1、1P2 3； p10 3；p18 9；p20 3 二，2；p21 3,5；p22 11；p23 10,9P24 3；p 27 ；线拟合； p28 3 ；p34 五-九试题一、填空题1. 当应变计与应变仪连接的导线较长时，例如大于 10 m 以上，由于导线本身有一定电阻值，它和应变计一起串联在应变电桥的桥臂上而又不参加变形，这将使指示应变小于真实应变，可以通过改变应变仪的 灵敏系数 来修正。2. 压缩实验时，试件两端面涂油的目的是 减小摩擦；低碳钢压缩后成鼓形的原因 压头及支撑面对其塑性流动的限制 。3. 颈缩阶段中应力应变曲线下降的原因 采用的原始面积及长度计算应力应变，而不是实时的真实面积和
2、真实长度 。二、选择题1. 用标距 50 mm 和 100 mm 的两种拉伸试样，测得低碳钢的屈服极限分别为 、 ，s12伸长率分别为 和 。比较两试样的结果，则有以下结论，其中正确的是( C )。510A ， ； B ， = ；2s12s1510C ， ； D ， = 。s2. 铸铁圆棒在外力作用下，发生图示的破坏形式，其破坏前的受力状态如图（ D ） 。 3. 受扭圆轴上贴有 3 个应变片，如图所示, 实验时测得应变片( C )的读数为 0。 A：1 和 2； B：2 和 3； C： 1 和 3； D：1、2 和 3。三、零、构件测试方案设计、计算1.用组合试验台做超静定梁（静不定梁）实验
3、时，用两个铰支端来代替固定端，为此所带来的误差可用实验验证，请设计一个电测方案。说明 ：1）应变计怎样布置？2）所测结果怎样说明是固定端或铰支端？R22上下沿轴线方向贴两个应变计, 1/4 桥,若两通道读数不同则说明该处存在弯矩,近似固定端，若两通道读数差别不大，几乎相等则铰支端。2. 用四枚应变计自行设计布片和接桥方案，试求图示薄壁容器的 (1)主应力 1 和 2；(2)内压 p。设容器的直径 D、壁厚 、材料的弹性模量 E 及泊松比 为已知。要求所接电桥t有最大的灵敏度。 5.0142EtpDtbad tpDtEtd4,25.013. 立柱受压受弯（弯矩的方向未知） ，已知材料的弹性模量
4、E，泊松比 ，立柱直径 ，d应变计灵敏系数 K，应变仪灵敏系数 K 仪 。试设计贴片方案和接桥方案，确定立柱所受的轴向压力 F 及弯矩 M 以及弯矩的方向 (以和 x 轴的夹角表示)。4 图示圆轴承受轴力 F、弯矩 M 和扭矩 T 的共同作用。已知材料的弹性模量 E，泊松比及圆轴直径 d。试用 4 枚应变计自行设计布片和接桥方案，测量 (1) 轴力 F ； (2) 扭矩 T； (3) 弯矩 M。答案一、填空题1.灵敏系数；2.减少摩擦、压头及支撑面对其塑性流动的限制；3.采用的原始面积及长度计算应力应变，而不是实时的真实面积和真实长度。x yFF补偿片R1R2ABCDRa Rb3二、选择题1.
