钢筋混凝土材料的力学性能试题及答案

第一章 钢筋混凝土的材料力学性能

一、填空题：

1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。

2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。

3、混凝土的强度等级是按 划分的，共分为 级。

4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点

的钢筋，通常称它们为 和 。

5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。

6、HPB235、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。

7、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名

义屈服点，称为 。

8、对于有明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 、

等四项。

9、对于无明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 等三项。

10、钢筋和混凝土是两种不同的材料，它们之间能够很好地共同工作是因

为 、 、 。

11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。其

中 最大。

12、混凝土的极限压应变cu ε包括 和 两部分， 部分越

大，表明变形能力越 ， 越好。

13、钢筋冷加工的方法有 、 、 三种。

14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。

15、钢筋的屈强比是指 ，反映 。

二、判断题：

1、规范中，混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。（ ）

2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。（ ）

3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为

0.95。（ ）

4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为

1.05。（ ）

5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。（ ）

6、对任何类型钢筋，其抗压强度设计值y y f f '=。（ ）

7、钢筋应在焊接前冷拉。（ ）

8、混凝土的收缩和徐变对钢筋混凝土结构都是有害的。（）

9、冷拉后的钢筋不可以作受压钢筋。（）

10、钢材的含C量越大，钢材的强度越高，因此在建筑结构选钢材时，应选用含C 量较高的钢筋。（）

三、单项选择题：

1、混凝土极限压应变值随混凝土强度等级的提高而（）。

A增大B减小C不变D视钢筋级别而定

2、混凝土延性随混凝土强度等级的提高而（）。

A增大B减小C不变D视钢筋级别而定

3、同强度等级的混凝土延性随加荷速度的提高而（）。

A增大B减小C不变D视钢筋级别而定

4、地上放置一块钢筋混凝土板，在养护过程中表面出现微细裂缝，其原因是（）。

A混凝土徐变变形的结果B混凝土收缩变形的结果C混凝土与钢筋产生热胀冷缩差异变形的结果D是收缩与徐变共同作用的结果

5、钢筋经冷拉后（）。

A屈服强度提高但塑性降低B屈服强度提高但塑性不变C屈服强度提高且塑性也提高D强度与塑性均降低

6、冷拉钢筋只能做（）。

A受压钢筋 B 没有限制C受拉钢筋D架立筋

7、混凝土的强度等级是按（）划分的。

A轴心抗压强度B轴心抗拉强度C立方体抗压强度D没有统一规定

8、建筑工地和预制构件厂经常检验钢筋的力学性能指标，下列4个指标中，（）不能通过钢筋拉伸实验来检验？

A屈服强度B极限强度C冷弯特性D伸长率

9、以下关于混凝土收缩的论述（）不正确？

A混凝土水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大B骨料所占体积越大，级配越好，收缩越大C在高温高湿条件下，养护越好，收缩越小D在高温、干燥的使用环境下，收缩大

10、当建筑采用混凝土结构，下列材料选择中（）有错误？

A钢筋混凝土结构的混凝土不应低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土不宜低于C20 B当采用HRB400和RRB400级钢筋时，及重复荷载时，混凝土不得低于C25 C预应力混凝土结构的混凝土强度等级不低于C30 D当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力筋时，混凝土不宜低于C40

四、简答题

1、什么是混凝土结构？包括哪几种类型?

2、什么是素混凝土结构？其特点及应用情况如何?

3、什么是钢筋混凝土结构

4、什么是劲性钢筋混凝土结构？其特点如何?

5、什么是预应力钢筋混凝土结构？

6、钢筋混凝土的主要有哪些主要优缺点？

7、为什么说混凝土结构已经成为世界各国占主导地位的结构？

8、混凝土在构造上有什么特点？

9、什么叫混凝土立方强度？规范规定以什么强度作为混凝土强度等级指标？

10、测定混凝土立方强度的标准试块的尺寸为多少？工程上还有哪两种尺寸？如何进行换算的？

11、C30含义是什么？

12、《混凝土规范》中混凝土强度等级是按什么划分的？分几个等级？

13、为什么采用混凝土立方体抗压强度作为划分混凝土强度的主要标准？

14、混凝土的泊松比系数为多少？什么情况下采用？

15、何谓混凝土收缩、膨胀？对结构有什么危害？有哪些措施可避免或减少？

16、什么叫混凝土的徐变？产生的原因？有哪些因素影响？对结构的影响如何？

17、混凝土的延性？对结构有何影响？影响混凝土延性的因素有哪些？工程上是如何考虑的？

18、钢筋按化学成分的不同，分为哪几种形式？含C量对钢材强度有何影响？

19、钢筋按其加工工艺、外形、力学性能的不同可分为哪几种形式？

20、热轧钢筋根据其强度的高低分哪几个级别？各级钢筋的代表符号是怎样的？

21、什么是冷轧带肋钢筋？其性能如何？如何分级的？各适用于什么情况？

22、何为钢绞线？有何作用？

23、什么是冷轧扭钢筋？

24、有明显屈服点的钢筋为什么采用屈服强度作为钢筋强度的标准值？

25、什么是条件屈服强度？

26、什么是钢筋的屈强比？它反映了什么问题？

27、什么叫伸长率？它反映钢材哪方面的性能？如何表示？

28、什么叫冷弯性能？它反映钢筋的什么性能？

29、施工现场检验钢筋的质量主要有哪几项指标？

30、什么叫冷拉？什么叫冷拉时效？

31、冷拉钢筋的作用是什么？

32、使用冷拉后的钢筋应有哪些注意事项？

33、需要焊接的钢筋为什么要先焊接后冷拉？

34、什么叫钢筋的冷拔？

35、混凝土结构对钢筋性能的要求有哪些？

36、钢筋与混凝土是两种性质不同的材料为什么能共同工作？

37、钢筋和混凝土之间的粘结力是如何产生的？

38、保证钢筋与混凝土之间粘结力的措施？

39、钢筋的锚固长度如何计算？

40、为什么伸入支座的受力钢筋要有一定的锚固长度？钢筋在绑扎搭接时，为什么要有足够的搭接长度？

41、实际工程中如果伸入支座钢筋的锚固长度不够时，应采取什么措施？

42、光面的钢筋为什么要做弯钩？一个钢筋弯钩增加长度是多少？

43、《混凝土结构设计规范》对钢筋和混凝土材料的选择有何规定？

44、钢筋常用直径是多少？工程设计中如何选择钢筋直径？

45、钢筋为什么需要连接？有哪两种连接方式？

46、如何选择钢筋的连接方式？

47、实际工程中，如何确定受力钢筋接头的位置？

48、受力钢筋连接中，什么情况属于同一连接区段：

49、同一构件位于同一受力区段内相邻受力筋钢筋绑扎搭接接头连接长度有何要求？为什么要做要求？

50、同一构件位于同一受力区段内相邻受力筋钢筋接头的百分率有何要求？

51、在纵向受力钢筋搭接长度范围内，对箍筋的设置做何要求？

第一章参考答案

一、填空题：

1、立方强度

2、边长为150mm的立方体

3、立方强度14个等级

4、软钢硬钢

5、光面钢筋变形钢筋

6、φ

7、%

ε条件屈服强度

=

2.0

8、屈服强度

f极限抗拉强度f t塑性性能冷弯性能

y

9、极限抗拉强度f t塑性性能冷弯性能

10、钢筋和混凝土之间存在粘结力钢筋与混凝土材料的线膨胀系数接近混凝土能裹住钢筋

11、化学胶着力摩擦力机械咬合力机械咬合力

12、弹性应变塑性应变塑性强延性

13、冷拉冷拔冷轧

14、屈服强度

15、钢筋的屈服强度与极限抗拉强度之比结构可靠性的潜力（安全储备）

二、判断题：

1、×

2、×

3、∨

4、∨

5、∨

6、×

7、×

8、∨

9、∨10、×

三、单项选择题：

1、B

2、B

3、B

4、B

5、A

6、C

7、C

8、C

9、B 10、B

四、简答题：

1、以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝土结构。

包括：素混凝土结构、钢筋混凝土结构、劲性钢筋混凝土结构、预应力钢筋混凝土结构等。

2、是指由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构。

由于这种结构的承载能力低、性质脆、易开裂、破坏前无预兆，在建筑工程中，一般只将用作基础的垫层或室内外地坪，很少将其做成主要受力构件。

3、是指由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。

4、混凝土结构不但可以采用圆钢筋配筋，而且可以采用角钢、槽钢、工字钢、钢管等型钢或用钢板焊接成型钢形式的钢材配筋。由于型钢或用钢板焊接成的型钢刚度比圆钢筋大，因此将这种钢筋称为劲性钢筋，将用这种钢筋做成的混凝土结构称为劲性钢筋混凝土结构。

（我国有时也将这种结构称为“型钢混凝土结构”。日本称其为“钢骨混凝土结构”。英、美等国称其为“钢-钢筋混凝土结构”或“外包混凝土的钢结构”。）劲性钢筋混凝土结构具有承载力大、抗震性能好和施工方便等优点，在日本应用得较为普遍。由于劲性钢筋混凝土结构的钢材用量比普通钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构多，因此，我国以往较少采用这种结构。近20年来，随着高层建筑和大跨度结构的发展，考虑到抗震的要求，有一部分高层建筑和大跨度结构全部或部分地采用了劲性钢筋混凝土结构。

