碳鋼在屈服階段時 C-；曲線出現(xiàn)波動，呈折線。折線的最高點和最低點分別 稱為材料的上屈服點和下屈服點，而上屈服點數(shù)值不穩(wěn)定

2、，受加載速度、試樣形狀等因素影響較大；下屈服點的數(shù)值相對穩(wěn)定，能夠反映材料開始發(fā)生塑性變形的極限應力。因此，應該由下屈服點表示材料的屈服極限比較合理。5、圓軸扭轉破壞實驗中， 在試樣表面畫一條母線， 鑄鐵試樣破壞時母線怎樣變化，低 碳鋼試樣破壞時母線怎樣變化？請分析原因。答：鑄鐵試樣破壞時母線稍有傾斜，剪應變傾角很小，破壞斷面與軸線呈45浦的螺旋面；碳鋼試樣破壞時母線形成了多重螺紋線，破壞斷面為橫截面。(a)(b)圓軸扭轉時，試樣表面危險點為純剪切應力狀態(tài)，主應力在位于與母線呈45獎角的斜面上（圖a）,剪應力最大值位于橫截面上，且主應力與剪應力最大值數(shù)值相等，均等于橫 截面上的剪應力。鑄鐵是脆

3、性材料，抗拉能力最弱，次為抗剪，最強抗壓，因此，當應力達到破壞極限時，首先是最大拉應力作用面斷裂，而且裂紋迅速從表面貫穿至軸心，使軸突然沿45嘛的螺旋面斷裂，此時母線的傾斜角度較小（即塑性變形量較?。５吞间撛谒苄郧r，抗剪的能力弱于抗拉和抗壓，因此首先在橫截面上發(fā)生屈服，但由于屈服應力不足以造成試樣的斷裂，所以，隨著扭矩的增加，內部材料逐漸發(fā)生屈服直至軸心（圖b）。當扭矩進一步增加時，試件繼續(xù)變形，材料進一步強化，至強度極限時軸發(fā)生橫截面的剪切斷裂， 此時軸的塑性變形已經持續(xù)了較長的時間，母線已經變成為多重螺紋線。6、解：薄壁筒表面危險點為二向應力狀態(tài) 1,、1 ,、由廣乂胡克te律ex

4、= p(sx - mst) , e(st - msx)其中 sx = 町,st = D , & =1 幻0-4, & =3.5x10-44d 2d解得：P=0.25, p=3.2MPa7、解：鋼軸表面測點為純剪切應力狀態(tài),s 卑45 = t 0解得:答案8題:解：由由廣義胡克定律及10 = , Wp WpPk =109kWdRK :得R_ 1 (e45« -巨2453m(1-a)ms -45 ) =(1 + m)PkT = 9549二 ndR = R K=120 2.136 -1000 10”)=-0.256"所以，此時應變片的阻值是：120 -0.256

5、=119.744"9題:解：由；=x ；yVcos2 ' xy sin 2290=0°、-45°、中3 =90°代入上式，得；y2Vxy2&x =如聯(lián)立求解得：4 8y = %0'xy =（耳0 十富90 ）一 2機5已知每=240幽，&2 =440既，&3 = -50既，則頭=240x10* ,知=50x10' , Yxy=690x1018x+&y Vx知2+：4,&1 =4.69X10 w所以如=± , J22=-2.79x10 主應力為：二-1 =旦" “；2 =

6、8.88MPa1 -2；2；=30.2MPa1二211 . _1xyo主應力方向為:% = tg = -33.62 ；x - ；y10題：解：一、布片方案：在試件的同一截面處（或同一點），沿橫向和縱向各貼一應變片。、測定方法：分別將 &L和接在動態(tài)應變儀的二個橋路上（通道上），將應變儀的輸出接在記錄儀輸入端，記錄下試驗曲線，例如：（可以不畫試驗曲線，也可畫不同的試驗曲線）量取同一時刻的應變 ®L（t ）、8H （t）；H t如（t j11題：解：第一種接橋方案：1）將其中一個電阻并聯(lián)在 A、B橋臂上。此時A、B橋臂的電阻變化R = RlR1rR = R - R =Ri r由于，電橋應變輸出"R = K ;RR2 Ri rRi'一R1 K 一 K R r2）電橋標定應變?yōu)椋篴）如果接入的電阻r=100g時:2 120.02 100 103= 599.38 10 "120.02b）如果接入的電阻2 =300心 時:200；3 =199.95 10'2 120.02 300 103使阻值變小標定為負值。第二種接橋方案：1）將二個電阻串聯(lián)后，并聯(lián)在 A、B橋臂上。R r ro 串聯(lián)后的電阻r=r1+r2，此時A、B橋臂的電阻變化 R=-R112R2R1A &am