5、 C；2. D ；3. C 三、零、构件测试方案设计、计算1.用组合试验台做超静定梁（静不定梁）实验时，用两个铰支端来代替固定端，为此所带来的误差可用实验验证，请设计一个电测方案。说明 ：1）应变计怎样布置？2）所测结果怎样说明是固定端或铰支端？上下沿轴线方向贴两个应变计, 1/4 桥,若两通道读数不同则说明该处存在弯矩,近似固定端，若两通道读数差别不大，几乎相等则铰支端。2. 用四枚应变计自行设计布片和接桥方案，试求图示薄壁容器的 (1)主应力 1 和 2；(2)内压 p。设容器的直径 D、壁厚 、材料的弹性模量 E 及泊松比 为已知。要求所接电桥t有最大的灵敏度。 3. 立柱受压受弯（弯矩
6、的方向未知） ，已知材料的弹性模量 E，泊松比 ，立柱直径 ，d应变计灵敏系数 K，应变仪灵敏系数 K 仪 。试设计贴片方案和接桥方案，确定立柱所受的轴向压力 F 及弯矩 M 以及弯矩的方向 (以和 x 轴的夹角表示)。M 可以分解成 方向和 方向的矩，分别为 和xyxMyWxNWyNWxNWyN 4321 ,测轴力时接桥方案（a） ,EdFKKd 2321 1)(4、 dK24、（a）（b）（c）R2 R44R1 R3R3R1R2R44补偿片RRRRRRAAACBCBBCDDD补偿片Ra Rb补偿片R1R2ABCD5.0142EtpDtbad tptDEtd4,25.01x yR1 R2R4
7、4R3FFR24测 接桥方案（b） , xMEdMKKxxd 3W42 21)-( 、 dxEK3641、测 接桥方案（c） , ， y dyE361、yxxyarctg4 图示圆轴承受轴力 F、弯矩 M 和扭矩 T 的共同作用。已知材料的弹性模量 E，泊松比及圆轴直径 d。试用 4 枚应变计自行设计布片和接桥方案，测量 (1) 轴力 F ； (2) 扭矩 T； (3) 弯矩 M。 NNWNWN 21,21, 432136,41dTMdFw, ,EWN1WN2 )1(2143 NE)(234N测 接桥方案（a ）：Mdd d6,61)-(3321测 接桥方案（b）：T )(2),()-(43
8、d ET测 接桥方案（C）F 14,221 dNF（a）（b）R11R22R3 R4RRRRAABCBCDD（c）R1 R44R2R3BCD52题 1图 1 所示为一矩形截面构件，受一对轴向拉力 F 作用，F 作用位置存在允许误差，已知构件截面尺寸为： ,材料的弹性模量为 ，泊松比为 ，试问用怎样的测量方案能准bhE确测出拉力 ？给出测试方案的计算表达式。F题 1方案一：全桥测量方案，消除 在 z 方向存在加载偏差的影响F图 2 题 1 贴片方案 图 3 题 1 接桥方案一将 、 、 和 均作为工作片按全桥联结，见图 3，可测得：1R234，132413duRRR从而平均应变 dum6所以，
9、21dumFbhEbh同理，消除 在 y 方向存在加载偏差的影响, 将 、 、 和 均作为工作片按全桥5R678联结，可测得： 576857duRR 21dumFbhEbh将两次得到的载荷取平均，即得到较准确的拉力 测量值。F题 1 方案二：半桥测量方案，消除 在 z 方向存在加载偏差的影响 图 4 题 1 接桥方F案 2 将 、 、 和 均作为工作片按半桥串联联结，见图 4，1R34可测得： ，132413duRRR从而平均应变 dum所以， 图 5 题 1 接桥21duFbhEbh方案 2同理，消除 在 y 方向存在加载偏差的影响, 将 、 、 和 均作为工作片按半桥5R678串联联结，见
10、图 5，可测得： 576857 1duRR 21dumFbhEbh将两次得到的载荷取平均，即得到较准确的拉力 测量值。F题 1 方案三：全桥测量方案，消除 在 y、z 方向同时存在加载偏差的影响F将 、 、 和 及 、 、 和 均作为工作片按全桥桥串联联结，见图 6，可1R2345R6787测得： 1537264813571duRRRRRR从而平均应变 41dum所以，41dumFbhEbh图 6 题 1 接桥方案三题 2：图 7 所示为一矩形截面构件，受一对偏心拉力 F 作用，已知构件截面尺寸为： ,材料bh的弹性模量为 ，泊松比为 ，欲采用电阻应变片测量方法测出偏心拉力 及偏心距 ，EFe