5、预应力混凝土结构是在结构受荷前，在其可能开裂的部位（受拉区），预先人为地施加压应力，以抵消或减少外荷载产生的拉应力，使构件在正常使用荷载下下开裂或者裂缝开得晚些、裂缝开展的宽度小一些的结构。

6、钢筋混凝土结构除了比素混凝土结构具有较高的承载力和较好的受力性能以外，与其他结构相比还具有下列特点：

主要优点有：

（1）取材容易：

混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。另外，还可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废料。

（2）合理用材：

钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋和混凝土两种材料的性能，与钢结构相比，可以降低造价。

（3）耐久性：

密实的混凝土有较高的强度，同时由于钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，维修费用也很少，所以钢筋混凝土结构的耐久性比较好（混凝土碳化、冻融、氯离子、碱骨料反应、密实性等因素）。

（4）耐火性：

混凝土包裹在钢筋外面，火灾时钢筋不会很快达到软化温度而导致结构整体破坏（不会像木结构那样燃烧，也不会像钢结构那样很快达到软化温度而破坏）。与裸露的木结构、钢结构相比耐火性要好。

（5）可模性好：

根据需要，可以较容易地浇筑成各种形状和尺寸的钢筋混凝土结构。

（6）整体性：

整浇或装配整体式钢筋混凝土结构有很好的整体性，刚度大，又具有较好的延性，有利于抗震、抵抗振动和爆炸冲击波。

其主要缺点有：

（1）自重大（普通钢筋混凝土比重3

KN）：

25m

/

这对于大跨度结构、高层建筑结构及抗震不利，也给运输和施工吊装带来困难。

（2）抗裂性较差：

混凝土的抗拉强度非常低，因此受拉和受弯等构件在正常使用时往往带裂缝工作，尽管裂缝的存在并不一定意味着结构发生破坏，但是它影响结构耐久性和美观。当裂缝数量较我和开展较宽时，还将给人造成一种不安全感。同时对一些不允许出现裂缝或对缝宽度有严格限制的结构，要满足这些要求就需要提高工程造价。

（3）性质脆：

混凝土有脆性随着混凝土强度等级的提高而加大。

（4）隔热隔声性能也较差。

（5）施工时费工大、模板用料多、施工周期长，施工还要受到气候的限制。

7、与钢结构、木结构以及砌体结构相比，混凝土结构出现得较晚，但是由于它具有许多其他结构无法相比的优点，所以在建筑领域发展得很快。即使在以往钢结构占主导地位的超高层建筑中，也正在逐步地为混凝土结构或钢-混凝土结构所取代。目前，混凝土结构在许多领域中都已经取代其他结构，成为世界各国占主导地位的结构。随着建设事业的不断发展，混凝土结构在土木建筑工程中所占的比重将会越来越大。

8、普通混凝土是由水泥、砂、石和水组成。在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，包裹在骨料表面并填充其空隙。水泥浆在硬化前起润滑作用，赋予拌和物一定和和易性，便于施工。水泥浆硬化后将骨料胶结成一个坚实的整体。

混凝土在构造上有下面几个主要特点：

（1）水泥水化所需要的水，远小于混凝土施工时和易性所要求的水。因此，拌和在混凝土中的水在混凝土硬化后，一部分和水泥消化，一部分残留在混凝土内，一部分挥发空气中使混凝土形成许多微细的空隙。所以，混凝土是一种多空隙、不均匀的物体；

（2）水泥水化的过程可能要延续几个月、几年或几十年，因此，混凝土的硬结过程也很长，混凝土的许多物理和力学性能需要延续一段较长的时间才能趋于稳定；

（3）混凝土在空气中结硬时，水泥石产生收缩。当水泥石收缩较大时，在骨料与水泥石的粘结面以及水泥石内部有可能产生许多细微的裂缝。

9、按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体试块，在28天龄期用标准试验

方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为立方体抗压标准强度，以k cu f ,表示。

规范规定以混凝土立方强度作为混凝土强度等级指标。

10、标准试块尺寸为：边长为150mm 的立方体，工程上还有用边长为100mm 或边

长200mm 的立方体试块。

由于试件的尺寸效应，需将非标准试块实测值乘以换算系数转换成标准试件的立方

体抗压强度标准值，其换算关系为：

)100(95.0)150(,,k cu k cu f f =

)200(05.1)150(,,k cu k cu f f =

11、C30表示混凝土立方体抗压强度的标准值为302/mm N 。

12、是按混凝土立方强度划分的，是衡量混凝土强度大小的基本指标，也是评价混

凝土等级的标准。分14个等级（C15~C80）。

13、（1）混凝土是一种很好的抗压材料，在混凝土结构中主要用于承受压力，以混

凝土立方体抗压强度作为划分混凝土的主要标准，可以较好地反映混凝土的主要受力特

征。

（2）混凝土的其他力学性能，如轴心抗压强度和轴心抗拉强度等，都与混凝土立方

体抗压强度有一定的关系。

（3）立方体抗压试验最简单，结果最稳定。

14、混凝土横向应变与纵向应变之比即混凝土的泊松比，在钢筋混凝土板、壳结构

计算时，常需用到混凝土的泊松系数（泊松比ν）。

实用上常取6.0=ν或61

=ν。

15、（1）混凝土的收缩与膨胀：混凝土在空气中的结构结硬时，体积会收缩；在水

中结硬时，体积会膨胀，一般收缩值比膨胀值要大得多。

（2）收缩对钢筋混凝土的危害很大。对一般构件来说，收缩会引起初应力，甚至产

生早期裂缝，因为钢筋的存在企图阻止混凝土的收缩，这样将使钢筋受压，混凝土受拉，当拉应力过大时，混凝土便出现裂缝。此

件产生预应力损失。

（3）减少混凝土收缩裂缝的措施有：

①加强混凝土的早期养护；

②减少水灰比；

③提高水泥标号，减少水泥用量；

④加强混凝土密实振捣；

⑤选择弹性模量大的骨料；

⑥在构造上设置伸缩缝、设置施工后浇带、配置一定数量的构造筋等。

16、（1）徐变是指混凝土在长期不变荷载的作用下，应变随时间持续增长的现象。

（2）产生原因：

①混凝土受荷后产生的水泥胶体粘性流动要持续比较长的时间，所以混凝土棱柱体在不变荷载作用下，这种粘性流动还要继续发展；

②混凝土内部微裂缝在荷载长期作用下将继续发展和增加，从而引起裂缝的增长。

（3）影响徐变的因素：

①内在因素：混凝土组成配合比是影响徐变的内在因素。骨料的弹性模量越大、骨料的体积比越大，徐变就越小。水灰比越小，徐变也越小；

②环境影响：养护及使用条件下的温度、温度是影响徐变的环境因素。受荷前养护的温度、湿度越高，水泥水化作用越充分，徐变就越小，蒸汽养护可使徐变减少约20%~25%。试件受荷后所处使用环境的温度越高、湿度越低，徐变就越大。因此高温干燥环境将使徐变显著增大；

③应力条件：包括施加初应力的水平和加荷时混凝土的龄期，是影响徐变的重要因素。加荷时试件的龄期越长，混凝土中结晶体的比例越大，胶体的粘性流动就越小，徐变也越小。加荷龄期相同时，初应力越大，徐变也越大。

（4）对结构的危害：混凝土的徐变对钢筋混凝土构件的受力性能有重要影响。

①受弯构件在荷载长期作用下使挠度增加；

②长细比较大的柱偏心距增大；

③预应力混凝土构件将会产生较大的预应力的损失。

（4）采取措施：

17、（1）延性是指混凝土耐受变形的能力或混凝土的后期变形能力。

（2）对结构的影响：延性好，可以防止构件脆性破坏，对抗震结构特别有利。

（3）影响因素：

①强度等级：低强混凝土受压时的延性要比高强度混等级混凝土的好些；

②加荷速度：同强度等级的混凝土随加荷速度的降低，延性有所增加。

③横向钢筋（螺旋筋）的约束作用使混凝土应力-应变曲线的峰值应力和相应峰值应变均有提高，而以极限应变的提高最为明显。

因此，工程上，受地震作用的梁、柱和节点区，采用间距较密的箍筋约束混凝土，不仅可使混凝土强度有所提高，而且可以有效地提高构件的延性。

18、建筑用钢材有普通碳素结构钢和普通低合金钢两类。钢筋的力学性能主要取决于它的化学成分。

随着C的增加，钢材的强度增加，但塑性和可焊性降低。建筑用钢材，主要用低碳钢和中碳钢。

（1）低碳钢：%

.0

22

（2）中碳钢：%

22

.0

%

60

~

.0

（3）高碳钢：%

.0

60

19、（1）按其加工工艺：可分为热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋和钢丝四类。

（2）按外形：光面钢筋和变形钢筋两种。

（3）按力学性能：把钢筋分为有明显屈服点的钢筋（软钢：热轧钢筋和冷轧钢筋）

和无明显屈服点的钢筋（硬钢：钢丝、钢绞线及热处理钢筋）

20、分成四个级别，如图1-1

（1）HPB235：光面；

（2）HRB335：螺纹和人字纹两种，变形钢筋的螺纹形式已逐渐被月牙纹取代；

（3）HRB400：月牙纹（新Ⅲ级钢）；

（4）RRB400：余热处理钢筋，是用屈服度当于HRB335的钢筋在轧制后穿水冷却，然后利用芯部的余热对钢筋表面的淬水硬壳回火处理而成的变形钢筋。其性能接近于HRB400级钢筋，但不如HRB400级钢筋稳定，焊接时钢筋回火强度有所降低，因此应用范围受到限制。

