實驗應力分析試題庫

1、實驗應力分析試題1題1圖1所示為一矩形截面構件，受一對軸向拉力F作用，F作用位置存在允許誤差，已知構件截面尺寸為：,材料的彈性模量為，泊松比為，試問用怎樣的測量方案能準確測出拉力？給出測試方案的計算表達式。題1方案一：全橋測量方案，消除在z方向存在加載偏差的影響圖2 題1貼片方案 圖3 題1接橋方案一將、和均作為工作片按全橋聯(lián)結，見圖3，可測得：，從而平均應變 所以，同理，消除在y方向存在加載偏差的影響, 將、和均作為工作片按全橋聯(lián)結，可測得：將兩次得到的載荷取平均，即得到較準確的拉力測量值。題1方案二：半橋測量方案，消除在z方向存在加載偏差的影響 圖4 題1 接橋方案2 將、和均作為工作片按

2、半橋串聯(lián)聯(lián)結，見圖4，可測得： ，從而平均應變 所以， 圖5 題1接橋方案2同理，消除在y方向存在加載偏差的影響, 將、和均作為工作片按半橋串聯(lián)聯(lián)結，見圖5，可測得：將兩次得到的載荷取平均，即得到較準確的拉力測量值。題1方案三：全橋測量方案，消除在y、z方向同時存在加載偏差的影響將、和及、和均作為工作片按全橋橋串聯(lián)聯(lián)結，見圖6，可測得： 從而平均應變 所以， 圖6 題1接橋方案三題2：圖7所示為一矩形截面構件，受一對偏心拉力F作用，已知構件截面尺寸為：,材料的彈性模量為，泊松比為，欲采用電阻應變片測量方法測出偏心拉力及偏心距，試給出構件測試方案設計和、計算表達式。（此提可不考慮加載存在偏差）圖

3、7題2方案一：應變片粘貼方式見圖8 圖8將、和均作為工作片按全橋聯(lián)結，見圖3，可測得：，從而平均應變 所以， （1）將、和均作為工作片按全橋聯(lián)結，見圖9，可測得：而： （2）將（1）帶入（2），可得偏心距。 圖9 題2方案一接橋方案題2方案二：應變片粘貼方式見圖8將、和均作為工作片按全橋聯(lián)結，見圖3，可測得：，從而平均應變 所以， （1）將、均作為工作應變片按半橋聯(lián)接，見圖10，可測得，而： （2）將（1）帶入（2），可得偏心距。 圖10題2 方案三：應變片粘貼方式見圖11圖11 題2 應變片貼片位置示意圖將應變片接入1/4電橋，作為溫度補償片，見圖12，可測得： 圖12將、應變片按半橋接入電

4、橋，見圖13，可測得， 而： ，將帶入，可得偏心距 圖13 圖 14題2方案四：應變片粘貼方式見圖11將應變片接入1/4電橋，作為溫度補償片，見圖14，可測得： （1）將、應變片按半橋接入電橋，見圖12，可測得，而： （2）將（1）帶入（2），可得偏心距。 題2方案五：將應變片作為工作片接入1/4電橋，作為溫度補償片，可測得： 將應變片作為工作片接入1/4電橋，作為溫度補償片，可測得，而： ，將帶入，可得偏心距。題2方案六：將應變片作為工作片接入1/4電橋，作為溫度補償片，可測得，而： （1）將應變片接入1/4電橋，作為溫度補償片，可測得，而： （2）將（1）+（2）可得，（1）（2）并將帶入

5、可得偏心距。題3：圖15所示為一矩形截面構件，受一對偏心拉力F作用，已知構件截面尺寸為：,材料的彈性模量為，泊松比為，欲采用電阻應變片測量方法測出偏心拉力及偏心位置，試給出構件測試方案和、計算表達式。圖15 圖16題3方案一：應變片粘貼方式見圖16將、和及、和均作為工作片按全橋橋串聯(lián)聯(lián)結，見圖6，可測得： 從而平均應變 所以， （1）將、和及、和均作為工作片按全橋橋串聯(lián)聯(lián)結，見圖17，可測得： （2） 圖17而： （3） （4）將、和均作為工作片按全橋聯(lián)結，見圖9，可測得：而： （5）將（3）、（4）帶入（2），再與（1）、（5）聯(lián)立求解可得偏心位置。題3方案二：應變片粘貼方式見圖16將、和及

6、、和均作為工作片按全橋串聯(lián)聯(lián)結，見圖6，可測得： 從而平均應變 所以， （1）將、和及、和均作為工作片按全橋串聯(lián)聯(lián)結，見圖17，可測得： （2）而： （3） （4）將、和均作為工作片按半橋聯(lián)結，見圖18，可測得： 圖18而： （5）將（3）、（4）帶入（2），再與（1）、（5）聯(lián)立求解可得偏心位置。題3方案三：應變片粘貼方式見圖16將、和及、和均作為工作片按全橋橋串聯(lián)聯(lián)結，見圖6，可測得： 從而平均應變 所以， （1）將、和均作為工作片按半橋串聯(lián)聯(lián)結，見圖19，可測得： （2） 圖19而： （3）將、和均作為工作片按半橋串聯(lián)聯(lián)結，見圖18，可測得： （4） 圖18而： （5）將（1）分別帶入（