11、试给出构件测试方案设计和 、 计算表达式。 （此提可不考虑加载存在偏差）Fe图 78题 2 方案一：应变片粘贴方式见图 8图 8将 、 、 和 均作为工作片按全桥联结，见图 3，可测得：1R234，132413duRRR从而平均应变 dum所以， （1）12duFbhEbh将 、 、 和 均作为工作片按全桥联结，见图 9，可测得：1R234123413duRRR而： （2）132261duMz bhWbheEEFF 将（1）带入（2） ，可得偏心距 。e图 9 题 2 方案一接桥方案题 2 方案二：应变片粘贴方式见图 8将 、 、 和 均作为工作片按全桥联结，见图 3，可测得：1R349，13
12、2413duRRR从而平均应变 dum所以， （1）12duFbhEbh将 、 均作为工作应变片按半桥联接，见图 10，可测得 ，1R3 132duR而： （2）13266MzRbhWbheEEFF将（1）带入（2） ，可得偏心距 。 e图 10题 2 方案三：应变片粘贴方式见图 11图 11 题 2 应变片贴片位置示意图将 应变片接入 1/4 电桥， 作为温度补偿片，见图 12，可测得： 图 121RTR1RFEbh将 、 应变片按半桥接入电桥，见图 13，可测得 ， 21 21R10而： ，将 带入，可得偏心距2126MzRbheFWE 1RFEbhe图 13 图 14题 2 方案四：应变
13、片粘贴方式见图 11将 应变片接入 1/4 电桥， 作为温度补偿片，见图 14，可测得： 1RTR（1）1RFEbh将 、 应变片按半桥接入电桥，见图 12，可测得 ，24 24duR而： （2）24266MzRbhWbhe EFF将（1）带入（2） ，可得偏心距 。 e题 2 方案五：将 应变片作为工作片接入 1/4 电桥， 作为温度补偿片，可测得： 1RTR1RFEbh将 应变片作为工作片接入 1/4 电桥， 作为温度补偿片，可测得 ，2 T 2R而： ，将2 2266MzRRWFbhFbhe EF带入，可得偏心距 。1RFEbh e11题 2 方案六：将 应变片作为工作片接入 1/4 电
14、桥， 作为温度补偿片，可测得 ，RTR2R而： （1）221zFeEWbh将 应变片接入 1/4 电桥， 作为温度补偿片，可测得 ，4 T 4R而： （2）241Rzebh将（1）+（2）可得 ， （1）（2）并将 带入可得偏心距 。FFe题 3：图 15 所示为一矩形截面构件，受一对偏心拉力 F 作用，已知构件截面尺寸为： ,材bh料的弹性模量为 ，泊松比为 ，欲采用电阻应变片测量方法测出偏心拉力 及偏心位EF置 ，试给出构件测试方案和 、 计算表达式。zy、 zy、图 1512图 16题 3 方案一：应变片粘贴方式见图 16将 、 、 和 及 、 、 和 均作为工作片按全桥桥串联联结，见图
15、 6，可1R2345R678测得： 1537264813571duRRRRRR从而平均应变 14dum所以， （1）14duFbhEbh将 、 、 和 及 、 、 和 均作为工作片按全桥桥串联联结，见图 17，1R2345R678可测得： 1234567813572 1duRRRRRR（2）135721du图 1713而： （3）132zMRzFyEW（4）57yRy将 、 、 和 均作为工作片按全桥联结，见图 9，可测得：12341234133duRRR而： （5）13223661zM duWbhbhyEEFF 将（3） 、 （4）带入（2） ，再与（1） 、 （5）联立求解可得偏心位置 。
16、yz、题 3 方案二：应变片粘贴方式见图 16将 、 、 和 及 、 、 和 均作为工作片按全桥串联联结，见图 6，可测1R2345R678得： 1537264813571duRRRRRR从而平均应变 14dum所以， （1）14duFbhEbh将 、 、 和 及 、 、 和 均作为工作片按全桥串联联结，见图 17，可1R2345R678测得： 1234567813572 1duRRRRRR（2）135721du而： （3）13zMRzFyEW14（4）572yMRyFzEW将 、 、 和 均作为工作片按半桥联结，见图 18，可测得：12341234133duRRR图 18而： （5）1322