图1-1 热轧钢筋的外形

21、（1）冷轧带肋钢筋是采用强度较低、塑性较好的普通低碳钢或低合金钢热轧圆盘条钢筋为母材，经冷轧或冷拔减径后在其表面冷轧成具有三面或二面月牙形横肋的钢筋，如图1-2（a）、（b）所示。

轧制普通低碳钢牌号有：HPB215和HPB235热轧盘圆条钢筋。

低合金钢热轧圆盘条钢筋牌号有：24MnTi和20MnSi等热轧盘圆条钢筋。

（2）母材的力学性能是影响冷轧带肋钢筋力学性能的主要因素之一。一般来说，母材的强度越高，塑性越好，则冷轧带肋钢筋的强度也高，塑性也好。鉴于我国目前生产冷轧带肋钢筋的母材的品种较多，冷轧加工工艺也不尽相同，冷轧带肋钢筋的强度差异较大。

（3）分五个级别：CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170。

CRB550级钢筋：由于强度较低，主要用以替换钢筋混凝土结构中的小直径HPB235级光圆钢筋，做钢筋混凝土结构构件中的受力主筋、架立钢筋、分布钢筋和箍筋。

CRB650 、CRB800级钢筋：由于强度较高，主要用以取低冷拔钢丝作预应力混凝土中小构件的受力钢筋。（有专门的设计与施工操作规程）

（a ） （b ） （c ）

图1-2 冷轧钢筋的外形

22、由直径为4~10mm 的中、高强钢丝捻制成的钢绞线，直径不超过15.2mm ，可盘成卷状，用于做预应力筋，如图1-2（c ）所示。

23、冷轧扭钢筋是以热轧光圆钢筋HPB235为原材料，按规定的工艺参数，经钢筋冷轧扭机一次加工轧扁扭曲连续螺旋状的冷强化钢筋，如图1-3所示。其规格按原材料直径5.6φ、8φ、10φ、12φ分别有5.6r φ、8r φ、10r φ、12r φ， 抗拉强度标准值为2

/600mm KN 。

图1-3 冷轧扭钢筋外形

24、有明显屈服点的钢筋，当结构构件中某一截面钢筋应力达到屈服强度后，它将在荷载基本不增加的情况下产生持续的塑性变形，以致无法使用。而根据各类结构构件的试验表明，绝大多数构件的钢筋尚未进入强化阶段之前或最多进入强化段后不久就将产生最终破坏。因此，钢筋的屈服强度是钢筋强度的设计依据。

25、硬钢的极限强度很高，变形很小，没有明显的屈服点，通过取相应于残余应变为0.2%时的应力2.0σ作为名义屈服点，并称之为“条件屈服强度”。即取：b σσ85.02.0=（b σ为国家标准的极限抗拉强度）。

26、屈强比：钢筋的屈服强度与极限抗拉强度之比。

表示结构可靠性的潜力（作为安全储备），抗震结构中，考虑到钢筋有可能受拉进入强化段，因此要求钢筋的屈强比不大于0.8，因而钢筋的极限抗拉强度是检验钢筋质量的另一强度指标。

27、钢筋的伸长率：是钢筋试件拉断后的伸长值与原长的比率（用标距为5d 或者说

10d 试件，现在多采用5d ，以节省材料）。%10011

2?-=l l l ε

伸长率大的钢筋塑性好，拉断前有明显的预兆，伸长率小的钢筋塑性差，其破坏突然发生，呈脆性特征。有明显屈服点的钢筋有较大的伸长率，无明显屈服点的钢筋伸长率很小。

28、冷弯是将钢筋绕一定规定直径的辊进行弯曲（两个参数：弯心直径和冷弯角度），在达到规定的冷弯角度（180度或90度）时，钢筋应不出现裂缝或断裂。

因此冷弯性能可间接地反映钢筋的塑性性能和内在质量（应无裂纹、鳞落断裂现象）。

29、对于有明显屈服点的钢筋：

（1）钢筋屈服强度y f ；

（2）钢筋极限抗拉强度t f ；

（3）塑性；

（4）冷弯性能。

无明显屈服点的钢筋：因无明显的屈服台阶，不检验屈服强度，质量检验只检验后三项。

30、（1）冷拉：是在常温下将钢筋拉伸至超过其屈服强度（即强化阶段）的某一应力值，然后卸荷至零，以提高钢筋抗拉强度的办法。

（2）冷拉时效：钢筋冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服强度比原来的屈服强度有所提高，但塑性性能却降低，这种现象称为时效硬化（冷拉时效）。

31、（1）提高钢筋屈服强度，使钢筋伸长，起到节省钢材的作用；

（2）调直钢筋；

（3）自动除锈；

（4）检查焊接质量。

32、（1）冷拉只提高钢筋的抗拉强度，不提高抗压强度，不宜做受压钢筋；

（2）先焊接后冷拉。

（3）冷拉后钢筋的伸长率有所降低，为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性，冷拉时应同时控制应力和应变。

33、因为时效硬化与温度有很大关系，温度过高（超过450度以上）强度反而降低而塑性性能却有所增加，温度超过700度时，钢材会恢复到冷拉前的力学性能，不会发生时效硬化。因此为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化，要先焊接后进行冷拉。

34、冷拔：将钢筋用强力拔过比它本身直径还小的硬质合金拔丝模，这时钢筋同时受到纵向和横向压力的作用，截面变小而长度拔长。经过几次冷拔，钢丝强度比原来有很大提高，但塑性降低很多，而且经过拉拔后的钢丝没有明显的屈服点的流幅。

冷拔即提高抗拉强度也提高抗压强度。

35、（1）强度高：采用较高强度的钢筋可以节省钢材，获得较好的经济效益；

（2）塑性好：要求钢筋在断裂前有足够的变形，能给人以破坏的预兆。因此，应保

证钢筋的伸长率和冷弯性能合格；

（3）可焊性好：在很多情况下，钢筋的接长和钢筋之间的连接需要通过焊接。因此要求在一定工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好；

（4）为了使钢筋的强度能够充分被利用和保证钢筋与混凝土共同工作，二者之间应有足够的粘结力。

在寒冷地区，对钢筋的低温性能也有一定的要求。

36、（1）钢筋和混凝土之间存在粘结力，能使两者协调变形、相互作用、共同受力；

（2）钢筋与混凝土之间的线膨胀系数接近，当所处环境温度变化时，它们之间不会产生相对变形使粘结力遭到破坏；

（3）混凝土能裹住钢筋，使钢筋不易生锈，也不致因受火灾使钢筋达到软化温度导致结构破坏，因而钢筋混凝土结构具有耐久性。

37、（1）化学胶着力：由于混凝土颗料的化学吸附作用，在钢筋与混凝土接触面上产生一种胶结力。此力数值很小，在整个粘结锚固力中不起明显作用；

（2）摩擦力：混凝土硬化时体积收缩，将钢筋紧紧握固而产生一种能抵制相互滑移的摩擦阻力；

（3）机械咬合力：钢筋表面凸凹不平，与混凝土之间产生机械咬合作用，这种机械咬合作用往往很大，约占粘结力的一半以上，是粘结力的主要来源。

38、（1）钢筋的搭接长度和锚固长度；

（2）钢筋的最小间距和混凝土保护层最小厚度；

（3）规定了钢筋接头处箍筋的加密；

（4）规定了光面钢筋端部要做弯钩。

39、d f f l t y a α=

式中：f y —普通钢筋、预应力钢筋的抗拉强度设计值；

f t —混凝土轴心抗拉强度设计值，当混凝土强度等级高于C40时按C40取用；

d —钢筋的直径；

α—钢筋的外形系数。

40、（1）支座锚固长度：

设锚固长度的目的是通过该长度上粘结力应力的积累，使钢筋在支座中锚固可靠，不会被拔出。

（2）钢筋绑扎搭接长度：

只有在搭接长度足够时，才能通过钢筋与混凝土之间的粘结力来传递钢筋与混凝土之间的内力。

41、采取机械锚固措施：如弯钩、弯折及附加锚固措施（如焊横向钢筋、焊角钢和钢板等）所提供的粘结锚固作用，如图1-4所示。

图1-4 钢筋机械锚固的形式及构造要求

42、光面钢筋的粘结性能较差，故除直径12mm以下的受压钢筋及焊接网或焊接骨架中的光面钢筋外，其余光面钢筋的末端均应设置弯钩。

其弯钩增加长度如图1-5所示。

图1-5 光圆钢筋的弯钩

43、（1）混凝土的选用：

①钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；

②当采用HPB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；

③当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20；

④预应力混凝土结构的混凝土强度等级不得低于C30；

⑤当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40；

⑥基础垫层的混凝土可采用C10。

（2）钢筋的选用：

①普通钢筋宜优先采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235和RRB400级钢筋。

提倡用HRB400钢筋作为我国钢筋混凝土结构的主力钢筋。

②预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。

44、钢筋的直径范围并不表示在此范围内任何直径的钢筋钢厂都生产。钢厂提供的钢筋直径为6mm，6.5mm ，8mm ，8.2mm ，10mm ，12mm ，14mm，16mm，18mm，20mm ，22mm ，25mm，28mm，32mm，36mm，40mm，50mm。其中，d=8.2mm的钢筋仅适用于有纵肋的热处理钢筋。设计时，应在表1-1的直径范围和上述提供的直径内选择钢筋。直径大于40mm的钢筋主要用于大坝一类大体积混凝土结构中。当采用直径大于40mm的钢筋时，应有可靠的工程经验。