7、3）、（5）可得偏心位置。題3方案四：應變片粘貼方式見圖20將、應變片按半橋接入電橋，可測得 （1）將、應變片按半橋接入電橋，可測得 （2）圖20 題3 應變片貼片示意圖將應變片按1/4橋接入電橋，作為溫度補償片，可測得 （3）將（2）、（3）聯(lián)立求解，可得、，再將帶入（1）可得題3方案五：將應變片按1/4橋接入電橋，作為溫度補償片，可測得 （1）將應變片按1/4橋接入電橋，作為溫度補償片，可測得 （2）將應變片按1/4橋接入電橋，作為溫度補償片，可測得 （3）將（1）、（3）相加可得，（1）、（3）相減并帶入可得，將帶入（2）可得。題4圖21為一壓力容器罐示意圖，試問怎樣從表面一點處測量某一

8、方向的正應變，來推知容器壁厚？已知：容器所受內壓，平均直徑為,容器罐的彈性模量為，泊松比為。圖21 壓力容器罐示意圖 圖22題4方案一：過圖22所示單元體沿1方向貼一應變片，將此應變片按1/4橋接入電橋，另選一應變片貼在壓力容器罐的不受力處作為溫度補償片（如圖22中的3位置處），可測得由于 ， 所以， 題4方案二：過圖22所示單元體沿1和2方向上各貼一應變片，將此二應變片均作為工作片按半橋接入電橋，溫度互相補償，可測得，由于 ， 即： 所以， 題4方案三：過圖22所示單元體沿1、2方向的45度角平分線方向貼一應變片，將此應變片按1/4橋接入電橋，另選一應變片貼在壓力容器罐的不受力處作為溫度補償

9、片（如圖22中的3位置處），可測得由于 ， （1）由虎克定律： （2） （3）將（2）+（3）帶入（1）得：所以， 題4方案四：過圖22所示單元體沿2方向貼一應變片，將此應變片按1/4橋接入電橋，另選一應變片貼在壓力容器罐的不受力處作為溫度補償片（如圖22中的3位置處），可測得由于 ， 所以， 題5圖23 所示截面為圓形的剛架結構，在端點H處受一與剛架平面相垂直的力，已知、及截面直徑，問通過怎樣的應變片布局和電測方案能測量出所有各段的內力，并能畫出內力圖。圖23題6在一連續(xù)梁上作用有與之相連構件產生的橫向載荷如圖7所示，已知連續(xù)梁的橫截面為矩形截面，面積為，梁的彈性模量為，泊松比為。試問用怎樣

10、的貼片方案及電橋設計來測出作用力？給出計算表達式。題7 對于鑄鐵材料，通過怎樣的實驗能說明鑄鐵的壓縮屈服極限、剪切屈服極限和拉伸屈服極限三者的關系？題7 答案：（1） 根據鑄鐵的壓縮實驗及端口破壞形式說明（2） 根據鑄鐵的扭轉實驗及端口破壞形式說明所以， 題8 對于低碳鋼材料，通過怎樣的實驗能說明低碳鋼的拉伸屈服極限和剪切屈服極限的關系？題8 答案：低碳鋼圓軸扭轉時，橫截面上的剪應力及與橫截面成方向的拉、壓應力都相同，均為，扭斷時端口沿橫截面，說明橫截面上的剪應力首先達到屈服，即 題9圖示為低碳鋼材料的拉伸曲線圖，請指出圖示中的上屈服強度和下屈服強度分別為： (A). a和b(B). c和b(

11、C). a和d(D). c和d題9答案：（C）題10 圖示為低碳鋼材料的拉伸曲線圖，請分別給出：（1） 斷后伸長率（2） 斷裂總伸長率（3） 最大力伸長率（4） 最大力非比例伸長率題10答案：（1）（2）（3）（4）2一、填空題1. 當應變計與應變儀連接的導線較長時，例如大于10 m以上，由于導線本身有一定電阻值，它和應變計一起串聯(lián)在應變電橋的橋臂上而又不參加變形，這將使指示應變小于真實應變，可以通過改變應變儀的 靈敏系數 來修正。2. 壓縮實驗時，試件兩端面涂油的目的是 減小摩擦；低碳鋼壓縮后成鼓形的原因 壓頭及支撐面對其塑性流動的限制 。3. 頸縮階段中應力應變曲線下降的原因 采用的原始面