17、3661zM duRWbhbhyEEFF 将（3） 、 （4）带入（2） ，再与（1） 、 （5）联立求解可得偏心位置 。yz、题 3 方案三：应变片粘贴方式见图 16将 、 、 和 及 、 、 和 均作为工作片按全桥桥串联联结，见图 6，可1R2345R678测得： 1537264813571duRRRRRR从而平均应变 14dum所以， （1）14duFbhEbh将 、 、 和 均作为工作片按半桥串联联结，见图 19，可测得：5R678（2）5678572 1duRRR15图 19而： （3）572261yMduRWEbhbhzEFFF 将 、 、 和 均作为工作片按半桥串联联结，见图 1
18、8，可测得：1R234（4）1234133duRRR图 18而： （5）13223661zM duRWbhbhyEEFF 将（1）分别带入（3） 、 （5）可得偏心位置 。yz、题 3 方案四：应变片粘贴方式见图 20将 、 应变片按半桥接入电桥，可测得1R3（1）311 221yMyduR FzEWhb 将 、 应变片按半桥接入电桥，可测得24（2）24 221zMzduR yEEbh16图 20 题 3 应变片贴片示意图将 应变片按 1/4 桥接入电桥， 作为温度补偿片，可测得2RTR（3）22311Rzdu zMFyFEWbhEbh将（2） 、 （3）联立求解，可得 、 ，y再将 带入（
19、1）可得Fz题 3 方案五：将 应变片按 1/4 桥接入电桥， 作为温度补偿片，可测得1RTR（1）11 1Rydu yMFzFEWbhEbh将 应变片按 1/4 桥接入电桥， 作为温度补偿片，可测得2 T（2）2211Rzdu zFyFEbhEbh将 应变片按 1/4 桥接入电桥， 作为温度补偿片，可测得3RT（3）3311Rydu yMzWbhbh将（1） 、 （3）相加可得 ， （1） 、 （3）相减并带入 可得 ，将 带入（2）可得 。FFy17题 4图 21 为一压力容器罐示意图，试问怎样从表面一点处测量某一方向的正应变，来推知容器壁厚 ？已知：容器所受内压 ，平均直径为 ,容器罐的
20、弹性模量为 ，泊松比为 。t pDE图 21 压力容器罐示意图 图 22题 4 方案一：过图 22 所示单元体沿 1 方向贴一应变片，将此应变片按 1/4 桥接入电桥，另选一应变片贴在压力容器罐的不受力处作为温度补偿片（如图 22 中的 3 位置处） ，可测得 1由于 ，24Dpt2pt1124DpEttEt所以， 24pt题 4 方案二：过图 22 所示单元体沿 1 和 2 方向上各贴一应变片，将此二应变片均作为工作片按半桥接入电桥，温度互相补偿，可测得 ，由于 ，4Dptpt12E21即： 1214DppEtEt所以， 14DptE18题 4 方案三：过图 22 所示单元体沿 1、2 方向
21、的 45 度角平分线方向贴一应变片，将此应变片按 1/4 桥接入电桥，另选一应变片贴在压力容器罐的不受力处作为温度补偿片（如图 22 中的 3 位置处），可测得 45由于 ，2Dpt12pt（1）45112cos90sin由虎克定律：（2）2E（3）12将（2）+（3）带入（1）得： 4512148DppEEttEt 所以， 4538Dpt题 4 方案四：过图 22 所示单元体沿 2 方向贴一应变片，将此应变片按 1/4 桥接入电桥，另选一应变片贴在压力容器罐的不受力处作为温度补偿片（如图 22 中的 3 位置处） ，可测得 2由于 ，4Dpt1pt2 1424DpEttEt所以， 14pt题
22、 5图 23 所示截面为圆形的刚架结构，在端点 H 处受一与刚架平面相垂直的力 ，已知 、Fa19及截面直径 ，问通过怎样的应变片布局和电测方案能测量出所有各段的内力，并能画Fd出内力图。图 23题 6在一连续梁上作用有与之相连构件产生的横向载荷 如图 7 所示，已知连续梁的横截面为F矩形截面，面积为 ，梁的弹性模量为 ，泊松比为 。试问用怎样的贴片方案及bhE电桥设计来测出作用力 ？给出计算表达式。F20题 7 对于铸铁材料，通过怎样的实验能说明铸铁的压缩屈服极限 、剪切屈服极限 和拉伸css屈服极限 三者的关系？ts题 7 答案：（1） 根据铸铁的压缩实验及端口破坏形式说明 cs（2） 根
