材料力學(xué)概念整理

1、.1. 強(qiáng)度：抵抗破壞的能力；剛度：抵抗變形的能力；穩(wěn)定性：構(gòu)建抵抗失穩(wěn)、維持原有平衡狀態(tài)的能力。2. 材料的三個(gè)基本假設(shè)：連續(xù)性假設(shè)、均勻性假設(shè)、各向同性假設(shè)變形的兩個(gè)基本假設(shè)：小變形假設(shè)、線彈性假設(shè)3. 基本變形：軸向拉伸（壓縮）、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲。4. 內(nèi)力：因外力作用而引起的物體內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)相互作用的內(nèi)力的該變量，即由外力引起的“附加內(nèi)力”，簡(jiǎn)稱內(nèi)力。5. 應(yīng)力：受力桿件在截面上各點(diǎn)處的內(nèi)力的大小和方向（一點(diǎn)處分布內(nèi)力的集度），來表明內(nèi)力左右在該點(diǎn)處的強(qiáng)弱程度。6. 低碳鋼拉伸四個(gè)階段：彈性階段、屈服階段（滑移線）、強(qiáng)化階段、緊縮階段。7. 冷作硬化：在常溫下降鋼材拉伸超過屈服階段，卸載

2、再重新加載時(shí)，比例極限提高而塑性降低的現(xiàn)象（提高強(qiáng)度，降低塑性）。8. 應(yīng)力集中：由于截面尺寸突然改變而引起的局部應(yīng)力急劇增大的現(xiàn)象。9. 軸：工程中常把以扭轉(zhuǎn)為主要變形構(gòu)件。10. 扭轉(zhuǎn)；桿件兩端受到兩個(gè)作用面垂直于桿軸線的力偶的作用，兩力偶大小相等，轉(zhuǎn)向相反，使桿的各截面繞軸線做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的變形。11. 切應(yīng)力互等定理：在單元體相互垂直的兩個(gè)平面上，沿垂直于兩面交線作用的切應(yīng)力必然成對(duì)出現(xiàn)，且大小相等，方向共同指向或背離該兩面的交線。12. 梁：凡是以彎曲變形為主要變形的構(gòu)件通常稱為梁。13. 彎曲：在一對(duì)轉(zhuǎn)向相反，作用在桿的縱向平面內(nèi)的外力偶作用下，直桿將在該軸向平面內(nèi)發(fā)生彎曲，變形后

3、的桿軸線將彎成曲線，這種變形形式稱為彎曲。14. 疊加原理：幾個(gè)外力共同作用所引起的某一量值（支座反力，內(nèi)力，應(yīng)力，變形，位移值）等于每個(gè)外力單獨(dú)作用所引起的該量量值的代數(shù)和，這是力學(xué)分析的一個(gè)普遍原理，稱為 疊加原理。15. 純彎曲：平面彎曲梁的橫截面上，只有彎矩，而無剪力。橫力彎曲：既有彎矩又有剪力的彎曲。16. 中性層：由于變形的連續(xù)性，縱向纖維從受壓縮到受拉伸的變化之間，必然存在著一層既不受壓縮、又不受拉伸的纖維，這層纖維稱為中性層。17. 撓度：用垂直于梁軸線的線位移代表橫截面形心的線位移。轉(zhuǎn)角：繞本身的中性軸轉(zhuǎn)過一個(gè)角度。18. 應(yīng)力狀態(tài)：受力構(gòu)件內(nèi)一點(diǎn)處各個(gè)不同方位截面上的應(yīng)力的

4、大小和方向情況，稱為一點(diǎn)出的應(yīng)力狀態(tài)。19. 單元體：為了研究受力構(gòu)件一點(diǎn)處的應(yīng)力狀體，可圍繞該點(diǎn)取出一微小，正六面體，稱為單元體。20. 主平面、主應(yīng)力：對(duì)于受力構(gòu)件內(nèi)任一點(diǎn)，總可以找到三對(duì)相對(duì)垂直的平面，在這些面上只有正應(yīng)力而沒有切應(yīng)力，這些切應(yīng)力為零的平面的平面稱為主平面，其上正應(yīng)力稱為主應(yīng)力。21. 截面核心：壓桿橫截面上只產(chǎn)生壓應(yīng)力時(shí)壓力作用區(qū)域。（對(duì)于偏心受壓構(gòu)件，為避免截面產(chǎn)生拉應(yīng)力，要求偏心壓力作用在橫截面性心附近的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，此區(qū)域稱為截面核心）22. 臨界壓力：23. 失穩(wěn)：壓桿從穩(wěn)定平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化為不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為喪失穩(wěn)定性，簡(jiǎn)稱失穩(wěn)。材料力學(xué)的簡(jiǎn)答題1、（中）