表1-1 常用热轧筋的种类、代表符号、直径范围和强度标准值

45、钢厂生产的热轧钢筋，当直径较细时采用盘条供货，当直径较粗时采用直条供货。盘条钢筋长度较长，连接次数较少，直条钢筋长度有限，连接是常有的事。

工程实践中，钢筋连接可分为两类：

（1）绑扎连接；

（2）机械连接或焊接。

46、（1）对于轴心受拉及小偏心受拉杆件（如桁架和拱的拉杆）的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头；

（2）当受拉钢筋的直径mm

时，不宜采用绑扎

d32

d28

及受压钢筋的直径mm

搭接接头；

（3）需进行疲劳验算的构件，其纵向受拉钢筋不得采用绑扎搭接接头，也不宜采用焊接接头，且严禁在钢筋上焊有任何附件（端部锚固除外）；

（4）当直接承受动力荷截的钢筋混凝土吊车梁、屋面梁及屋架下弦的纵向受拉钢筋必须采用焊接接头时，应符合下列规定：

①必须采用闪光接触对焊，并去掉接头的毛刺及卷边；

②同一连接区段内纵向受拉钢筋焊接接头面积百分率不应大于25%，此时，焊接接头连接区段的长度应取为45d（d为纵向受力筋的较大直径）；

③疲劳验算时，应符合规范相应的规定要求。

47、（1）受力钢筋接头宜设置在受力较小处，同一根钢筋上宜少设接头；

（2）同一构件中相邻的纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。

48、受力钢筋连接中，什么情况属于同一连接区段：

（1）钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3倍搭接长度。凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段，如图1-6所示；

图1-6 同一连接区段内纵向受拉钢筋绑扎搭接接头

（2）机械连接接头位于d 35≤范围内时，视为同一连接区段；

（3）焊接连接接头位于d 35≤且mm 500≤长度以内，应视为位于同一连接区段。

49、搭接接头可视为锚固的一个特例，但搭接接头的受力情况更为不利。由于搭接范围内两根钢筋贴近且同时受力，钢筋与混凝土间的粘结作用被削弱，钢筋间的混凝土易被磨碎或剪坏，因此要求如下：

（1）纵向受拉钢筋绑扎搭接接头的搭接长度应根据位于同一连接区段内的钢筋搭接接头面积百分率按下式计算：

a l l l ζ=≥300mm

l l ——纵向受拉钢筋的搭接长度；

a l ——纵向受拉钢筋的锚固长度；

ζ——纵向受拉钢筋搭接长度修正系数，按表1-2取用。

表1-2 纵向受拉钢筋搭接长度修正系数

（2）构件中的纵向受压筋，当采用搭接接头连接时，其受压搭接长度不应小于受拉搭接长度的0.7倍，且不小于200mm ，即：

a l l l ζ7.0=≥200mm

50、（1）同一连接区段内纵向钢筋绑扎接头的面积百分率要求如下：

①对于梁类、板类及墙类构件，不宜大于25%；

②对于柱类构件，不宜大于50%；

③当工程中确有必要增大受拉钢筋搭接接头面积百分率时，对梁类构件，不应大于50%；对板类、墙类及柱类构件，可根据实际情况放宽。

（2）在受力较大处设置机械接头时，接头处受拉钢筋接头面积百分率不宜大于50%。纵向受压钢筋接头的百分率不受限制；

（3）直接承受动力荷载的结构采用机械连接接头时，接头百分率不大于50%；

（4）采用焊接接头时，纵向受拉钢筋接头百分率不大于50%，纵向受压钢筋接头面积不受限制。

51、（1）箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍；

（2）当钢筋受拉时，箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍，且不应大于200mm；

（3）当受压钢筋直径mm

时，尚应在搭接接头两个端面外100mm范围内各

d25

设置两个箍筋。

钢筋混凝土材料的力学性能 复习题

第一章 钢筋混凝土的材料力学性能 一、填空题： 1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。 3、混凝土的强度等级是按 划分的，共分为 级。 4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点 的钢筋，通常称它们为 和 。 5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。 6、HPB300、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。 7、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名 义屈服点，称为 。 8、对于有明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 、 等四项。 9、对于无明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 等三项。 10、钢筋和混凝土是两种不同的材料，它们之间能够很好地共同工作是因 为 、 、 。 11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。其 中 最大。 12、混凝土的极限压应变cu ε包括 和 两部分， 部分越 大，表明变形能力越 ， 越好。 13、钢筋的冷加工包括 和 ，其中 既提高抗拉又提高抗 压强度。 14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。 15、钢筋的屈强比是指 ，反映 。 二、判断题： 1、规范中，混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。（ ） 2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。（ ） 3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 0.95。（ ） 4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 1.05。（ ） 5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。（ ） 6、对任何类型钢筋，其抗压强度设计值y y f f '=。（ ）

材料力学性能

第一章 1.退火低碳钢在拉伸作用下的变形过程可分为弹性变形，不均匀屈服塑性变形，均匀塑性变形，不均匀集中塑性变形和断裂 2.弹性表征材料发生弹性变形的能力 3.应力应变硬化指数表征金属材料应变硬化行为的性能指标，反应金属抵抗均匀苏醒变形的能力 4.金属材料在拉伸试验时产生的屈服现象是其开始产生宏观塑性变形的一种标志 5. σs 呈现屈服现象的金属材料拉伸时试样在外力不断增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力称为屈服点，记作σs 6. σ0.2 屈服强度 7.断裂类型：韧性断裂和脆性断裂；穿晶断裂和沿晶断裂；解理断裂、纯剪切断裂和微孔聚集型断裂 8.塑性是指金属材料断裂前发生塑性变形的能力 9.韧性断裂和脆性断裂的断口形貌：①韧性断裂断口呈纤维状，灰暗色；中低碳钢断口形貌呈杯锥状，有纤维区，放射区和剪切唇三个区域②脆性断裂断口平齐而光亮，呈放射状或结晶状，有人字纹花样 10.沿晶断裂断口形貌：沿晶断裂冰糖状 11.常见力学行为：弹性变形，塑性变形和断裂 第二章 1.应力状态软性系数Tmax与σmax的比值 2.相对关系压缩试验α=2，扭转试验α=0.8 3（1）渗碳层的硬度分布---- HK或-显微HV （2）淬火钢-----HRC （3）灰铸铁-----HB （4）鉴别钢中的隐晶马氏体和残余奥氏体-----显微HV或者HK （5）仪表小黄铜齿轮-----HV （6）龙门刨床导轨-----HS（肖氏硬度）或HL(里氏硬度) （7）渗氮层-----HV （8）高速钢刀具-----HRC （9）退火态低碳钢-----HB （10）硬质合金----- HRA 第三章 1.冲击韧性指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，用Ak表示 2.冲击吸收功摆锤冲击试样前后的势能差 3.低温脆性实验温度低于某一温度tk时，会由韧性状态转变为脆性状态，冲击吸收功明显下降。原因：材料屈服强度随温度降低急剧增加的结果 4. 韧脆转变温度转变温度tk称为韧脆转变温度 第四章 1.断裂韧度（K IC ）在平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力（与组织有关） 2.应力场强度因子（K I）受外界条件影响的反映裂纹尖端应力场强弱程度的力学度量（与本身有关） 3.断裂韧度（G IC）表示材料阻止裂纹失稳扩展是单位面积所消耗的能量 4.K IC的测量标准三点弯曲试样，紧凑拉伸试样，F形拉伸试样和圆形紧凑拉伸试样

材料力学性能静拉伸试验报告

静拉伸试验 一、实验目的 1、测45#钢的屈服强度s σ、抗拉强度m R 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 2、测定铝合金的屈服强度s σ、抗拉强度m R 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象。 二、使用设备 微机控制电子万能试验机、0.02mm 游标卡尺、试验分化器 三、试样 本试样采用经过机加工直径为10mm 左右的圆形截面比例试样，试样成分分别为铝合金和45#，各有数支。 四、实验原理 按照我国目前执行的国家 GB/T 228—2002标准—《金属材料 室温拉伸试验方法》的规定，在室温1035℃℃的范围内进行试验。将试样安装在试验机的夹头当中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（一般应变速率应≤0.1m/s ），直到拉断为止，并且利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图。 试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形L ?主要是整个试样，而不仅仅是标距部分的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素，由于试样开始受力时，头部在头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。 塑性材料与脆性材料的区别： （1）塑性材料： 脆性材料是指断后伸长率5%δ≥的材料，其从开始承受拉力直至试样被拉断，变形都比较大。塑性材料在发生断裂时，会发生明显的塑性变形，也会出现屈服和颈缩等现象； （2）脆性材料： 脆性材料是指断后伸长率5%δ<的材料，其从开始承受拉力直至试样被拉断，变形都很小。并且，大多数脆性材料在拉伸时的应力—应变曲线上都没有明显的直线段，几乎没有塑性变形，在断裂前不会出现明显的征兆，不会出现屈服和颈缩等现象，只有断裂时的应力值—强度极限。 脆性材料在承受拉力、变形记小时，就可以达到m F 而突然发生断裂，其抗拉强度也远远 小于45钢的抗拉强度。同样，由公式0m m R F S =即可得到其抗拉强度，而根据公式，10 l l l δ-=。 五、实验步骤 1、试样准备 用笔在试样间距0L （10cm ）处标记一下。用游标尺测量出中间横截面的平均直径，并且测出试样在拉伸前的一个总长度L 。 2、试验机准备：