12、積及長度計算應力應變，而不是實時的真實面積和真實長度 。二、選擇題1. 用標距50 mm和100 mm的兩種拉伸試樣，測得低碳鋼的屈服極限分別為、，伸長率分別為和。比較兩試樣的結果，則有以下結論，其中正確的是( C )。A ，； B ，=；C ，； D ，=。2. 鑄鐵圓棒在外力作用下，發(fā)生圖示的破壞形式，其破壞前的受力狀態(tài)如圖（ D ）。 3. 受扭圓軸上貼有3個應變片，如圖所示, 實驗時測得應變片( C )的讀數為0。 A：1和2； B：2和3； C：1和3； D：1、2和3。三、零、構件測試方案設計、計算1.用組合試驗臺做超靜定梁（靜不定梁）實驗時，用兩個鉸支端來代替固定端，為此所帶來的

13、誤差可用實驗驗證，請設計一個電測方案。說明 ：1）應變計怎樣布置？2）所測結果怎樣說明是固定端或鉸支端？R2 上下沿軸線方向貼兩個應變計, 1/4橋,若兩通道讀數不同則說明該處存在彎矩,近似固定端，若兩通道讀數差別不大，幾乎相等則鉸支端。2. 用四枚應變計自行設計布片和接橋方案，試求圖示薄壁容器的 (1)主應力1和2；(2)內壓p。設容器的直徑D、壁厚、材料的彈性模量E及泊松比m 為已知。要求所接電橋有最大的靈敏度。R1R2ABCDRa Rb補償片 3. 立柱受壓受彎（彎矩的方向未知），已知材料的彈性模量E，泊松比，立柱直徑，應變計靈敏系數K，應變儀靈敏系數K儀。試設計貼片方案和接橋方案，確定

14、立柱所受的軸向壓力F及彎矩M以及彎矩的方向(以和x軸的夾角表示)。xyFF 4 圖示圓軸承受軸力F、彎矩M和扭矩T的共同作用。已知材料的彈性模量E，泊松比及圓軸直徑d。試用4枚應變計自行設計布片和接橋方案，測量 (1) 軸力F ； (2) 扭矩T；(3) 彎矩M。答案一、填空題1.靈敏系數；2.減少摩擦、壓頭及支撐面對其塑性流動的限制；3.采用的原始面積及長度計算應力應變，而不是實時的真實面積和真實長度。二、選擇題1. C；2. D ；3. C 三、零、構件測試方案設計、計算1.用組合試驗臺做超靜定梁（靜不定梁）實驗時，用兩個鉸支端來代替固定端，為此所帶來的誤差可用實驗驗證，請設計一個電測方案

15、。說明 ：1）應變計怎樣布置？2）所測結果怎樣說明是固定端或鉸支端？R2 上下沿軸線方向貼兩個應變計, 1/4橋,若兩通道讀數不同則說明該處存在彎矩,近似固定端，若兩通道讀數差別不大，幾乎相等則鉸支端。R1R2ABCD2. 用四枚應變計自行設計布片和接橋方案，試求圖示薄壁容器的 (1)主應力1和2；(2)內壓p。設容器的直徑D、壁厚、材料的彈性模量E及泊松比m 為已知。要求所接電橋有最大的靈敏度。 補償片Ra Rb（a）（b）（c）R2R44R1R3R3R1R2R44補償片RRRRRRAAACBCBBCDDD 3. 立柱受壓受彎（彎矩的方向未知），已知材料的彈性模量E，泊松比，立柱直徑，應變計

16、靈敏系數K，應變儀靈敏系數K儀。試設計貼片方案和接橋方案，確定立柱所受的軸向壓力F及彎矩M以及彎矩的方向(以和x軸的夾角表示)。xyR1R2R44R3FF 補償片M可以分解成方向和方向的矩，分別為和測軸力時接橋方案（a）,測接橋方案（b）, 測接橋方案（c）, ， （a）（b）R11R22R3R4RRRRAABCBCDD4 圖示圓軸承受軸力F、彎矩M和扭矩T的共同作用。已知材料的彈性模量E，泊松比及圓軸直徑d。試用4枚應變計自行設計布片和接橋方案，測量 (1) 軸力F ； (2) 扭矩T；(3) 彎矩M。（c）R1R44R2R3BCD,測接橋方案（a）：測接橋方案（b）：測接橋方案（C）31）

17、 拉伸實驗時，對圓截面試樣，直徑為，則其標距下列取法不正確的是（C）A： B： C：2）測彈性模量E，使用球鉸式引伸儀，讀數表為千分表，其放大系數為多少？ （C）A：500 B：1000 C：20003）用惠斯登電橋測量純彎曲梁應變時，當溫度補償應變片所貼的構件材料的線膨脹系數小于被測梁的線膨脹系數時，應變測量結果與真實結果（A）。A：偏大 B：偏小 C：一致4）用惠斯登電橋測量純彎曲梁應變時，當溫度補償應變片的靈敏度高于被測量梁上貼的應變片靈敏度時，應變測量結果與真實結果（B）。A：偏大 B：偏小 C：一致5）有材料拉伸實驗中下列說明不正確的是（A和B）A沒有屈服階段的材料不屬于塑性材料。B