5、材料的三個(gè)彈性常數(shù)是什么？它們有何關(guān)系？材料的三個(gè)彈性常數(shù)是彈性模量E，剪切彈性模量G和泊松比，它們的關(guān)系是G=E/2(1+)。2、何謂撓度、轉(zhuǎn)角？撓度：橫截面形心在垂直于梁軸線方向上的線位移。轉(zhuǎn)角：橫截面繞其中性軸旋轉(zhuǎn)的角位移。3、強(qiáng)度理論分哪兩類？最大應(yīng)切力理論屬于哪一類強(qiáng)度理論？.研究脆性斷裂力學(xué)因素的第一類強(qiáng)度理論，其中包括最大拉應(yīng)力理論和最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變理論；.研究塑性屈服力學(xué)因素的第二類強(qiáng)度理論，其中包括最大切應(yīng)力理論和形狀改變能密度理論。4、何謂變形固體？在材料力學(xué)中對(duì)變形固體有哪些基本假設(shè)？在外力作用下，會(huì)產(chǎn)生變形的固體材料稱為變形固體。變形固體有多種多樣，其組成和性質(zhì)是復(fù)雜的。

6、對(duì)于用變形固體材料做成的構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，為了使問題得到簡(jiǎn)化，常略去一些次要的性質(zhì)，而保留其主要性質(zhì)。根據(jù)其主要的性質(zhì)對(duì)變形固體材料作出下列假設(shè)。1.均勻連續(xù)假設(shè)。2.各向同性假設(shè)。3.小變形假設(shè)。5、為了保證機(jī)器或結(jié)構(gòu)物正常地工作，每個(gè)構(gòu)件都有哪些性能要求？強(qiáng)度要求、剛度要求和穩(wěn)定性要求。6、用疊加法求梁的位移，應(yīng)具備什么條件？用疊加法計(jì)算梁的位移，其限制條件是，梁在荷載作用下產(chǎn)生的變形是微小的，且材料在線彈性范圍內(nèi)工作。具備了這兩個(gè)條件后，梁的位移與荷載成線性關(guān)系，因此梁上每個(gè)荷載引起的位移將不受其他荷載的影響。7、列舉靜定梁的基本形式？簡(jiǎn)支梁、外伸梁、懸臂梁。8、列舉減小

7、壓桿柔度的措施？（1）加強(qiáng)桿端約束（2）減小壓桿長(zhǎng)度，如在中間增設(shè)支座（3）選擇合理的截面形狀，在截面面積一定時(shí)，盡可能使用那些慣性矩大的截面。9、歐拉公式的適用范圍？只適用于壓桿處于彈性變形范圍，且壓桿的柔度應(yīng)滿足：1=10、列舉圖示情況下擠壓破壞的結(jié)果？一種是鋼板的圓孔局部發(fā)生塑性變形，圓孔被拉長(zhǎng)；另一種是鉚釘產(chǎn)生局部變形，鉚釘?shù)膫?cè)面被壓扁。11、簡(jiǎn)述疲勞破壞的特征？（1）構(gòu)件的最大應(yīng)力在遠(yuǎn)小于靜應(yīng)力的強(qiáng)度極限時(shí)，就可能發(fā)生破壞；（2）即使是塑性材料，在沒有顯著的塑性變形下就可能發(fā)生突變的斷裂破壞；（3）斷口明顯地呈現(xiàn)兩具區(qū)域：光滑區(qū)和粗糙區(qū)。12、桿件軸向拉伸（壓縮）時(shí)的強(qiáng)度條件可以解決

8、哪幾面的問題？（1）強(qiáng)度校核。已知桿件的尺寸、承受的載荷以及材料的許用應(yīng)力，驗(yàn)證強(qiáng)度條件不等式是否成立。（2）截面設(shè)計(jì)。已知桿件承受的載荷以及材料的許用應(yīng)力，確定桿件的橫截面尺寸，再由橫截面積進(jìn)而計(jì)算出相關(guān)的尺寸。（3）確定許可載荷。已知桿件的尺寸及材料的許用應(yīng)力，確定結(jié)構(gòu)或機(jī)器的最大載荷，得到最大軸力后，再由平衡條件確定機(jī)器或結(jié)構(gòu)的許可載荷。13、在推導(dǎo)純彎曲正應(yīng)力公式時(shí)，作了哪些基本假設(shè)？平面假設(shè)：梁彎曲變形后，其橫截面仍然保持為一平面，并仍與變形后梁的軸線垂直，只是轉(zhuǎn)了一個(gè)角度。這個(gè)假設(shè)稱為平面假設(shè)。14、正應(yīng)力的“正”指的是正負(fù)的意思，所以正應(yīng)力恒大于零，這種說法對(duì)嗎？為什么？這種說法