材料力学性能拉伸试验报告

材料力学性能拉伸试验报告 材化08 李文迪 40860044

[试验目的] 1. 测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。 2. 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。 [试验材料] 通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法： 1.1试验材料：退火低碳钢，正火低碳钢，淬火低碳钢的R4标准试样各一个。 1.2热处理状态及组织性能特点简述： 1.2.1退火低碳钢：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均匀 的冷却称为退火。 特点：退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。1.2.2正火低碳钢：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为正 火。 特点：许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。 1.2.3淬火低碳钢：对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此 温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火。 特点：硬度大，适合对硬度有特殊要求的部件。 1.3试样规格尺寸：采用R4试样。 参数如下：

1.4公差要求 [试验原理] 1.原理简介：材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，由试验可知弹性阶段 卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此时可记录下屈服强度R 。当屈服到一定 eL 程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Rm后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降,至到断裂。 [试验设备与仪器] 1.1试验中需要测得： （1）连续测量加载过程中的载荷R和试样上某段的伸长量（Lu-Lo）数据。（有万能材料试验机给出应力-应变曲线） （2）两个个直接测量量：试样标距的长度 L o；直径 d。 1.2试样标距长度与直径精度：由于两者为直接测量量，工具为游标卡尺，最高精度为 0.02mm。 1.3检测工具：万能材料试验机 WDW-200D。载荷传感器，0.5级。引伸计，0.5级。 注1：应力值并非试验机直接给出，由载荷传感器直接测量施加的载荷值，进而转化成工程应力，0.5级，即精确至载荷传感器满量程的1/500。 注2：连续测试试样上某段的伸长量由引伸计完成，0.5级，即至引伸计满量程的1/50。

钢筋混凝土的力学性能

第一章钢筋混凝土的力学性能 1、钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同，其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据？ 2.钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？ 4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？ 5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？ 6、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？ 7、混凝土的抗拉强度是如何测试的？ 8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量有什么关系？ 9、什么叫混凝土徐变？线形徐变和非线形徐变？混凝土的收缩和徐变有什么本质区别？ 10.如何避免混凝土构件产生收缩裂缝？ 第二章混凝土结构基本计算原则 1．什么是结构可靠性？什么是结构可靠度? 2．结构构件的极限状态是指什么？ 3．承载能力极限状态与正常使用极限状态要求有何不同? 4．什么是结构上的作用？作用的分类有哪些？ 5．什么是荷载标准值、荷载准永久值、荷载设计值？是怎样确定的？ 6．结构抗力是指什么？包括哪些因素？ 7．什么是材料强度标准值、材料强度设计值？如何确定的？ 8．什么是失效概率？什么是可靠指标？它们之间的关系如何？ 9．什么是结构构件延性破坏？什么是脆性破坏？在可靠指标上是如何体现它们的不同？ 第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 1．在外荷载作用下，受弯构件任一截面上存在哪些内力？受弯构件有哪两种可能的破坏?破坏时主裂缝方 向如何？ 2．适筋梁从加载到破坏经历哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？每个阶段是哪个极限状态的计算依据？ 3．什么是配筋率？配筋量对梁的正截面承载力有何影响？ 4．适筋梁、超筋梁和少筋梁的破坏特征有何区别? 5．什么是最小配筋率，最小配筋率是根据什么原则确定的? 7．单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形如何确定?受压区混凝土等效应力图形的等效原则是什么? 10．在什么情况下可采用双筋截面？其计算应力图形如何确定？其基本计算公式与单筋截面有和不同？在双筋截面中受压钢筋起什么作用？其适应条件除了满足之外为什么还要满足？ 13．在进行T型截面的截面设计和承载力校核时，如何分别判别T型截面的类型？其判别式 第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算 1．无腹筋简支梁出现斜裂缝后，为什么说梁的受力状态发生了质变? 2．无腹筋和有腹筋简支梁沿斜截面破坏的主要形态有哪几种?它的破坏特征是怎样的? 3．影响有腹筋梁斜截面承载力的主要因素有哪些? 6．在斜截面受剪承载力计算时，梁上哪些位置应分别进行计算? 第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算 １．混凝土的抗压性能好，为什么在轴心受压柱中，还要配置一定数量的钢筋? 轴心受压构件中的钢筋，对轴心受压构件起什么作用? ２．轴心受压短柱的破坏与长柱有何区别?其原因是什么?影响的主要因素有哪些? ３．配置螺旋箍筋的柱承载力提高的原因是什么?

材 料 力 学 性 能 实 验 报 告.

材料 学性能实院系：材料学院姓名：王丽朦学号：200767027 验报力告 实验目的： 通过拉伸试验掌握测量屈服强度，断裂强度，试样伸长率，界面收缩率的方法；通过缺口拉伸试验来测试缺口对工件性能的相关影响； 通过冲击试验来测量材料的冲击韧性； 综合各项试验结果，来分析工件的各项性能； 通过本实验来验证材料力学性能课程中的相关结论，同时巩固知识点，进一步深刻理解相关知识； 实验原理： 1)屈服强度 金属材料拉伸试验时产生的屈服现象是其开始产生宏观的塑性变形的一种标志。弹性变形阶段向塑性变形阶段的过渡，表现在试验过程中的现象为，外力不增加即保持恒定试样仍能继续伸长，或外力增加到某一数值是突然下降，随后，在外力不增加或上下波动情况下，试样继续伸长变形，这便是屈服现象。呈现屈服现象的金属材料拉伸时，试样在外力不增加仍能继续伸长时的应力称为屈服点，记作σs； 屈服现象与三个因素有关：(1)材料变形前可动位错密度很小或虽有大量位错但被钉扎住，如钢中的位错为杂质原子或第二相质点所钉扎；(2)随塑性变形发生，位错快速增殖；(3)位错运动速率与外加应力有强烈的依存关系。影响屈服强度的因素有很多，大致可分为内因和外因。 内因包括：金属本性及晶格类型的影响；晶界大小和亚结构的影响；还有溶质元素和第二相的影响等等。通过对内因的分析可表征，金属微量塑性变形抗力的屈服强度是一个对成分、组织极为敏感的力学性能指标，受许多内在因素的影响，改变合金成分或热处理工艺都可使屈服强度产生明显变化。 外因包括：温度、应变速率和应力状态等等。总之，金属材料的屈服强度即受各种内在因素的影响，又因外在条件不同而变化，因而可以根据人们的要求予以改变，这在机件设计、选材、拟订加工工艺和使用时都必须考虑到。 2)缺口效应 由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的“缺口效应”，从而影响金属材料的力学性能。 缺口的第一个效应是引起应力集中，并改变了缺口前方的应力状态，使缺口试样或机件所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或三向应力状态，也就是出现了σx（平面应力状态）或σy与σz（平面应变状态），这要视板厚或直径而定。

