材料力学—名词解释与简答题及答案

一、名词解释

1.强度极限：材料σ-ε曲线最高点对应的应力，也是试件断裂前的最大应力。

2.弹性变形：随着外力被撤消后而完全消失的变形。

3..塑性变形：外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。

4..延伸率：δ=(l1-l)/l×100％，l为原标距长度，l1为断裂后标距长度。

5.断面收缩率：Ψ=(Ａ－Ａ1)/Ａ×100％，Ａ为试件原面积，Ａ1为试件断口处面积。

6.工作应力：杆件在载荷作用下的实际应力。

7.许用应力：各种材料本身所能安全承受的最大应力。

8.安全系数：材料的极限应力与许用应力之比。

9.正应力：沿杆的轴线方向，即轴向应力。

10.剪应力：剪切面上单位面积的内力，方向沿着剪切面。

11.挤压应力：挤压力在局部接触面上引起的压应力。

12.力矩：力与力臂的乘积称为力对点之矩，简称力矩。

13.力偶：大小相等，方向相反，作用线互相平行的一对力，称为力偶

14.内力：杆件受外力后，构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。

15.轴力：横截面上的内力，其作用线沿杆件轴线。

16.应力：单位面积上的内力。

17..应变：ε=Δl/l，亦称相对变形，Δl为伸长(或缩短)，l为原长。

18.合力投影定理：合力在坐标轴上的投影，等于平面汇交力系中各力在坐标轴上投影的代数和。

19.强度：构件抵抗破坏的能力。

20.刚度：构件抵抗弹性变形的能力。

21.稳定性：受压细长直杆，在载荷作用下保持其原有直线平衡状态的能力。

22.虎克定律：在轴向拉伸(或压缩)时，当杆横截面上的应力不超过某一限度时，杆的伸长(或缩短)Δl与轴力N及杆长l成正比，与横截面积Ａ成正比。

22.拉(压)杆的强度条件：拉(压)杆的实际工作应力必须小于或等于材料的许用应力。

23.剪切强度条件：为了保证受剪构件在工作时不被剪断，必须使构件剪切面上的工作应力小于或等于材料的许用剪应力。

24.挤压强度条件：为了保证构件局部受挤压处的安全，挤压应力小于或等于材料的许用挤压应力。

25.圆轴扭转强度条件：保证危险点的应力不超过材料的许用剪应力。

26.弯曲正应力强度条件：为了保证梁的安全，应使危险点的应力即梁内的最大应力不超过材料许用应力。

27.中性层：在伸长和缩短之间必有一层材料既不伸长也不缩短。这个长度不变的材料层称为中性层。

28.中性轴：中性层与横截面的交线称为中性轴。

29.塔式起重机的稳定性：起重机必须在各种不利的外载作用下，抵抗整机发生倾覆事故的能力，称为塔式起重机的整机稳定性。

30.自锁：当主动力位于摩擦锥范围内，不论主动力增加多少，正压力和磨擦力的合力与主动力始终处于平衡状态，而不会产生滑动，这种现象称为自锁。

二、简答题及答案

1.何谓“截面法”，它与静力学中的“分离体”有何区别？

答：截面法是揭示和确定杆件内力的方法。分离体是取消约束后的实物，用以画出所受全部主动力和约束反力的受力图。

2.杆件有哪些基本变形？

答：杆件有四种基本变形：拉伸和压缩、剪切、扭转、弯曲。

3.杆件在怎样的受力情况下才会发生拉伸(压缩)变形？

答：杆件在轴向拉(压)力作用下才会发生拉伸(压缩)变形。

4.根据构件的强度条件，可以解决工程实际中的哪三方面的问题？

答：①校核强度、②确定截面尺寸、③确定载荷。

5.圆轴扭转时，横截面上产生什么应力？怎样分布？怎样计算？

答：扭转剪应力。剪应力沿半径分布，与到圆心的距离成正比，圆心处剪应力为零，最大应力发生在周边，剪应力方向与半径垂直。

6.何谓中性层、中性轴？

答：中性层：在伸长和缩短之间必有一层材料既不伸长也不缩短。这个长度不变的材料层称为中性层。

中性轴：中性层与横截面的交线称为中性轴。

7.直梁弯曲时，横截面上产生什么应力？怎样分布？怎样计算？

答：直梁弯曲时，横截面上由弯矩产生弯曲正应力。中性轴把截面分成两部分，梁弯曲的外凸部分受拉应力，内凹部分受压应力。计算公式为：σmax=Mmax/WZ。

8.受弯矩的杆件，弯矩最大处是否一定是危险截面？为什么？

答：不一定，由公式可知σmax不仅取决于Mmax，还与W(或直径d)有关，比值最大处才是危险截面。

9.何为材料的强度极限？

答：材料的强度极限代表材料抵抗疲劳破坏的能力。

10.为什么空心圆截面比实心圆截面的抗扭性能好？

答：由于横截面上的扭矩主要由靠近圆轴表面的那部分材料承受，靠近中心部分的材料几乎没有发挥承载作用。若把中心部分的材料移到边缘，使其成为空心轴，不仅应力提高而且半径增加，能提供更大的扭矩，就能有效提高轴的承载能力。

11.何谓脆性材料及塑性材料？如何衡量材料的塑性？比较脆性材料及塑性材料的力学性质。

答：塑性材料是延伸率和断面收缩率很大的材料，延伸率δ≥5的材料。脆性材料是延伸率δ＜5的材料。其力学性质用延伸率、断面收缩率和冲击韧性来衡量。

12.根据工作机所需的功率选择电机应注意什么原则？

答：根据工作机负载特点选择电机，一般分为三类：①连续工作：要求电机的额定功率应接近或稍超过输入功率；②断续工作：一般电机的额定功率低于负载所需功率；③短时工作：电机的额定功率可比负载所需功率低很多，即允许电机短时超负荷工作，不会引起绕组温升过高。

13.剪切的受力特点是什么？变形特点是什么？

答：受力特点：构件受剪切时，其两侧受一对大小相等、方向相反、作用线相距很近的外力作用。

变形特点：介于作用力中间部分的截面将沿力作用的方向发生相对错动。