9、不對(duì)。正應(yīng)力的“正”指的是正交的意思，即垂直于截面。其本身有正負(fù)規(guī)定：拉為正，壓為負(fù)。15、簡(jiǎn)述梁彎曲時(shí)，橫截面上的內(nèi)力剪力和彎矩的正負(fù)符號(hào)的規(guī)定？（1）剪力如對(duì)梁段內(nèi)任意點(diǎn)有產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)向趨勢(shì)為正，反之為負(fù)。（2）彎矩如使梁段彎曲變形的下凸者為正，反之為負(fù)。16、試述影響構(gòu)件疲勞極限的因素？因素：（1）構(gòu)件的外形的影響（2）構(gòu)件尺寸的影響（3）表面質(zhì)量的影響（4）表面強(qiáng)度的影響。17、何謂彈性變形和塑性變形？彈性變形載荷撤除后，可完全恢復(fù)的變形塑性變形載荷撤除后，不可恢復(fù)的變形18、試簡(jiǎn)述提高梁高彎曲強(qiáng)度的主要措施。（1）選用合理的截面（2）采用變截面梁（3）適當(dāng)布置載荷和支座位置19、內(nèi)力

10、和應(yīng)力有何區(qū)別？有何聯(lián)系？（1）兩者概念不同：內(nèi)力是桿件收到外力后，桿件相連兩部分之間的相互作用力：應(yīng)力是受力桿件截面上某一點(diǎn)處的內(nèi)力分布集度，提及時(shí)必須明確指出指出桿件、截面和點(diǎn)的位置（2）兩者單位不同：內(nèi)力KN、KNm，同力或力偶的單位;應(yīng)力N/m2或N/mm2,Pa(帕)或MPa（兆帕）（3）兩者的關(guān)系：整個(gè)截面上各點(diǎn)處的應(yīng)力總和等于該截面上的內(nèi)力。在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與內(nèi)力成正比。20、為什么不用危險(xiǎn)應(yīng)力作為許用應(yīng)力？不允許超過的應(yīng)力值統(tǒng)稱為極限應(yīng)力，也叫危險(xiǎn)應(yīng)力。為了保證構(gòu)件能安全地工作，還須將其工作應(yīng)力限制在比極限應(yīng)力（危險(xiǎn)應(yīng)力）更低的范圍內(nèi)，也就是將材料的破壞應(yīng)力（危險(xiǎn)應(yīng)力）打一個(gè)

11、折扣，即除以一個(gè)大于1的系數(shù)n以后，作為構(gòu)件工作應(yīng)力所不允許超過的數(shù)值，這個(gè)應(yīng)力值稱為材料的許用應(yīng)力。如果直接把危險(xiǎn)應(yīng)力作為許用應(yīng)力，構(gòu)件破壞的幾率大些，不能保證構(gòu)件充分的安全。21、當(dāng)傳遞的功率不變時(shí)，改變軸的轉(zhuǎn)速對(duì)軸的強(qiáng)度和剛度有什么影響？M=9550N/n，=T/W=T/GIP180/。n提高，M降低；T降低，則、都降低，提高了軸的強(qiáng)度和剛度。n降低，M提高；T提高，則、都提高，降低了軸的強(qiáng)度和剛度。22、何為主應(yīng)力？何為主平面？剪應(yīng)力等于零的平面，叫主平面；主平面上的正應(yīng)力叫主應(yīng)力。23、材料有哪兩種基本破壞形式？鑄鐵試件的扭轉(zhuǎn)破壞，屬于哪一種破壞形式？各種材料因強(qiáng)度不足而發(fā)生的破壞形