基于十四面体模型的闭孔泡沫材料动态力学性能的有限元分析

第29卷　第1期爆炸与冲击Vo l.29,No.1 2009年1月EXP LO SION A N D SHO CK W A V ES Jan.,2009　 文章编号:1001-1455(2009)01-0049-07 基于十四面体模型的闭孔泡沫材料 动态力学性能的有限元分析＊ 宋延泽,李志强,赵隆茂 (太原理工大学应用力学研究所,山西太原030024) 摘要:应用有限元方法分析了基于十四面体模型的三维闭孔泡沫材料的动态力学性能。计算中所有十 四面体具有相同的尺寸,主要研究了不同初始冲击速度、不同相对密度以及组成泡沫的机体材料的应变强化 对泡沫材料的变形模态、平台力及密实化应变能的影响,尽可能全面地描述了泡沫材料的能量吸收特性。数 值结果表明:冲击速度对泡沫模型的模态影响较大,特别受到高速冲击时,冲击端泡沫形成“I”形然后向支撑 端传播;相对密度对能量吸收能力的贡献较大,密实化应变能随相对密度呈二次曲线变化;冲击速度、相对密 度及机体材料的应变强化分别与坪应力呈线性关系。 关键词:固体力学;动态力学性能;有限元分析;泡沫材料;十四面体 中图分类号:O347.3 国标学科代码:130·1570 文献标志码:A 1　引　言 多孔材料具有高的比刚度和比强度,在汽车、铁路、航空航天等领域得到了越来越广泛的应用。另外,多孔材料在受到压缩时呈现出几乎保持恒定应力的大变形过程,具有很好的能量吸收能力,也作为吸能部件被广泛应用于可能遭受高速冲击的结构中(例如高速轨道车辆前部的吸能器和宇宙飞船的着陆垫等),以保护结构受到冲击时其中的乘员和其他结构不被损害。在包装方面,多孔材料良好的能量吸收能力,可以满足吸收冲击力或由于减速而产生的惯性力的能量,避免内含物遭受危险应力的作用的要求[1],成为包装吸能材料的首选。在对于这种结构-功能材料力学性能的研究中,绝大多数的研究与这两方面的主要应用密切相关。为改善多孔材料的比刚度和比强度,这一方面的研究主要集中在改善弹性特性和塑性坍塌强度等方面。除了具有代表性的工作[1],还有其他大量的理论和实验研究工作[2-12]。 多孔材料应用于能量吸收方面时,其服役环境常受到爆炸、高速冲击等强动态载荷作用。因此,研究高速撞击情况下多孔材料的大变形、动态特性及能量吸收机理十分重要,特别是其动态变形过程所表现出的动态力学性能和微观变形机理之间的关系。到目前为止,这方面的研究工作才刚刚开始。 D.Ruan等[13]用A BA Q U S软件研究了规则蜂窝结构的平面动态冲击问题,考虑了孔壁厚度和冲击速度对变形模态和“坪”应力的影响。模拟结果发现改变孔壁厚度和冲击速度,结构会出现“X”、“V”和“I”形的变形。分析还发现结构的平台应力与相对密度之间满足立方的关系。当冲击速度很高时,甚至平台应力与相对密度之间满足平方的关系。P.J. T an等[14]在有关泡沫铝动态压缩强度特性的研究中,采用有限单元法和简单的二维V or onoi蜂窝材料模型相结合的方法,图解了为什么伴随多孔固体的“冲击”压缩有较多的能量消耗的问题。Z H EN G Z hi-jun等[15]研究了泡孔不规则性和冲击速度对变形模态和平台应力的影响。研究结果显示,增加泡孔的不规则程度可改善其能量吸收能力。最近,K.Li 等[16]运用Vo ro noi随机分布技术和有限元方法分析了孔的不规则性和孔壁厚度的均匀性对蜂窝结构动态响应(包括平台应力、应变能密度和初始应变等)的影响,得到的变形模态与文献[13]类似。然而,对动态力学性能的研究仅限于二维多孔结构。事实上,采用三维模型能够更加真实地反映多孔材料特性,目前有关这方面的研究未见文献报道。 本文中基于十四面体建立三维闭孔泡沫材料的模型,然后应用有限元方法研究不同冲击速度、不同相对密度以及组成泡沫的机体材料的应变强化对泡沫材料的变形模态、平台力及密实化应变能的影响。 ＊收稿日期:2007-08-14;修回日期:2007-11-13 基金项目:国家自然科学基金项目(10572100);山西省自然科学基金项目(20041006); 山西省归国留学人员项目(2003-23);山西省青年科技研究基金项目(2007021005) 作者简介:宋延泽(1981—　),男,硕士。

材料力学性能

《材料力学性能[焊]》课程简介 课程编号：02044014 课程名称：材料力学性能[焊] / The mechanical property of materials 学分: 2.5 学时：40（实验: 8 上机: ） 适用专业：焊接技术与工程 建议修读学期：5 开课单位：材料科学与工程学院，材料加工工程系 课程负责人：陈汪林 先修课程：工程力学、材料科学基础、材料热处理 考核方式与成绩评定标准：闭卷考试，期末考试成绩70%，平时（包括实验）成绩30%。 教材与主要参考书目： 主要教材： 1.工程材料力学性能. 束德林. 机械工业出版社, 2007 参考书目： 1．材料力学性能. 郑修麟. 西北工业大学出版社, 1991 2．金属力学性能. 黄明志. 西安交通大学出版社, 1986 3. 材料力学性能. 刘春廷. 化学工业出版社, 2009 内容概述： 《材料力学性能》是焊接技术与工程专业学生必修的专业学位课程。通过学习本课程，使学生掌握金属变形和断裂的规律，掌握各种力学性能指标的本质、意义、相互关系及变化规律，以及测试技术。了解提高力学性能的方向和途径，并为时效分析提供一定基础。强调课堂讲授与实践教学紧密结合，将最新科研成果用于课程教学和人才培养的各个环节，最终使学生能够独立地进行材料的分析和研究工作。 The mechanical property of materials is a core and basic course for the students of specialty of welding. By the study on this course, the studies should be master the deformation and fracture mechanisms of metals, and understand the essence and significance of each mechanical property of metal materials, as well as their correlations, the laws of variation and corresponding test methods of each mechanical property of materials. In addition, the studies should understand how to improve the mechanical properties of materials, and provide relevant basis for the failure analysis of materials. This course emphasizes the close combination of classroom teaching and practice teaching, and the latest research results will be applied in the course of teaching and personnel training in all aspects. Finally, this course will make the students acquired the capability on conducting research by adopting reasonable technologies by oneself.

常用材料力学性能.

常用材料性质参数 材料的性质与制造工艺、化学成份、内部缺陷、使用温度、受载历史、服役时间、试件尺寸等因素有关。本附录给出的材料性能参数只是典型范围值。用于实际工程分析或工程设计时,请咨询材料制造商或供应商。 除非特别说明,本附录给出的弹性模量、屈服强度均指拉伸时的值。 表 1 材料的弹性模量、泊松比、密度和热膨胀系数 材料名称弹性模量 E GPa 泊松比ν 密度 kg/m3 热膨胀系数α10-6/℃ 铝合金 -79 黄铜 青铜 铸铁 混凝土 (压 普通增强轻质 17-31 2300 2400

1100-1800 7-14 铜及其合金玻璃 镁合金镍合金 (蒙乃尔铜镍 塑料 尼龙聚乙烯 2.1-3.4 0.7-1.4 0.4 0.4 880-1100 960-1400 70-140 140-290 岩石 (压 花岗岩、大理石、石英石石灰石、沙石 40-100 20-70 0.2-0.3 0.2-0.3 2600-2900 2000-2900

5-9 橡胶 130-200 沙、土壤、砂砾钢 高强钢不锈钢结构钢 190-210 0.27-0.30 7850 10-18 14 17 12 钛合金钨木材 (弯曲 杉木橡木松木 11-13 11-12 11-14 480-560 640-720 560-640 1 表 2 材料的力学性能 材料名称 /牌号屈服强度 s σ MPa 抗拉强度 b σ

MPa 伸长率 5 δ % 备注 铝合金 LY12 35-500 274 100-550 412 1-45 19 硬铝 黄铜青铜 铸铁 (拉伸 HT150 HT250 120-290 69-480 150 250 0-1 铸铁 (压缩混凝土 (压缩铜及其合金 玻璃

材料力学性能总结

材料力学性能：材料在各种外力作用下抵抗变形和断裂的能力。 屈服现象：外力不增加，试样仍然继续伸长，或外力增加到一定数值时突然下降，随后在外力不增加或上下波动情况下，试样继续伸长变形。 屈服过程：在上屈服点，吕德斯带形成；在下屈服点，吕德斯带扩展；当吕德斯带扫过整个试样时，屈服伸长结束。 屈服变形机制：位错运动与增殖的结果。 屈服强度：开始产生塑性变形的最小应力。 屈服判据： 屈雷斯加最大切应力理论：在复杂应力状态下，当最大切应力达到或超过相同金属材料的拉伸屈服强度时产生屈服。 米赛斯畸变能判据：在复杂应力状态下，当比畸变能等于或超过相同金属材料在单向拉伸屈服时的比畸变能时，将产生屈服。 消除办法： 加入少量能夺取固溶体合金中溶质原子的物质，使之形成稳定化合物的元素； 通过预变形，使柯氏气团被破坏。 影响因素： 1.因： a)金属本性及晶格类型：金属本性及晶格类型不同，位错运动所受的阻力不同。 b)晶粒大小和亚结构：减小晶粒尺寸将使屈服强度提高。 c)溶质元素：固溶强化。 d)第二相 2.外因：温度(-)；应变速率(+)；应力状态。 第二相强化(沉淀强化+弥散强化)：通过第二相阻碍位错运动实现的强化。 强化效果： 在第二相体积比相同的情况下，第二相质点尺寸越小，强度越高，强化效果越好； 在第二相体积比相同的情况下，长形质点的强化效果比球形质点的强化效果好； 第二相数量越多，强化效果越好。 细晶强化：通过减小晶粒尺寸增加位错运动障碍的数目(阻力大)，减小晶粒位错塞积群的长度(应力小)，从而使屈服强度提高的方法。 同时提高塑性及韧性的机理： 晶粒越细，变形分散在更多的晶粒进行，变形较均匀，且每个晶粒中塞积的位错少，因应力集中引起的开裂机会较少，有可能在断裂之前承受较大的变形量，即表现出较高的塑性。细晶粒金属中，裂纹不易萌生（应力集中少），也不易传播（晶界曲折多），因而在断裂过程中吸收了更多能量，表现出较高的韧性。 固溶强化：在纯金属中加入溶质原子形成固溶合金，将显著提高屈服强度。 原因：溶质原子与位错的弹性相互作用，使溶质原子扩散到位错周围，形成柯氏气团；柯氏气团钉扎位错，提高位错运动阻力。 强化效果：间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体；溶质和溶剂原子尺寸差越大，强化效果越好；溶质浓度越大，强化效果越好。