18、只有彈性階段和強化階段，沒有屈服階段和局部變形階段的材料不屬于塑性材料。C對沒有明顯屈服極限的塑性材料，用來作為屈服指標。6）低碳鋼試樣拉伸實驗時下列描述錯誤的是（A和B）A：通常就把上屈服極限稱為屈服極限或屈服點，用來表示。 B：屈服現象的出現與橫截面上最大正應力有直接關系。 C：表面磨光的低碳鋼試樣屈服時，表面將出現與軸線大致成傾角的條紋。 7）圖示為三種材料的應力應變曲線，則：彈性模量最大的材料是（A）；強度最高的材料是（A）；塑性性能最好的材料是（C）。ABC8）低碳鋼的拉伸應力應變曲線如圖所示，若加載至C點，然后卸載，則應力回到零值的路徑是沿（C）A：曲線cbao; B：曲線cbf(

19、bfoa);C：曲線ce(ceoa);D：曲線cd(cdo);9)直徑為的圓截面桿承受處力偶矩，測得該桿表面與縱線成45方向上的線應變?yōu)椋ㄈ鐖D所示），則些材料的剪切彈性模量G為（B）A： B： C：解： ，即：所以10）設和分別為軸向受力桿的軸向線應變和橫向線應變,為材料的泊松比,則下面結論正確的是(C)A：， B：， C：， D：，1、在線彈性范圍內，材料在拉伸和壓縮過程中，_。(A)E相同，不同 (B)E不同，相同 (C)E相同，相同 (D)E不同，不同。2、低碳鋼試棒拉伸破壞后，標距由100mm變?yōu)?30mm，直徑由10mm變?yōu)?mm。其泊松比為_。(A) (B) (C) (D)以上算法

20、都不對3、電測E和的實驗，測得，則該試件泊松比為 _. (A) (B) (C) (D) 4、低碳鋼試棒破壞的兩種斷口a、b如圖所示，它們_。 (a) (b)(A) a為拉伸破壞，b為扭轉破壞。 (B) a 為扭轉破壞, b為拉伸破壞。(C)a、b均為拉伸破壞 (D)a、b均為扭轉破壞5、低碳鋼試棒扭轉破壞是_(A)沿橫截拉斷 (B)沿橫截剪斷 (C) 沿45度螺旋面拉斷(D)沿45度螺旋面剪斷6、鑄鐵試件扭轉破壞是_(A)沿橫截拉斷 (B) 沿橫截剪斷 (C) 沿45度螺旋面拉斷(D)沿45度螺旋面剪斷7、低碳鋼抗拉能力_抗剪能力。8、鑄鐵鋼抗拉能力_抗剪能力。9、鑄鐵壓縮受_ 應力破壞。10

21、.簡述液壓萬能試驗機操作順序和要領。11.在電阻應變測量應變時、在測量電路中接入補償電阻應變片。補償電阻應變片起什么作用?1.C 2.D 3.C 4.A 5.B 6.C 7.大于 8.小于 9.剪應力10.簡述液壓萬能試驗機操作順序和要領。答：（1）操作步驟1、檢查送油閥和回油閥門是否處于關閉位置；檢查夾頭的類型和規(guī)格是否與試件相匹配；檢查保險開關是否有效。2、根據估計的最大載荷Pmax選擇適當的力值量程，并換好對應的擺錘。3、調節(jié)機器零位。加載前，測力指針應指在度盤上的“零”點，否則必須加以調整。調整時，先開動油泵，將活動平臺升起510mm左右，然后調整擺桿上的平衡鉈，使擺桿保持鉛直位置，再

22、轉動水平齒桿使指針對準“零”點。4、安裝試件。拉伸試件如果空間不夠，則須調整拉伸空間，在空載的情況下，用調位電機調節(jié)下夾頭的位置。5、撥回隨動指針與測力指針靠攏，使繪圖裝置紙筆就位，筆要處于零線位置，且保持適當壓力。6、開動油泵電動機數分鐘，檢查運轉是否正常。然后緩緩打開送油閥，慢速加載試驗，讀取試驗數據。7、實驗完畢，關閉送油閥，并立即停機，脫開繪圖裝置紙筆，然后取下被破壞的試件。緩緩打開回油閥，將油液泄回油箱，最后將一切機構復原，并清理機器。（2）操作要領1、試驗前，一定要給油缸里充一些油，使活動平臺上升少許，以消除自重。2、指針調零時，擰動水平齒桿要小心。不許抬壓，以免機構滑扣，毀壞精密

23、絲扣和細牙輪。3、拉伸試件夾緊后，不得再調整下夾頭的位置，同時也不能調整測力指針到零。4、不準用調位電機對試件施行加載和卸載。升、降方向不能直接變換，必須按停止按鈕后再進行變換。5、開啟油泵前，送油閥和回油閥一定要置于關閉位置，加載、卸載和回油均應緩慢進行。嚴防送油閥開得過大，測力指針走得太快，致使試件受到沖擊作用。6、機器開動后，操作不得擅自離開控制臺，且注意力要集中，以免發(fā)安全事故。7、實驗時不得觸動擺錘，以免影響讀數的準確。8、在實驗過程中，如果聽到異常聲音或發(fā)生故障應立即停機，進行檢查和修理。11、在電阻應變測量應變時，在測量電路中接入補償電阻應變片。補償電阻應變片起什么作用?答：補償