12、式是不同的，但主要的破壞形式有兩類，一是屈服破壞，另一類是斷裂破壞。試件受扭，材料處于純剪切應(yīng)力狀態(tài)，在試件的橫截面上作用有剪應(yīng)力，同時(shí)在與軸線成450的斜截面上，會(huì)出現(xiàn)與剪應(yīng)力等值的主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力。低碳鋼的抗剪能力比抗拉和抗壓能力差，試件將會(huì)從最外層開始，沿橫截面發(fā)生剪斷破壞，而鑄鐵的抗拉能力比抗剪和抗壓能力差，則試件將會(huì)在與桿軸成450的螺旋面上發(fā)生拉斷破壞。鑄鐵試件的扭轉(zhuǎn)堿壞，屬于斷裂破壞24、強(qiáng)度理論解決問題的步驟？解決問題的步驟：如果一點(diǎn)處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，可以先求出該點(diǎn)處的三個(gè)主應(yīng)力1，2和3。它們可以計(jì)算出與某個(gè)強(qiáng)度理論相應(yīng)的相當(dāng)應(yīng)力xd，則強(qiáng)度條件要求xd。25、什么事失效

13、？材料力學(xué)中失效包括哪幾種形式？不能保持原有的形狀和尺寸，構(gòu)件已不能正常工作，叫失效。材料力學(xué)中的失效包括強(qiáng)度失效、剛度失效和穩(wěn)定性失效三種。26、如何解釋超靜定問題？未知數(shù)多于可被應(yīng)用的獨(dú)立平衡方程數(shù)，不能用靜力學(xué)平衡方程完全確定全部未知數(shù)的問題。27、實(shí)際擠壓面是半圓柱面時(shí)，計(jì)算擠壓應(yīng)力時(shí)如何確定擠壓面的面積？是否按半圓柱面來計(jì)算面積？擠壓面是半圓柱面時(shí)，擠壓面面積按其正投影計(jì)算。28、拉（壓）桿通過鉚釘連接時(shí)，連接處的強(qiáng)度計(jì)算包括哪些計(jì)算？包括(1)鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度計(jì)算；(2)鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度計(jì)算：(3)拉（壓）桿的抗拉（壓）強(qiáng)度計(jì)算。29、什么是塑性材料和脆性材料？一般把延伸率大于5%的金

14、屬材料稱為塑性材料（如低碳鋼等）。而把延伸率小于5%的金屬材料稱為脆性材料（如灰口鑄鐵等）。在外力作用下，雖然產(chǎn)生較顯著變形而不被破壞的材料，稱為塑性材料。在外力作用下，發(fā)生微小變形即被破壞的材料，稱為脆性材料。30、30.簡(jiǎn)述應(yīng)力集中的概念？實(shí)際上很多構(gòu)件由于結(jié)構(gòu)或工藝等方面的要求，一般常有鍵槽、切口、油孔、螺紋、軸肩等，因而造成在這些部位上截面尺寸發(fā)生突然變化。這種由于截面尺寸的突變而產(chǎn)生的應(yīng)力局部驟增的現(xiàn)象，工程上稱為應(yīng)力集中。1、低碳鋼的拉伸試驗(yàn)答：使用試驗(yàn)機(jī)及相關(guān)的試件設(shè)備儀器繪制出試件的拉伸圖，即：P-L曲線，形象的飯引出低碳鋼材料的變形特點(diǎn)以及各階段受力和變形的關(guān)系，并分析得出低

15、碳鋼的相關(guān)參數(shù)，由此來分析判斷低碳鋼材料的彈性與塑性性能與承載能力。試驗(yàn)過程分為四個(gè)階段：1.彈性階段；2.屈服階段；3.強(qiáng)化階段；4.頸縮階段。綜上：分析低碳鋼材料的變形過程，通過繪制并分析P-L曲線以及相關(guān)的參數(shù)，求解得到低碳鋼材料的強(qiáng)度極限、拉伸強(qiáng)度極限、延伸率和截面收縮率。2、為什么軸向拉伸時(shí)，橫截面的正應(yīng)力分布式平均分布的。 答：受拉伸的桿件變形前為平面的很截面，變形后仍為平面，僅沿著軸線產(chǎn)生了相對(duì)的評(píng)議且仍與桿件的軸線垂直，猶豫材料的均勻性、連續(xù)性假設(shè)可以推斷出軸力在橫截面上的分布式均勻的，且都垂直于橫截面，故橫街面上的正應(yīng)力也是均勻分布的。3、剪應(yīng)力互等定理。答：剪應(yīng)力互等定理：在材料中取一個(gè)正六面單元體，在這個(gè)單元體上兩個(gè)相互垂直的平面上，剪應(yīng)力必然成對(duì)存在，且數(shù)值相等，其方向共同指向或共同背離這兩個(gè)平面的交線（棱線）。4、疊加原理及其運(yùn)用答：由力的作用獨(dú)立性知，在材料的位移、應(yīng)力、應(yīng)變、內(nèi)力等與外力成線性關(guān)系的條件下，力的作用是相互獨(dú)立的，可以把每一個(gè)力的效果矢量疊加，