钢筋和混凝土的力学性能

钢筋和混凝土的力学性能 问答题参考答案 1．软钢和硬钢的区别是什么？应力一应变曲线有什么不同？设计时分别采用什么值作为依据？ 答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。 软钢的应力应变曲线如图2-1所示，曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。 有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增 f作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是加以致无法使用，所以在设计中采用屈服强度 y f，一般用作钢筋的实际破坏强度。 钢筋极限强度 u 图2-1 软钢应力应变曲线 硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前，应力应变按直线变化，钢筋具有明显的弹性性质，超过比例极限点以后，钢筋表现出越来越明显的塑性性质，但应力应变均持续增长，应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后，同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段，至钢筋被拉断。 设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋，则为0.9倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb，其中σb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。

图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2． 我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？ 答：目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺，钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。 HPB235（Q235，符号Φ，Ⅰ级）、热轧带肋钢筋HRB335（20MnSi ，符号，Ⅱ级）、热轧带肋钢筋HRB400（20MnSiV 、20MnSiNb 、20MnTi ，符号，Ⅲ级）、余热处理钢筋RRB400（K 20MnSi ，符号，Ⅲ级）。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3． 钢筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪几种？简述冷拉方法？ 答：钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶，冷加工钢筋的设计强度提高，而延性大幅度下降。 冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷扭。 冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成，冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。钢筋经冷拉后，屈服强度提高，但塑性降低，这种现象称为冷拉强化。冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高，这种现象称为时效硬化。时效硬化和温度有很大关系，温度过高（450℃以上）强度反而有所降低而塑性性能却有所增加，温度超过700℃，钢材会恢复到冷拉前的力学性能，不会发生时效硬化。为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化，要先焊好后再进行冷拉。钢筋经过冷拉和时效硬化以后，能提高屈服强度、节约钢材，但冷拉后钢筋的塑性（伸长率）有所降低。为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性，冷拉时应同时控制应力和控制应变。 4． 什么是钢筋的均匀伸长率？均匀伸长率反映了钢筋的什么性质？ 答：均匀伸长率δgt 为非颈缩断口区域标距的残余应变与恢复的弹性应变组成。 s b gt E l l l 000'σδ+-= 0l ——不包含颈缩区拉伸前的测量标距；'l ——拉伸断裂后不包含颈缩区的测量标距；0b σ——实测钢筋拉断强度；s E ——钢筋弹性模量。 均匀伸长率δgt 比延伸率更真实反映了钢筋在拉断前的平均（非局部区域）伸长率，客观反映钢筋的变形能力，是比较科学的指标。 5． 什么是钢筋的包兴格效应？ 答：钢筋混凝土结构或构件在反复荷载作用下，钢筋的力学性能与单向受拉或受压时的力学性能不同。1887年德国人包兴格对钢材进行拉压试验时发现的，所以将这种当受拉（或受压）超过弹性极限而产生塑性变形后，其反向受压（或受拉）的弹性极限将显著降低的软化现象，称为包兴格效应。 6． 在钢筋混凝土结构中，宜采用哪些钢筋？ 答：钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定采用：（1）普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；（2）预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。 7． 试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求。 答：（1）对钢筋强度方面的要求 普通钢筋是钢筋混凝土结构中和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋，主要是

金属材料力学性能实验报告

金属材料力学性能实验报告 姓名：班级：学号：成绩： 实验名称实验一金属材料静拉伸试验 实验设备1）电子拉伸材料试验机一台，型号HY-10080 2）位移传感器一个； 3）刻线机一台； 4）游标卡尺一把； 5）铝合金和20#钢。 试样示意图 图1 圆柱形拉伸标准试样示意图 试样宏观断口示意图 图2 铝合金试样常温拉伸断裂图和断口图 （和试样中轴线大约成45°角的纤维状断口，几乎没有颈缩，可以知道为切应力达到极限，发生韧性断裂）

图3 正火态20#钢常温拉伸断裂图和断口图 （可以明显看出，试样在拉断之后在断口附近产生颈缩。断口处可以看出有三个区域：1.试样中心的纤维区，表面有较大的起伏，有较大的塑性变形；2.放射区，表面较光亮平坦，有较细的放射状条纹；3.剪切唇，轴线成45°角左右的倾斜断口） 原始数据记录 表1 正火态20#钢试样的初始直径测量数据（单位：mm ） 左 中 右 平均值 9.90 10.00 10.00 9.97 9.92 10.00 10.00 10.00 10.00 9.92 左 中 右 平均值 8.70 8.72 8.68 8.69 8.68 8.70 8.70 8.64 8.72 8.70 表2 时效铝合金试样的初始直径测量数据（单位：mm ） 两试样的初始标距为050 L mm 。 表3 铝合金拉断后标距测量数据记录（单位：mm ） AB BC AB+2BC 平均 12.32 23.16 58.64 58.79 24.02 17.46 58.94 测量20#钢拉断后的平均标距为u L =69.53 mm ，断口的直径平均值为u d =6.00 mm 。 测量得到铝合金拉断后的断面直径平均值为7.96mm 。

材料力学性能测试实验报告

材料力学性能测试实验 报告 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

材料基本力学性能试验—拉伸和弯曲一、实验原理 拉伸实验原理 拉伸试验是夹持均匀横截面样品两端，用拉伸力将试样沿轴向拉伸，一般拉 至断裂为止，通过记录的力——位移曲线测定材料的基本拉伸力学性能。 对于均匀横截面样品的拉伸过程，如图 1 所示， 图 1 金属试样拉伸示意图 则样品中的应力为 其中A 为样品横截面的面积。应变定义为 其中△l 是试样拉伸变形的长度。 典型的金属拉伸实验曲线见图 2 所示。 图3 金属拉伸的四个阶段 典型的金属拉伸曲线分为四个阶段，分别如图 3(a)-(d)所示。直线部分的斜率E 就是杨氏模量、σs 点是屈服点。金属拉伸达到屈服点后，开始出现颈缩 现象，接着产生强化后最终断裂。 弯曲实验原理 可采用三点弯曲或四点弯曲方式对试样施加弯曲力，一般直至断裂，通过实 验结果测定材料弯曲力学性能。为方便分析，样品的横截面一般为圆形或矩形。 三点弯曲的示意图如图 4 所示。 图4 三点弯曲试验示意图 据材料力学，弹性范围内三点弯曲情况下C 点的总挠度和力F 之间的关系是 其中I 为试样截面的惯性矩，E 为杨氏模量。 弯曲弹性模量的测定 将一定形状和尺寸的试样放置于弯曲装置上，施加横向力对样品进行弯曲， 对于矩形截面的试样，具体符号及弯曲示意如图 5 所示。 对试样施加相当于σpb0.01。 (或σrb0.01)的10％以下的预弯应力F。并记录此力和跨中点处的挠度，然后对试样连续施加弯曲力，直至相应于σpb0.01(或σrb0.01)的50％。记录弯曲力的增量DF 和相应挠度的增量Df ,则弯曲弹性模量为 对于矩形横截面试样，横截面的惯性矩I 为 其中b、h 分别是试样横截面的宽度和高度。 也可用自动方法连续记录弯曲力——挠度曲线至超过相应的σpb0.01(或σrb0.01)的弯曲力。宜使曲线弹性直线段与力轴的夹角不小于40o,弹性直线段的高度应超过力轴量程的3/5。在曲线图上确定最佳弹性直线段，读取该直线段的弯曲力增量和相应的挠度增量，见图 6 所示。然后利用式(4)计算弯曲弹性模量。 二、试样要求

复合材料力学性能表征(教学资料)

复合材料力学性能表征(characterization of mechanical properties of composites) 力学性能包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击、硬度、疲劳等，这些数据的取得必须严格遵照标准。试验的标准环境条件为：温度23℃±2℃，相对湿度45％～55％，试样数量每项试验不少于5个。 此检测方法适用于树脂基复合材料，金属基复合材料力学性能可参考此方法进行。 拉伸拉伸试验是对尺寸符合标准的试样，在规定的试验速度下沿纵轴方向施加拉伸载荷，直至其破坏。通过拉伸试验可获得如下材料的性能指标： 式中P为最大载荷，N；b，h分别为试样的宽度和厚度，mm。 式中△L为试样破坏时标距L0内的伸长量，mm；L0为拉伸试样的测量标距，mm。 拉伸弹性模量Et 式中△P为载荷一形变曲线上初始直线段的载荷增量，N；△L为与△P相对应的标距L0内的变形增量，mm。 由于复合材料的各向异性，特别是用单向预浸带做的复合材料通常同时测以下项目： σL：∥纤维方向的拉伸强度； σT：⊥纤维方向的拉伸强度； EL：∥纤维方向的拉伸模量； ET：⊥纤维方向的拉伸模量。 应力-应变曲线记录拉伸过程中应力-应变变化规律的曲线，用于求取材料的力学参数和分析材料拉伸破坏的机制。 压缩对标准试样的两端施加均匀的、连续的轴向静压加载荷，直至试样破坏，以获得有关压缩性能的参数，若压缩试验中试样破坏或达最大载荷时的压缩应力为P(N)，试样横截面积为F(mm2)，则压缩强度σc为：