24、電阻應變片是消除溫度影響所產生的附加應變。粘貼在構件上的應變片，其電阻值一方面隨構件變形而變化，另一方面，當環(huán)境溫度變化時，應變片絲柵的電阻值也將隨溫度改變而變化。這種因環(huán)境溫度變化引起的應變片電阻值變化，是虛假應變，會帶來很大的誤差，必須消除溫度變化的影響。4一、機械性能測試試驗(50分，每題10分)1某塑性材料拉伸試驗采用的圓截面試樣，直徑10mm，標距100mm。在線彈性階段，10kN載荷作用下，測得試樣50mm(引伸計夾角間距離)伸長0.0318mm。繼續(xù)拉伸時測得下屈服極限載荷為22.8kN，最大載荷為34.0kN，破壞后的標距長131.24mm，破壞部分的最小直徑為6.46mm。試

25、求解及回答：1)這種材料的E、ss、sb、d、y。另外該材料是什么方式失效？導致失效的是什么應力？2)當載荷達到22kN時產生0.04的應變，此時對應的彈性應變和塑性應變各為多少？答：1)，屈服失效，與軸線成45o面上的最大切應力。2)，2簡述低碳鋼拉伸的冷作硬化現象，其對材料的力學性能有何影響？答：低碳鋼拉伸強化階段卸載時，應力應變關系保持與線彈性階段平行。它提高了材料的比例極限(提高了彈性范圍)，降低了塑性變形。3某材料采進行扭轉試驗，圓截面試樣表面拋光，直徑10mm，在開始階段，每隔10N.m，標距100mm內測得相對扭轉角分別為o/m、o/m、和。發(fā)現在43.0N.m處，試樣表面出現軸

26、向線與橫向線網格，且扭轉圖曲線出現平臺，繼續(xù)加載，在98.4N.m處試樣斷裂。試回答及求解：1)該材料扭轉失效方式是什么？試樣表面網格是如何產生的？最后的斷面應該如何？2)根據給定試驗數據求出其相關力學參量。答：1)該材料扭轉失效方式是屈服，表面的網格是橫截面和縱截面上的最大切應力產生。最后的斷面是橫截面。2)，4低碳鋼和灰鑄鐵扭轉斷裂時橫截面真實切應力分布是否有區(qū)別，為什么？答：低碳鋼是塑性材料，有屈服現象，在屈服階段之后，其扭轉角增加很快，承擔的扭矩增加很小，即扭轉圖近似一直線，因此整個橫截面切應力趨向于相同大小。鑄鐵扭轉破壞之前塑性變形很小，所以近似按線彈性假設，認為橫截面切應力與點到圓

27、心距離呈正比。5扭轉試驗計算極慣性矩和抗扭截面系數對測量圓軸直徑要求是否一樣？答：不一樣，極慣性矩是取標距和中間三個截面平均直徑的平均值計算，抗扭截面系數是取標距和中間三個截面平均直徑的最小值計算。二、電測試驗(50分，每題10分)1TTp圖1R1R2已知圖1所示薄壁圓筒受內壓p和扭矩T作用，其平均直徑D，壁厚t(D/10)，彈性模量E，泊松比n 均已知，在圓筒外壁沿軸向和周向粘貼兩垂直應變片R1和R2，若另外再給兩個不受力的補償片R3和R4，試給出：1)全橋接法測量內壓p的接橋電路。2)p與測量值ed的理論關系。3)如果想用半橋測量扭矩T大小，該如何貼片和接橋，并給出相關求解公式。答：1)布

28、片圖如圖1a2)，3)沿與軸線夾布片R1和R2(R1沿-45o方向)，接半橋(圖1b)所示) ，R2RR1ABDCR2R1ABDCR3R4圖1a)R圖1b)b圖2 ahF1R1F2R2R3R42圖2所示矩形截面懸臂梁，材料彈性模量E已知，自由端受橫向力F1和軸向力F2共同作用，梁上粘貼4個水平方向應變片，已知相關幾何參數梁高h，寬b，兩處距離a，試給出：1)用全橋接法給出測量F1的接橋電路及相應求解過程。2)如另外增加兩個補償片R5和R6，給出測量F2的接橋電路及相應的求解過程。答：1)橋路如圖2a所示。2)取R1、R3(或R2、R4)與R5、R6按圖2b)接橋R3R1ABDCR5R6圖2b)

29、R2BR1CAR3R4D圖2a)3上題中如果只用一個應變片測量F1，試給出布片方案和計算公式。答：1)在梁任意界面h/2(中性層)處沿45o方向布片。2)hFlA4給出電測法求圖示梁端面A轉角的布片方案和接橋電路，并給出轉角表達式。答：1)在梁上下表面任意位置沿縱向各布一個應變片，將兩個應變片按標準半橋接橋。2)5彎扭組合實驗裝置及應變計分布如圖2a)所示。A、B兩點各粘貼一個45o3應變花，其中R2、R5沿軸線方向，將A點R3和B點R4應變計分別接1/4橋，測得其應變值分別為及，試給出扭矩和剪力分別產生的橫截面切應力的計算公式(已知材料的E、n)。R1FABABAR3BR4R6R2R5答：1