23、据铸铁的扭转实验及端口破坏形式说明 st所以， csts题 8 对于低碳钢材料，通过怎样的实验能说明低碳钢的拉伸屈服极限 和剪切屈服极限 的ss关系？题 8 答案：低碳钢圆轴扭转时，横截面上的剪应力 及与横截面成 方向的拉、压应力都相同，均45为 ，扭断时端口沿横截面，说明横截面上的剪应力首先达到屈服 ，即 ss题 9图示为低碳钢材料的拉伸曲线图，请指出图示中的上屈服强度和下屈服强度分别为： (A). a 和 b(B). c 和 b(C). a 和 d(D). c 和 d题 9 答案：（C）21题 10 图示为低碳钢材料的拉伸曲线图，请分别给出：（1） 断后伸长率（2） 断裂总伸长率（3） 最
24、大力伸长率（4） 最大力非比例伸长率题 10 答案：（1） A（2） t（3） gt（4） A31） 拉伸实验时，对圆截面试样，直径 为 ，则其标距 下列取法不正确的是（C）dm10lA： B： C：m501052）测弹性模量 E，使用球铰式引伸仪，读数表为千分表，其放大系数为多少？ （C）A：500 B：1000 C：20003）用惠斯登电桥测量纯弯曲梁应变时，当温度补偿应变片所贴的构件材料的线膨胀系数小于被测梁的线膨胀系数时，应变测量结果与真实结果（A） 。A：偏大 B：偏小 C：一致4）用惠斯登电桥测量纯弯曲梁应变时，当温度补偿应变片的灵敏度高于被测量梁上贴的应变片灵敏度时，应变测量结果
25、与真实结果（B） 。A：偏大 B：偏小 C：一致5）有材料拉伸实验中下列说明不正确的是（A 和 B）A没有屈服阶段的材料不属于塑性材料。B只有弹性阶段和强化阶段，没有屈服阶段和局部变形阶段的材料不属于塑性材料。C对没有明显屈服极限的塑性材料，用 来作为屈服指标。2.06）低碳钢试样拉伸实验时下列描述错误的是（A 和 B）A：通常就把上屈服极限称为屈服极限或屈服点，用 来表示。 sB：屈服现象的出现与横截面上最大正应力有直接关系。 C：表面磨光的低碳钢试样屈服时，表面将出现与轴线大致成 倾角的条纹。 457）图示为三种材料的应力应变曲线，则：弹性模量最大的材料是（A） ；强度最高的材料是（A）
26、；塑性性能最好的材料是（ C） 。22A BC8）低碳钢的拉伸应力应变曲线如图所示，若加载至 C 点，然后卸载，则应力回到零值的路径是沿（C）A：曲线 cbao; B：曲线 cbf(bfoa);C：曲线 ce(ceoa);D：曲线 cd(cdo);9)直径为 的圆截面杆承受处力偶矩 ，测deM得该杆表面与纵线成 45 方向上的线应变为 （如 图所示） ，则些材料的剪切弹性模量 G 为（B）A： B： C：34Me38de解： ，即：12d245cos0所以 38dGe10）设 和 分别为轴向受力杆的轴向线应变和横向线应变, 为材料的泊松比,则下面结论正确的是( C)A： ， B： ， C： ，
27、 D： ，231、在线弹性范围内，材料在拉伸和压缩过程中，_。(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、低碳钢试棒拉伸破坏后，标距由 100mm 变为 130mm，直径由 10mm 变为 7mm。其泊松比 为_。(A) (B) (C) 1.013710371037(D)以上算法都不对3、电测 E 和 的实验，测得 ， ，则该试件泊松比为 21 42_. (A) (B) (C) (D) 33314、低碳钢试棒破坏的两种断口 a、b 如图所示，它们_。(a) (b)(A) a 为拉伸破坏，b 为扭转破坏。 (B) a 为扭转破坏, b 为拉
28、伸破坏。(C)a、b 均为拉伸破坏 (D)a、b 均为扭转破坏5、低碳钢试棒扭转破坏是_(A)沿横截拉断 (B)沿横截剪断 (C) 沿 45 度螺旋面拉断(D)沿 45 度螺旋面剪断6、铸铁试件扭转破坏是_(A)沿横截拉断 (B) 沿横截剪断 (C) 沿 45 度螺旋面拉断(D)沿 45 度螺旋面剪断7、低碳钢抗拉能力_抗剪能力。8、铸铁钢抗拉能力_抗剪能力。9、铸铁压缩受_ 应力破坏。10.简述液压万能试验机操作顺序和要领。11.在电阻应变测量应变时、在测量电路中接入补偿电阻应变片。补偿电阻应变片起什么作用?1.C 2.D 3.C 4.A 5.B 6.C 7.大于 8.小于 9.剪应力10.