由压缩试验中应力-应变曲线上初始直线段的斜率，即应力与应变之比，可求出压缩弹性模量(MPa)。 由于复合材料的各向异性，特别是用单向预浸带做的复合材料通常同时测 σL：∥纤维方向的压缩强度； σT：⊥纤维方向的压缩强度； EL：∥纤维方向的压缩模量； ET：上纤维方向的压缩模量。 弯曲复合材料在弯曲试验中受力状态比较复杂，拉、压、剪、挤压等力同时对试样作用，因而对成型工艺配方，试验条件等因素的敏感性较大。用弯曲试验作为筛选试验是简单易行的方法。 复合材料的弯曲试验一般采用三点加载简支梁法，即将标准试样放在两支点上，在中间施加载荷，使试样变形直至破坏。材料的弯曲强度σ f为： 式中P为破坏载荷，N(或挠度为1.5倍试样厚度时的载荷)；l为跨度，mm；b，h分别为试样的宽度和厚度，mm。 弯曲弹性模量Ef是指比例极限内应力与应变的比值，可按下式计算： 式中△P为载荷，N(或挠度曲线上使直线段产生弯曲的载荷增量)；△f为与△P对应的试样跨距中点处的挠度增量。 剪切复合材料的特点之一是层间剪切强度低，并且层问剪切形式复杂，因此剪切试验对于复合材料的质量控制特别重要。层问剪切强度测试方法有直接剪切法和短梁弯曲法等。 (1)直接剪切法。试样的形式和尺寸如图，对试样的A、C面以一定的加载速度施加剪切，直至试样破坏。试样破坏时单位面积上所承受的载荷值为层间剪切强度τs。 式中Pb为破坏载荷，N；b，h分别为受剪面的宽度和高度，mm。

聚氨酯泡沫材料动态力学性能

１００７－９６２９（２０１２）０３－０３５６－０５ 高应变率下聚氨酯泡沫材料动态力学性能研究 范俊奇１＇２，董宏晓２，高永红１＇２，楼梦麟１ １．同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海２０００９２；２．总参工程兵科研三所，河南洛阳４７１０２３ 摘要：在静力试验的基础上，利用ＩＮＳＴＲＯＮ－１１８５型万能材料试验机在快速加载条件下对不同应变速度的聚氨酯泡沫材料动载抗压性能进行了较系统的试验，完整给出了聚氨酯泡沫材料在高应变速率下的动态应力应变曲线，定性研究了聚氨酯泡沫材料的动态力学行为，探讨了该材料性能与加载速率的关系，得到了考虑应变率效应的材料动态本构关系，最终给出了便于工程应用的材料静态和动态力学参数之间的关系． 聚氨酯泡沫材料；高应变率；动态力学性能；吸能特性 ＴＢ５３５＋．１Ａ１０．　３９６９／ｊ．　ｉｓｓｎ．　１００７－９６２９．　２０１２．０３．　０１２ Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　 Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　Ｆｏａｍ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｕｎｄｅｒ　Ｈｉｇｈ　Ｓｔｒａｉｎ　Ｒａｔｅ　 ＦＡＮ　Ｊｕｎ－ｑｉ　ＤＯＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｘｉａｏ　ＧＡＯ　Ｙｏｎｇ－ｈｏｎｇ　ＬＯＵ　Ｍｅｎｇ－ｌｉｎ　 ２０１０－１２－１９２０１１－０３－１４ 范俊奇（１９７５－），男，河南洛阳人，同济大学博士生．Ｅ－ｍａｉｌ：　ｌｙｆｊｑ＠１６３．ｃｏｍ　 万方数据

６．６７Ｘ　１０　２ ０．３４６ ６．８５ １．３３×　１０－１ ０．３７６ ５．５７万方数据

与静屈服应力的关系 ａｍｉｃ　ｙｉｅｌｄ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｓｔａｔｉｃ　ｙｉｅｌｄ　ｓｔｒｅｓｓ万方数据

复合材料力学性能实验复习题new要点

复合材料力学性能实验复习题 1.力学实验方法的内涵？ 是以近代力学理论为基础，以先进的科学方法为手段，测量应变、应力等力学量，从而正确真实地评价材料、零部件、结构等的技术手段与方法； 是用来解决“物尽其用”问题的科学方法； 2.力学实验的主要任务，结合纤维增强复合材料加以阐述。 面向生产，为生产服务；面对新技术新方法的引入，研究新的测试手段；面向力学，为力学的理论建设服务。 3.对于单向层合板而言，需要几组实验来确定其弹性模量和泊松比？如何确定实验方案？ 共需五组实验，拉伸0/90两组，压缩0/90两组，剪切试验一组。 4.单向拉伸实验中如何布置应变片？ 5.单向压缩实验中如何布置应变片？ 6.三点弯曲实验中如何布置应变片？ 7.剪切实验中如何布置应变片？ 8.若应变片的粘贴方向与实样应变方向不一致，该如何处理？ 9.若加载方向与材料方向不一致，该如何处理？（这个老师给了） 10.纤维体积含量的测试方法？ 密度法、溶解法 11.评价膜基结合强度的实验方法？ 划痕法、压痕法、刮剥法、拉伸法、黏结剂法、涂层直接加载法、激光剥离法、弯曲法。 12.简述试样机械加工的规范？ 试样的取位区(距板材边缘30mm以上，最小不得小于20mm) 试样的质量（气泡、分层、树脂富集、皱褶、翘曲、错误铺层） 试样的切割（保证纤维方向和铺层方向与试验要求相符） 试样的加工（采用硬质合金刀具或砂轮片加工，防止试样产生分层、刻痕和局部挤压等机械损伤） 试样的冷却（采用水冷，禁止油冷） 13.纤维增强复合材料在拉伸试验中的几种可能破坏模式及其原因？ 所有纤维在同一位置破坏，材料吸收断裂能量很小，材料断裂韧性差； 纤维在基体中拔出，吸收断裂能量很大，材料韧性增加并伴随界面开裂； 介于以上两者之间。 14.加强片的要求？ 材料硬度低，便于夹具的咬合；材料的强度高，保证载荷能传递到试样上，且在试样发生破坏前本身不发生破坏。

材料力学性能总结

材料力学性能总结 1、内因：a) 金属本性及晶格类型：金属本性及晶格类型不同，位错运动所受的阻力不同。b) 晶粒大小和亚结构：减小晶粒尺寸将使屈服强度提高。c) 溶质元素：固溶强化。d) 第二相 2、外因：温度(-)；应变速率(+)；应力状态。第二相强化(沉淀强化+弥散强化)：通过第二相阻碍位错运动实现的强化。强化效果：在第二相体积比相同的情况下，第二相质点尺寸越小，强度越高，强化效果越好；在第二相体积比相同的情况下，长形质点的强化效果比球形质点的强化效果好；第二相数量越多，强化效果越好。细晶强化：通过减小晶粒尺寸增加位错运动障碍的数目(阻力大)，减小晶粒内位错塞积群的长度(应力小)，从而使屈服强度提高的方法。同时提高塑性及韧性的机理：晶粒越细，变形分散在更多的晶粒内进行，变形较均匀，且每个晶粒中塞积的位错少，因应力集中引起的开裂机会较少，有可能在断裂之前承受较大的变形量，即表现出较高的塑性。细晶粒金属中，裂纹不易萌生（应力集中少），也不易传播（晶界曲折多），因而在断裂过程中吸收了更多能量，表现出较高的韧性。固溶强化：在纯金属中加入溶质原子形成固溶合金，将显著提高屈服强度。原

因：溶质原子与位错的弹性相互作用，使溶质原子扩散到位错周围，形成柯氏气团；柯氏气团钉扎位错，提高位错运动阻力。强化效果：间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体；溶质和溶剂原子尺寸差越大，强化效果越好；溶质浓度越大，强化效果越好。应变硬化(形变强化)：金属材料塑性变形过程中所需要的外力不断增大，表明金属材料有一种阻止继续塑性变形的能力。原因：塑性变形过程中，位错不断增殖，运动受阻所致。断裂韧度：临界或失稳状态下的应力场强度因子的大小。塑性变形：作用在物体上的外力取消后，物体的变形不完全恢复而产生的永久变形。 1、单晶体：滑移+孪生； 2、多晶体：各个晶粒塑性变形的综合结果。特点：各晶粒变形的不同时性；不均匀性；相互协调性。弹性变形：当外力去除后，能恢复到原来形状或尺寸的变形。物理实质：晶格中原子自平衡位置产生可逆位移的反映。特点：可逆性；单值性；全程性；变形量很小。构件的刚度：构件产生单位弹性变形所需要的载荷。物理意义：表示构件的弹性稳定性的参量，刚度越大，构件工作时越稳定。在工程上，为了减轻重量，必须选择E较大的材料。弹性极限：金属产生弹性变形而不产生塑性变形时所受的最大应力。它表示材料发生弹性变形的极限抗力。缩颈：韧性金属材料在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象。原因：应变硬化与截面积减小共同作用的结果。当应变硬化引起的承载力增加不能补偿截面积减小引起的承载力减小时，就会产生缩颈。