30、)2)51、已知某低碳鋼材料的屈服極限為，單向受拉，在力F作用下，橫截面上的軸向線應變?yōu)椋龖椋?；當拉力F卸去后，橫截面上軸向線應變?yōu)?。問此低碳鋼的彈性模量E是多少？2、在材料的拉伸試驗中，對于沒有明顯的屈服階段的材料，以 作為屈服極限（產生0.2%的塑性應變時的應力 or 條件屈服極限 or 名義屈服極限 or 0.2 ）3、簡述低碳鋼和鑄鐵兩種材料拉伸試驗曲線的異同，并分別說明表征這兩種材料力學性能的材料指標。低碳鋼拉伸試驗曲線可以分為四個階段，即彈性階段、屈服階段、強化階段和破壞階段，從低碳鋼拉伸試驗曲線上，可以確定材料的比例極限、彈性極限、屈服極限和強度極限。而鑄鐵拉伸試驗上沒有

31、明顯的直線段，材料不服從胡克定律，沒有屈服階段，變形很小，只有唯一的強度指標b。 4、對同一材料的共6個標準試件，通過拉伸試驗分別測得其斷裂強度為470MPa, 480MPa, 465MPa, 380MPa, 485MPa, 475MPa. 通過平均法得到該材料的斷裂強度為 （475MPa，應該去掉有明顯偏差的數據后再取平均值）5、在對實驗結果的一元線性回歸分析中，（A）確定的回歸方程偏差最小。 A、 最小二乘法 B、 端值法 C、 平均法6、如指定有效位數為3，則實驗數據10.45(+)、10.35、9.565(-)、-9.575的修約結果分別為 10.5 、 10.4 、 9.56 、 -

32、9.58 。R1R27、根據下列二種受力狀態(tài)、貼片方式和要求的量測項目，分別畫出橋路圖，并給出電阻應變儀讀數r與實際所測應變的關系。R1R2 BACR2R1r=2BACR1R2r=（1+）（a）測軸力應變 （b）測彎曲應變8、簡述電阻應變計的粘貼貼步驟。（1）電阻應變計阻值篩選、外觀檢查（2）擬粘貼測點的、表面磨光、定位、清洗（3）貼片（4）固化（5）測量導線焊接、固定（6）檢查：粘貼質量檢查，短路、斷路、絕緣電阻等檢查（7）電阻應變計的防護9、兩輸電鐵塔間的線路會因氣溫的變化而引起導線的垂度發(fā)生變化，從而對鐵塔的拉力也會隨溫度而變化，現想在不中斷供電的情況下測出鐵塔間輸電導線中的拉力，請用理

33、論力學匯交力系平衡的原理設計出一個拉力測定裝置。測力、位移計10、試根據電阻應變測試原理，設計一個液體壓力傳感器。銅質盲管液體入口R1R2簧片R2銅質盲管液體入口R1BACR1R2等等類似裝置61. 隨機誤差大都服從正態(tài)分布，它會隨著測量次數的增加而降低。2. 1=10-6 3. 在應變電橋中，按應變片在橋臂中的數量，電橋的接線方法分為半橋和全橋接線法。其中，半橋接線法在實際測量時，又分為兩種情況：單臂測量和半橋（或雙臂）測量。4. 測量系統(tǒng)的輸出與輸入變化量之比稱為測量系統(tǒng)的靈敏度。5. 如圖所示為低碳鋼的-曲線。與a點對應的應力稱為比例極限，與屈服階段b點對應的應力稱為 屈服極限 ，與最高

34、點c相對應的應力稱為 強度極限 。6. 三根不同材料的拉伸試件，所得的-曲線如圖所示，則塑性最好的是桿 3 ，剛度最好的是桿 1 ，強度最好的是桿 2 。7. 通常對標準差進行點估計的方法有貝塞爾方法、無偏估計法、極大似然法、極差法和最大殘差法。8. 電測法中測點處的測量應變與應變片的電阻變化率（或電阻的相對變化）成正比。9. 設應變片的靈敏度系數為2.17，靜態(tài)應變儀的靈敏度系數為2.00。已知讀數應變?yōu)?90，則實測應變應為267.3。1. 根據下圖中測量列的剩余誤差判斷系統(tǒng)誤差類型，按次序依次判斷正確的是（ C ）。（ 2 ）（ 1 ）（ 4 ）（ 3 ）A 分別是線性系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)