29、简述液压万能试验机操作顺序和要领。24答：（1）操作步骤1、检查送油阀和回油阀门是否处于关闭位置；检查夹头的类型和规格是否与试件相匹配；检查保险开关是否有效。2、根据估计的最大载荷 Pmax 选择适当的力值量程，并换好对应的摆锤。3、调节机器零位。加载前，测力指针应指在度盘上的“零”点，否则必须加以调整。调整时，先开动油泵，将活动平台升起 510mm 左右，然后调整摆杆上的平衡铊，使摆杆保持铅直位置，再转动水平齿杆使指针对准“零” 点。4、安装试件。拉伸试件如果空间不够，则须调整拉伸空间，在空载的情况下，用调位电机调节下夹头的位置。5、拨回随动指针与测力指针靠拢，使绘图装置纸笔就位，笔要处于零
30、线位置，且保持适当压力。6、开动油泵电动机数分钟，检查运转是否正常。然后缓缓打开送油阀，慢速加载试验，读取试验数据。7、实验完毕，关闭送油阀，并立即停机，脱开绘图装置纸笔，然后取下被破坏的试件。缓缓打开回油阀，将油液泄回油箱，最后将一切机构复原，并清理机器。（2）操作要领1、试验前，一定要给油缸里充一些油，使活动平台上升少许，以消除自重。2、指针调零时，拧动水平齿杆要小心。不许抬压，以免机构滑扣，毁坏精密丝扣和细牙轮。3、拉伸试件夹紧后，不得再调整下夹头的位置，同时也不能调整测力指针到零。4、不准用调位电机对试件施行加载和卸载。升、降方向不能直接变换，必须按停止按钮后再进行变换。5、开启油泵前
31、，送油阀和回油阀一定要置于关闭位置，加载、卸载和回油均应缓慢进行。严防送油阀开得过大，测力指针走得太快，致使试件受到冲击作用。6、机器开动后，操作不得擅自离开控制台，且注意力要集中，以免发安全事故。7、实验时不得触动摆锤，以免影响读数的准确。8、在实验过程中，如果听到异常声音或发生故障应立即停机，进行检查和修理。11、在电阻应变测量应变时，在测量电路中接入补偿电阻应变片。补偿电阻应变片起什么作用?答：补偿电阻应变片是消除温度影响所产生的附加应变。粘贴在构件上的应变片，其电阻值一方面随构件变形而变化，另一方面，当环境温度变化时，应变片丝栅的电阻值也将随温度改变而变化。这种因环境温度变化引起的应变
32、片电阻值变化，是虚假应变，会带来很大的误差，必须消除温度变化的影响。4一、机械性能测试试验(50 分，每题 10 分)1某塑性材料拉伸试验采用的圆截面试样，直径 10mm，标距 100mm。在线弹性阶25段，10kN 载荷作用下，测得试样 50mm(引伸计夹角间距离)伸长 0.0318mm。继续拉伸时测得下屈服极限载荷为 22.8kN，最大载荷为 34.0kN，破坏后的标距长 131.24mm，破坏部分的最小直径为 6.46mm。试求解及回答：1)这种材料的 E、 s、 b、 、 。另外该材料是什么方式失效？导致失效的是什么应力？2)当载荷达到 22kN 时产生 0.04 的应变，此时对应的弹
33、性应变和塑性应变各为多少？答：1) ， ，GPa3.20lAFMPa290sAFPa435bAF，%.11 %.81屈服失效，与轴线成 45o 面上的最大切应力。2) ，027.eEAF 0387.ep2简述低碳钢拉伸的冷作硬化现象，其对材料的力学性能有何影响？答：低碳钢拉伸强化阶段卸载时，应力应变关系保持与线弹性阶段平行。它提高了材料的比例极限(提高了弹性范围 )，降低了塑性变形。3某材料采进行扭转试验，圆截面试样表面抛光，直径 10mm，在开始阶段，每隔10N.m，标距 100mm 内测得相对扭转角分别为 o/m、 o/m、2106.2108.和 。发现在 43.0N.m 处，试样表面出现
