习题1
1.1弹塑性力学的研究对象、内容是什么?与材料力学比较,有何异同?其基本假设又是什么?
1. 2如图1.21所示的三角形截面水坝,材料的比重为,承受着比重为阳性预测值液体的压力,已求得应力解为,试根据直边及斜边上的表面条件确定系数,,和 1.3如图1.22所示的矩形板,AB边只受垂直于边界的面力作用,而CD边为自由表面,设其应力分量为,若体积力为零,试求常数和,并画出AB及BC边上的面力分布图。
1.4证明 (1) 应力的三个主方向互相垂直;(2) 三个主应力,,必为实根。
1.5判断下述命题是否正确,并简短说明理由:
(1) 若物体内一点的位移均为零,则该点必有应变。 (2) 在为常数的直线上,若,则沿该线必有。
(3) 在为常数的直线上,若,则沿该线必有。
(4) 满足平衡微分方程又满足应力边界条件的应力必为正确解(设该问题的边界条件全
部为应力边界条件)。
1.6假定物体被加热至定常温度场时,应变分量为;,其中为线膨胀系数,试根据应变协调方程确定温度场的函数形式。
园林快题设计1.7试问什么类型的曲面在均匀变形后会变成球面。
巴蜀文化1.8将某一小的物体放入高压容器内,在静水压力作用下,测得体积应变,若泊松比,试求该物体的弹性模量。
1.9在某点测得正应变的同时,也测得与它成和方向上的正应变,其值分别为,,,试求该点的主应变、最大剪应变和主应力(,)。
1.10试推导体积变形应变能密度及畸变应变能密度的公式分别为:
1.11根据弹性应变能理论的应变能公式,导出材料力学中杆件拉伸、弯曲及圆轴扭转的应变能公式分别为:
1.12设、、为应力偏量,试证明用应力偏量表示Mises屈服条件时,其形式为。
1.13设、为应力张量第一、第二不变量,试用、表示Mises屈服条件。
1.14已知半径50mm,厚为3mm的薄壁圆管,保持,材料拉伸屈服极限为40kg/mm2,试求此圆管屈服时轴向载荷和扭矩的值。
1.15续上题,在如下二种情况下,试求塑性应变增量的比。
(1) 单向拉伸应力状态,
(2) 纯剪应力状态,
1.16已知材料的应力应变曲线为,用此材料制成的薄壁圆筒受拉力和扭转应力的作用。试用增量理论按如下加载路线计算轴向应变和剪切应变。
(1)开始时沿轴方向加载至,保持此应力值,再增加剪应力直至。
(2)开始时使剪应力达到,保持天津信息港的值不变,再增加轴向应力,使其达到。
(3)轴向应力和剪应力按的比例增加直至,。
习题2
2.1 视觉影像裂纹有那些类型?它们的各自特征是什么?
2.2 试说明迭加原理求应力强度因子的原理及方法。
2.3 试说明应力状态与塑性区的相互关系。
2.4 试说明断裂韧性和临界断裂应力之间的关系。
2.5 Kachanov在1958年是如何定义连续性缺陷变量的?它与现在的损伤变量定义有什么区别?
2.6 损伤有哪些类型?各类损伤的主要表现形式是什么?
2.7 如何选择合适的损伤变量?选择损伤变量的主要原则是什么?
2.8 什么是有效应力?什么是应变等效原理?
2.9 如考虑裂纹闭合效应,有效应力应如何修正?
2.10 损伤的各向异性特征主要是什么?在各种类型的损伤问题中最大损伤面(裂纹面、空洞面)的方位有何共性?
2.11 什么是“虚拟无损构形”?它的作用是什么?Murakami是如何定义二阶对称 损伤张量的?其物理意义是什么?
2.12 如图2.21所示的平面裂纹体,若远小于a,而且在端部的相对位移为v,试求此情形下的应变能量释放率。苟仲武
2.13 如图2.4所示的I型平面裂纹问题,设在平面应变状态下,如果,对于两种情形,分别计算裂纹中心处的张开位移的大小,并说明这么大的位移是否容易观察得到。
2.14 某压力容器壁厚为h,半径为R,所用材料的屈服极限为,断裂韧性为,设容器含有长度方向为容器轴线方向的穿透型裂纹,其长度为,试求容器发生脆断的临界压力的大小。
2.15 试说明宏微观破坏力学的发展历史,由此你对科学的发展有什么理解?
习题3
3.1 拉伸试验可以测定哪些力学性能?对拉伸试件有什么基本要求? 3.2 拉伸图与应力—应变曲线有什么区别?应力—应变曲线与真应力—真应变曲线又有什么区别?如何根据应力—应变曲线确定拉伸性能?
3.3 如何测定断面收缩率?
3.4 怎样提高材料的屈服强度?
3.5 直径10mm的正火态60Mn钢拉伸试验测得的数据如下(为屈服平台刚结束时的试样直径)
:39.5,43.5,47.6,52.9,55.4,54.0,52.4,48.0,43.1
:9.91,9.87,9.81,9.65,9.21,8.61,8.21,7.41,6.78
(1)试绘制应力—应变曲线;
(2)试绘制未修正的和修正的真应力—真应变曲线;
(3)求。
3.6 在测试扭转的屈服强度时为什么采用,而不是像测拉伸屈服强度那样去测?
3.7 为什么说用扭转试验可以大致判断出材料的与的相对大小?能否根据扭转试验中试样的断口特征分析引起开裂的应力的特征?
3.8 用的GCrl5钢(淬火+200℃回火)试样进行扭转试验,其试验数据记录如下:
: 139.7,186.3,217.7,254.0,269.7,283.4,293.0,305.0
: 11.5, 15.7, 26.3, 34.3, 46.0, 59.6, 78.7, 98.1, 117.5
其中
(1)绘制曲线;
(2)求。
3.9 哪些材料适合进行抗弯试验?抗弯试验的加载形式有哪两种?其最大弯矩在哪个位置?试用图表示。
3.10 有一飞轮壳体,材料为灰铸铁,其零件技术要求抗弯强度应大于400N/mm2,现用的试棒进行三点弯曲试验,实际测试结果如下,问是否满足技术要求?
第一组:
第二组:
3.11 试综合比较单向拉伸、扭转、弯曲、压缩和剪切试验的特点。如何根据实际应用条件来选择恰当的试验方法衡量材料的力学性能?
3.12 材料为灰铸铁,其试样直径,原标距长度。在压缩试验时,当试样承受到485kN压力时发生破坏,试验后长度。试求其抗压强度和相对收缩率。
3.13 双剪试样尺寸为,当受到载荷为21.45kN时试样发生断裂,试求其抗剪强度。