35、誤差、周期性系統(tǒng)誤差、復雜系統(tǒng)誤差B 分別是恒定系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、復雜系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差C 分別是恒定系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差、復雜系統(tǒng)誤差D 分別是恒定系統(tǒng)誤差、線性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差、周期性系統(tǒng)誤差2. 如下圖所示，黑色小圓點代表測量數據的分布狀態(tài)，中心位置為測量理論值，則下述說法正確的是（ D ）（ 3 ）（ 4 ）（ 2 ）（ 1 ）A 情況（1）隨機誤差大，系統(tǒng)誤差大B 情況（2）隨機誤差大，系統(tǒng)誤差小C 情況（3）隨機誤差大，系統(tǒng)誤差小D 情況（4）隨機誤差小，系統(tǒng)誤差小3. 如下圖所示桿件受力、應變片分布以及應變電測連接線路，則該電橋測量的應變是（

36、 B ）A 由彎矩M引起的正應變B 由力P引起的正應變C 由彎矩M和P引起的正應變D 由彎矩M和P引起的剪應變4. 在題3所示圖中，應變儀讀數和被測應變之間的關系是（ A ）A B C D 5. 下列關于電測法電橋溫度補償的說法正確的是：（ D ）A 單臂半橋測量法，有兩片工作片，其中一片為溫度補償片B 雙臂半橋測量法，有一片工作片，一片溫度補償片C 對臂全橋測量法，有四片工作片，兩片溫度補償片D 四臂全橋測量法，有四片工作片，且它們相鄰兩對相互溫度補償6圖中所示箭頭所指處直尺讀數，下列記錄正確的是（ A ）A 35.00cm B 34.9cm C 0.35m D 0.350m7. 鑄鐵壓縮實

37、驗中，鑄鐵的破壞是由（ C ）引起的。A 正應力 B 與軸線垂直的切應力 C 與軸線成45的切應力 D 以上皆是8. 材料的扭轉實驗中，下列關于試件各點應力狀態(tài)和主應力說法正確的是（ C ）。A 受扭部分處于純剪切狀態(tài)，主應力方向為軸線方向和垂直軸線方向B受扭部分處于純剪切狀態(tài)，主應力方向為軸線方向，大小為切應力的倍C 受扭部分處于純剪切狀態(tài)，主應力方向為軸線方向，大小和切應力相等D桿件各部分均為純剪切狀態(tài)，主應力方向為軸線方向和垂直軸線方向，大小和切應力相等9. 下列關于應變電測電橋橋臂串聯(lián)和并聯(lián)電阻說法正確的是（ C ）A 串聯(lián)電阻會放大測試應變，并聯(lián)電阻會縮小測試應變B 串聯(lián)電阻會放大測

38、試應變，并聯(lián)電阻基本不會改變測試應變C 串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻均基本不會改變測試應變D 串聯(lián)電阻基本不會改變測試應變，并聯(lián)電阻會縮小測試應變10. 測量某零件的極限拉力，其抽樣試驗結果為：119KN，124KN，123KN，128KN，123KN，121KN，123KN，122KN，122KN，120KN，用貝塞爾方法計算標準偏差為：（ A ）A 2.5 KN B 2.1KN C 1.9KN D 2.9KN1若10次測量值分別為：41.3，47.2，46.3，48.9，46.9，45.8，46.7，50.1，45.7，45.1試用拉依達準則（3準則）分析其中有無異常數據？ （10分）參考答案：（1

39、） （5分）（2）按拉依達準則，測量值在范圍，即范圍內的測量數據是可信的，依次檢查測量數據可知無可疑數據。（5分）2用擬合如下數據：x：0.5，1.7，2.9，3.5，4.1，4.7，5.1，5.5y：2.78，3.84，5.76，7.25，9.27，12.00，14.31，17.14（20分）參考答案：在坐標系中作圖，得一光滑曲線，在曲線上任取兩點，這里取第一和最后一個點，即和。取中點坐標，從圖上可得所對應y坐標值為6.008。因此 （6分）于是 （4分）令，利用分組法可以求得，從而，回歸方程為： （10分）3. 在假定實驗加載設備已知的情況下，試設計如下所示測定工字梁主應力的實驗。（30分

40、）參考答案：（1）實驗目的：（5分）用實驗的方法測定平面應力狀態(tài)下主應力的大小和方向；（2）實驗設備及工具：（5分）（a）實驗加載設備；（b）電阻應變儀（c）游標卡尺、鋼板尺等（3）實驗原理：（15分）應變花粘貼位置如上圖所示。對于單個測點的貼片數和貼片方向，要由該點的應力狀態(tài)確定。由廣義胡克定律：可知，如果主應力方向一致，則可令上式中，得可見在兩向應力狀態(tài)下，當主應力方向已知，只需沿兩個主方向粘貼兩個應變片就可以滿足要求，因此，在梁的中性層A點位置，按粘貼一個直角應變花。如果主應力方向無法預先判定，則由或可知，若在三個方向測出三個應變值，將測量結果代入上式任意一式，然后聯(lián)立求解，得出之值。再

