北京建筑工程學(xué)院基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽試題(答案)

1．對于沒有屈服階段的塑性材料通常用來表示該材料的名義屈服極限，則正確定義名義屈服極限的圖為______。解：正確答案為[C]。首先名義屈服極限是指當(dāng)塑性線應(yīng)變＝0.2%時對應(yīng)的應(yīng)力，而不是＝0.2時對應(yīng)的應(yīng)力，因此[A]和[B]肯定不對。另外，名義屈服極限是指塑性線應(yīng)變等于某值時對應(yīng)的應(yīng)力水平，而塑性線應(yīng)變是指不可恢復(fù)的、殘余線應(yīng)變，該線應(yīng)變必須通過卸載的規(guī)律才能得到，而卸載的規(guī)律與線彈性階段的斜直線是基本平行的，因此選項(xiàng)[C]是正確的。(4)圖中與a點(diǎn)對應(yīng)的線應(yīng)變是該點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，是材料加載至a點(diǎn)時總的線應(yīng)變，其中包含可恢復(fù)的彈性應(yīng)變和不可恢復(fù)的塑性應(yīng)變。2．鑄鐵圓軸受圖示外力偶的作用至破壞，則斷口的大致位置為______。[A]1-1線[B]2-2線[C]3-3線[D]4-4線解：正確答案為[A]。鑄鐵受扭破壞是由于45°斜截面上的拉應(yīng)力超出了鑄鐵的抗拉強(qiáng)度造成的，根據(jù)本題中圓軸受到外力偶作用的方向，可以判斷出在垂直于1-1線的方向上有拉應(yīng)力的作用，因此鑄鐵將沿著1-1線所給出的大致位置斷開。3．如圖所示兩端鉸支的壓桿，桿件下端的折角處為剛性連接。該壓桿長度因數(shù)的上限為______，長度因數(shù)的下限為______。解：本壓桿是一個L型的折桿，與下端剛性相連的水平段對桿件下端面的轉(zhuǎn)角有一定的約束，這種約束的強(qiáng)弱取決與這段桿件的彎曲剛度，如果剛度非常低，以致壓桿的下端面可以自由轉(zhuǎn)動，在這種情況下約束相當(dāng)于不存在，壓桿的下端仍然相當(dāng)于鉸支，此時=1.0；相反，如果水平段的剛度非常高，以致壓桿的下端面不能發(fā)生任何轉(zhuǎn)動，那么壓桿的下端約束就相當(dāng)于固定端了，此時的=0.7。4．低碳鋼的應(yīng)力—應(yīng)變曲線如下圖所示，則正確表示冷作時效現(xiàn)象的路徑是______，正確表示冷作硬化現(xiàn)象的路徑是______。[A]o-a-b-e[B]c-b-f[C]c-b-e[D]d-b-e解：冷作硬化是指材料受力進(jìn)入強(qiáng)化階段后卸載，然后馬上再加載，此時材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線經(jīng)過線彈性階段后，直接進(jìn)入強(qiáng)化階段，而沒有明顯的屈服臺階，此后材料將按照原來的路徑經(jīng)過強(qiáng)化階段，直至最后破壞。冷作時效是指材料受力進(jìn)入強(qiáng)化階段后卸載，擱置一段時間后再加載，此時材料的線彈性階段明顯加長，而且屈服臺階明顯提高，如虛線bf所示，進(jìn)入強(qiáng)化階段后，應(yīng)力應(yīng)變曲線將按照與be線大致平行的規(guī)律通過強(qiáng)化階段，直至最終破壞。5．一根橫截面面積為的低碳鋼圓桿，其屈服強(qiáng)度，施加拉伸解：正確答案是[A]，[D]?；菟沟请姌蚬灿?個橋臂，每一個橋臂接入一個應(yīng)變片或內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電阻?！鞍霕颉笔侵钢唤尤胍粋€應(yīng)變片和一個溫度補(bǔ)償片的連接方式，另外兩個橋臂則連接電阻應(yīng)變儀的內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電阻。此時溫度應(yīng)變片起的作用就是消除溫度變化引起材料變形對測試結(jié)果的影響。“全橋”是指4個橋臂各接入一個應(yīng)變片的連接方式，此時溫度變化引起材料變形對測試結(jié)果的影響能夠自行抵消，因此不再需要采用溫度補(bǔ)償技術(shù)。8．從圖示三種材料的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線得出以下結(jié)論，表示強(qiáng)度極限，表示彈性模量，表示延伸率，正確的是（）③③②①OA、；；；B、；；；C、；；；D、；；9．衡量材料強(qiáng)度的兩個重要指標(biāo)是極限和極限；衡量材料塑性的指標(biāo)是或。10．三軸450應(yīng)變花如下圖所示，如果將它粘貼在構(gòu)件表面，能測出，，三個方向的線應(yīng)變。若測出的線應(yīng)變相應(yīng)為，，，試推導(dǎo)主應(yīng)變、主應(yīng)力、主方向的表達(dá)式。11．懸臂梁剪切式彈性元件如下圖(a)所示，材料剪切彈性模量為G，在梁的中性軸上，沿著與軸線成450方向粘貼4個應(yīng)變片(R3粘貼于梁的另一側(cè)與R1相同的位置，R4粘貼于梁的另一側(cè)與R2相同的位置)，并組成下圖(b)所示的全橋測量電路，試推導(dǎo)力F與應(yīng)變儀讀數(shù)的關(guān)系式以及力F與電橋輸出電壓的關(guān)系式。B45B450450R1R2FbhR4R1R2R3ACDU0UAC12．下圖桿件由彈性模量分別為和的兩種材料緊密粘結(jié)而