34、轴向线与横向线网格，且扭转2105.2104.图曲线出现平台，继续加载，在 98.4N.m 处试样断裂。试回答及求解：1)该材料扭转失效方式是什么？试样表面网格是如何产生的？最后的断面应该如何？2)根据给定试验数据求出其相关力学参量。答：1)该材料扭转失效方式是屈服，表面的网格是横截面和纵截面上的最大切应力产生。最后的断面是横截面。2) ， ，GPa0.81pITl MPa219psWT Pa50pbWT4低碳钢和灰铸铁扭转断裂时横截面真实切应力分布是否有区别，为什么？答：低碳钢是塑性材料，有屈服现象，在屈服阶段之后，其扭转角增加很快，承担的扭矩增加很小，即扭转图近似一直线，因此整个横截面切应
35、力趋向于相同大小。铸铁扭转破坏之前塑性变形很小，所以近似按线弹性假设，认为横截面切应力与点到圆心距离呈正比。5扭转试验计算极惯性矩和抗扭截面系数对测量圆轴直径要求是否一样？答：不一样，极惯性矩是取标距和中间三个截面平均直径的平均值计算，抗扭截面系数是取标距和中间三个截面平均直径的最小值计算。二、电测试验(50 分，每题 10 分)261已知图 1 所示薄壁圆筒受内压 p 和扭矩 T 作用，其平均直径 D，壁厚 t(D/10)，弹性模量 E，泊松比 均已知，在圆筒外壁沿轴向和周向粘贴两垂直应变片 R1 和 R2，若另外再给两个不受力的补偿片 R3 和 R4，试给出：1)全桥接法测量内压 p 的接
36、桥电路。2)p 与测量值 d 的理论关系。3)如果想用半桥测量扭矩 T 大小，该如何贴片和接桥，并给出相关求解公式。答：1)布片图如图 1a2) ，caR21d tpDtca24， dd313)( EpEEcaca 3)沿与轴线夹 布片 R1 和 R2(R1 沿-45 o 方向)，接半桥( 图 1b)所示)o45，4521dR 2dd4545 12)( DTEcaca d21EtDT2图 2 所示矩形截面悬臂梁，材料弹性模量 E 已知，自由端受横向力 F1 和轴向力 F2共同作用，梁上粘贴 4 个水平方向应变片，已知相关几何参数梁高 h，宽 b，两处距离 a，试给出：1)用全桥接法给出测量 F
37、1 的接桥电路及相应求解过程。2)如另外增加两个补偿片 R5 和 R6，给出测量F2 的接桥电路及相应的求解过程。答：1)桥路如图 2a 所示。 d11113421 22)()( aEWFEWaxFxWaFE zzzzzRRd 2)取 R1、R 3(或 R2、R 4)与 R5、R 6 按图 2b)接桥T Tp图 1R1R2b图 2 ahF1R1F2R2R3 R4R2RR1ABDCR2R1ABDCR3R4图 1a)R图 1b)27d21d3 EAFR3上题中如果只用一个应变片测量 F1，试给出布片方案和计算公式。答：1)在梁任意界面 h/2(中性层 )处沿 45o 方向布片。2) bE1(23d
38、4给出电测法求图示梁端面 A 转角的布片方案和接桥电路，并给出转角表达式。答：1)在梁上下表面任意位置沿纵向各布一个应变片，将两个应变片按标准半桥接桥。2) d)(hlhl下上5弯扭组合实验装置及应变计分布如图 2a)所示。A、B 两点各粘贴一个 45o3 应变花，其中 R2、R 5 沿轴线方向，将 A 点 R3 和 B 点 R4 应变计分别接 1/4 桥，测得其应变值分别为 及 ，试给出扭矩和剪力分别产生的横截面切应力的计算公式(已知材料的 E、 )。34答：1) )()12)1(2 133 RTRT EE 2) (QQR4R1ABDCR2R3图 2a)R3R1ABDCR5R6图 2b)hF