41、按照求出主應變之值及主應力方向與的夾角，最后由求出主應力值。在梁中性層與邊緣之間的位置B處，粘貼一個“Y”形應變花，即可滿足實驗要求。（4）實驗步驟：（5分）（a）測定工字梁尺寸，由型鋼表查出有關幾何參數；（b）擬定實驗加載方案，確定初載荷與終荷載。注意在終荷載作用下，梁的危險截面上危險點的應力應小于所用梁材質的比例極限；（c）按照“多次獨立加載法”進行實驗；（d）檢查實驗數據；（e）機器復位、整理實驗場所。8一. 根據圖示三種材料拉伸時的應力應變曲線，得出如下四種結論，請判斷哪種是正確的：（A） 強度極限=，彈性模量，延伸率（B）強度極限，彈性模量，延伸率（C）強度極限，彈性模量，延伸率（D

42、）強度極限，彈性模量，延伸率二一圓截面桿，材料的應力應變曲線如圖所示，若桿直徑d=10mm，桿長=200mm，桿端承受拉力F=12KN作用，試計算拉力作用時與卸去后，桿的軸向變形；若軸向拉力F=20KN，則當拉力作用時與卸去后，桿的軸向變形又分別為何值。三用加長或增加柵線數的方法改變應變計敏感柵的電阻值, 是否能改變應變計的靈敏度系數?為什么? 四矩形截面梁在自由端B處受一力偶M的作用, 如圖示. 為測定自由端B處的撓度和轉角， 實驗者在固定端A的上下底部各貼一相同的應變片, 加載后應變儀的度數為er = 12010-5 . 已知梁長 l = 500mm, 矩形截面b = 10mm, h =

43、20mm. 加載變形的過程中為線彈性.bhlMAB五如圖是截面為矩形的簡支梁，中間受集中載荷P，在梁的中性層A點任意貼一應變片，測得應變值為，若、E、為已知。試求載荷P的大小。六主應力測量用的應變花, 實驗室大都采用三軸 450 應變花, 還有一種應變花為三軸 600 應變花（等角應變花）, 如圖示. 試導出使用三軸 600 應變花而計算主應力的公式, 并說明一下兩種應變花的優(yōu)劣. 6006006006001324ACBD七.圖示懸臂梁上貼應變片1、2、3、4 , 其靈敏度系數K均相等. OA:OB = 1:3 , 彈性常數為E. 求未知力P作用在C處時引起的O端約束力偶矩. 應變片的接線方式

44、如圖示，應變儀的度數為CBA八.在構件表面O處，沿與方向粘貼四個應變片，并測得相應正應變依次為與，試判斷上述測試結果是否可靠。九鑄鐵壓縮試件是沿最大剪應力面破壞的. 但實踐表明其破壞截面與水平面不成. 而是大約 試說明原因并證明.十. 承受偏心拉伸的矩形截面如圖所示，現用電測法測得該桿上、下兩側面的縱向應變?yōu)?、，試證明偏心距e與應變 和在彈性范圍內滿足下列關系： 【解答】一.正確答案是 B 二 解：1. F=12KN時 查圖示應力應變曲線，知該桿的軸向應變?yōu)?拉力作用時，有拉力卸去后2. F=20KN時 查圖示應力應變曲線，知該桿的軸向應變?yōu)?拉力作用時，有此拉力卸去后故殘留軸向變形為 三.

45、 不能. 因為應變計的靈敏度系數主要是由材料決定的,也與金屬絲回繞形狀、基體及膠層有關. 而與金屬絲的長度無關. 由靈敏度系數的定義 可知: 適當增加柵線數可使應變讀數精度增高,但不能改變應變計的靈敏度系數.四. 解: 由題意可知應變片貼片為半橋線路, 溫度補償為工作片補償.五. 解 1.求約束力 2.作剪力圖過A點橫截面上有彎矩和剪力，其中3.A點的應力狀態(tài)情況由于A點在中性軸上，故A點彎曲正應力為零，切應力為則斜截面上正應力為4.利用廣義虎克定律，求P 因此，有六. 由應變轉換公式 可得解出. 由 可得 由 可得再由胡克定理 可得三軸 450 應變花測試的結果用來計算主應力的公式較簡單,

46、但因應變片粘貼的位置角度不準確而引起計算主應力的誤差比較大.而三軸 600 應變花的測試結果用來計算主應力的公式略繁, 但因應變片粘貼的位置角度不準確而引起計算主應力的誤差相對較小.七. 解: A、B處的彎矩分別為M1和M2 , 則由材料力學公式可知1、3、2應變值相等, =八.解：依據平面應變狀態(tài)任意方位的正應變公式，有 (a) (b) (c)將式(a)和(b)代入(c)，得 (d) 將以上所得結果代入平面應變狀態(tài)任意方位的正應變公式，計算應有的測量值為根據剪切胡克定律有，的實際測量值比上述結果小了一半，這說明題中所給測量結果不可靠。其實，由應變圓可知，無論為何值而同樣說明題中所給的這組測量結果不可靠。九. 在鑄鐵壓縮試驗中, 鑄鐵的破壞面是最大剪應力面, 之所以不是的斜面, 主要是