39、lAR1FAB A BAR3 BR4R6R2R52851、已知某低碳钢材料的屈服极限为 ，单向受拉，在力 F 作用下，横截面上的轴向线应s变为 ，正应力为 ，且 ；当拉力 F 卸去后，横截面上轴向线应变为 。问此低 2碳钢的弹性模量 E 是多少？ 122、在材料的拉伸试验中，对于没有明显的屈服阶段的材料，以 作为屈服极限（产生 0.2%的塑性应变时的应力 or 条件屈服极限 or 名义屈服极限 or 0.2 ）3、简述低碳钢和铸铁两种材料拉伸试验曲线的异同，并分别说明表征这两种材料力学性能的材料指标。低碳钢拉伸试验曲线可以分为四个阶段，即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段，从低碳钢拉伸试验
40、曲线上，可以确定材料的比例极限、弹性极限、屈服极限和强度极限。而铸铁拉伸试验上没有明显的直线段，材料不服从胡克定律，没有屈服阶段，变形很小，只有唯一的强度指标 b。 4、对同一材料的共 6 个标准试件，通过拉伸试验分别测得其断裂强度为 470MPa, 480MPa, 465MPa, 380MPa, 485MPa, 475MPa. 通过平均法得到该材料的断裂强度为 （475MPa，应该去掉有明显偏差的数据后再取平均值）5、在对实验结果的一元线性回归分析中， （A ）确定的回归方程偏差最小。 A、 最小二乘法 B、 端值法 C、 平均法6、如指定有效位数为 3，则实验数据 10.45(+)、10.
41、35、9.565(-)、-9.575 的修约结果分别为 10.5 、 10.4 、 9.56 、 -9.58 。7、根据下列二种受力状态、贴片方式和要求的量测项目，分别画出桥路图，并给出电阻应变仪读数 r与实际所测应变 的关系。（a）测轴力应变 （b）测弯曲应变R1 R2R1R2BA CR1 R2 r=（1+）BA CR2 R1 r=2298、简述电阻应变计的粘贴贴步骤。（1）电阻应变计阻值筛选、外观检查（2）拟粘贴测点的、表面磨光、定位、清洗（3）贴片（4）固化（5）测量导线焊接、固定（6）检查：粘贴质量检查，短路、断路、绝缘电阻等检查（7）电阻应变计的防护9、两输电铁塔间的线路会因气温的变
42、化而引起导线的垂度发生变化，从而对铁塔的拉力也会随温度而变化，现想在不中断供电的情况下测出铁塔间输电导线中的拉力，请用理论力学汇交力系平衡的原理设计出一个拉力测定装置。10、试根据电阻应变测试原理，设计一个液体压力传感器。等等类似装置R2铜质盲管液体入口R1BA CR1 R2铜质盲管液体入口R1R2簧片测力、位移计3061. 随机误差大都服从正态分布，它会随着测量次数的增加而降低。2. 1=10-6 3. 在应变电桥中，按应变片在桥臂中的数量，电桥的接线方法分为半桥和全桥接线法。其中，半桥接线法在实际测量时，又分为两种情况：单臂测量和半桥（或双臂）测量。4. 测量系统的输出与输入变化量之比称为测量系统的灵敏度。5. 如图所示为低碳钢的 - 曲线。与 a 点对应的应力称为 比例极限，与屈服阶段 b 点对应的应力称为 屈服极限 ，与最高点 c 相对应的应力称为 强度极限 。6. 三根不同材料的拉伸试件，所得的 - 曲线如图所示，则塑性最好的是杆 3 ，刚度最好的是杆 1 ，强度最好的是杆 2 。7. 通常对标准差进行点估计的方法有贝塞尔方法、无偏估计法、极大似然法、极差法和最大残差法。
