第一篇：工程力学规范化习题
工程力学规范化习题——静力学单项选择题
1.如果力R是F1、F2二力的合力,用矢量方程表示为R=F1+F2,则三力大小之间的关系为()。
必有R=F1+F
2不可能有R=F1+F2
必有R>F1,R>F2
可能有R 2.刚体受三力作用而处于平衡状态,则此三力的作用线（必汇交于一点 必互相平行 必都为零 必位于同一平面内 3.力偶对物体产生的运动效应为().只能使物体转动 只能使物体移动 既能使物体转动,又能使物体移动 它与力对物体产生的运动效应有时相同,有时不同 4.以下说法中正确的是().)。 物体在两个力作用下平衡的充分必要条件是这二力等值、反向、共线。凡是受到两个力作用的刚体都是二力构件。 理论力学中主要研究力对物体的外效应。 力是滑移矢量，力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效应。 5.关于平面力系的主矢和主矩，以下表述中正确的是 主矢的大小、方向与简化中心无关 主矩的大小、转向一定与简化中心的选择有关 当平面力系对某点的主矩为零时，该力系向任何一点简化结果为一合力 当平面力系对某点的主矩不为零时，该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力 6.下列表述中正确的是 任何平面力系都具有三个独立的平衡方程式 任何平面力系只能列出三个平衡方程式 在平面力系的平衡方程式的基本形式中，两个投影轴必须相互垂直平面力系如果平衡，该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零 7.下列表述中不正确的是 力矩与力偶矩的量纲相同 力不能平衡力偶 一个力不能平衡一个力偶 力偶对任一点之矩等于其力偶矩，力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零 8.如图所示系统只受F作用而处于平衡。欲使A支座约束反力的作用线与AB成300角，则斜面的倾角α应为（） 00300450600 9.如图所示，在刚体上A、B、C三点分别作用三个大小相等的力Ｆ 1、Ｆ 2、Ｆ3，则 刚体平衡 刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力 刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力偶 刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力和一个力偶 10.图示的四个平面平衡结构中,属于静定结构的是 ABCD DDCCADBDCC 一、填空题 2、力的三要素是力的（大小）、（方向）、（作用点）用符号表示力的单位是（N）或（KN）。 ３、力偶的三要素是力偶矩的（大小）、（转向）和（作用面的方位）。用符号表示力偶矩的单位为（N·m）或（KN·m）。 4、常见的约束类型有（柔性）约束、（光滑接触面）约束、（光滑铰链）约束和固定端约束。 5、低碳钢拉伸时的大致可分为（线弹性阶段）、（屈服阶段）、（强化阶段）和（颈缩）阶段。 6、在工程设计中工程构建不仅要满足强度要求，（刚度）要求和稳定性要求，还要符合经济方面的要求。 7、圆轴扭转的变形特点是：杆件的各横截面绕杆轴线发生相对（转动），杆轴线始终保持（直线）。 8、平面弯曲变形的变形特点是杆的轴线被弯成一条（曲线）。 9、静定梁可分为三种类型，即（简支梁）、（外伸梁）和（悬臂梁）。 10、（刚体）是指由无数个点组成的不变形系统。 11、由构件内一点处切取的单元体中，切应力为零的面称为（主平面）。 12、平面汇交力系平衡的解析条件是：力系中所有的力在（任选两个坐档轴上）投影的代数均为（零）。 13、在工程中受拉伸的杆件，其共同的特点是：作用于杆件上的外力或外力的合力的作用线与构件轴线（重合），杆件发生（沿轴线）方 向，伸长或压缩。 14、空间汇交力系的合力在任意一个坐标轴上的投影，等于（各分力）在同一轴上投影的（代数和），此称为空间力系的（合力投影定理）。 15、力矩的大小等于（力）和（力臂）的乘积。通常规定力使物体绕矩心（逆时针转动）时力矩为正，反之为负。 16、大小（相等），方向（相反），作用线（相互平行）的两个力组成的力系，称为力偶。力偶中二力之间的距离称为（力偶臂），力偶所在的平面称为（力偶的作用面）。 17、圆轴扭转时，横截面上任意点处的切应力沿横截面的半径呈（线性）分布。 18、构件的强度是指（构件抵抗破坏）的能力；构件的刚度是指（构件抵抗变形）的能力；构件的稳定性是指（构件保持其原有几何平衡状态）的能力。 19、使构件发生脆性断裂的原因主要是（拉）应力。 20、拉伸（压缩）与弯曲组合变形，杆内各点处于（单向）应力状态。 二、判断题：（对的画“√”，错的画“×”） 1、力的可传性定理，只适用于刚体。（√） 2、两物体间相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向共线，作用在同一个物体上。（×） 3、力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩等于零√） 4、力偶无合力，且力偶只能用力偶来等效。（√） 5、柔体约束特点是限制物体沿绳索伸长方向的运动，只能给物体提 供拉力。（√） 6、二力杆的约束力不一沿杆件两端铰链中心的连线，指向固定。（×） 7、截面法求轴力杆件受拉时轴力为负，受压时轴力为正。（×） 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．图示杆的重量为P，放置在直角槽内。杆与槽为光滑面接触，A、B、C为三个接触点，则该杆的正确受力图是(D) 2．平面平行力系独立的平衡方程式有(B)A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 11.图示光滑固定凸轮B对圆轮A的约束反力，其方向沿接触面的公法线，且指向圆轮A，作用在接触点处。 题11图 12.同一平面内的两个力偶的等效条件是它们的力偶矩相等。13.当平面任意力系的主矢和对任一点的主矩均等于零时，则该力系为平衡力系。 14.若动点M运动的速度不等于零，则当动点M的切向加速度aτ=0、法向加速度an=0时，点M作匀速直线运动。 15.在刚体的平动和定轴转动中，肯定属于平面运动的是定轴转动。18.当一圆轮在固定曲面上作纯滚动时，作用在其上的静摩擦力所作的功=零。 21.构件应有足够的强度；其含义是指在规定的使用条件下构件不会 破坏。 23.铆钉在工作时，可能的破坏形式有两种：剪切破坏和挤压破坏。24.在梁的集中力偶作用处，梁的弯矩图发生突变。 25.合理安排梁的受力情况，使梁的最大弯矩降低，可以减小梁的弯曲正应力、提高梁的弯曲强度。 27.为增大梁的抗弯刚度，可在不改变梁横截面面积的前提下，改变横截面形状，使惯性矩I增大。 30.偏心拉伸（压缩）是拉伸（压缩）与弯曲的组合变形。 四、计算题（本大题共6小题，每小题5分．共30分） 33.T形杆的AB段水平，并与斜杆CD在C处铰接，在杆AB的B端作 用有一主动力偶，其力偶矩的大小为MO=100N·m．若不计各杆的重量和各接触处摩擦，试求固定铰支座A的约束反力及连杆CD的内力。 AE=AC·sin 30°=0.25m ∑M =0:－MO+FCD·AE =0 FCD=400N FA=FCD=400N 答33图 34.如图所示平面机构，直角弯杆OAB可绕轴O转动，套筒C可在杆AB上滑动，而与套筒C铰接的杆CD则在铅垂直槽内运动，直角弯杆OA段的长度为40cm。在图示位置，AB段水平，4C=30cm，杆CD向上运动，其速度的大小为υ=30cm/s，试求该瞬时弯杆OAB转动的角速度。 答34图 35.如图所示平面机构，直角三角形板与杆OA和BD铰接，杆OA以匀角速度ω=6rad/s绕轴O转动，带动板ABC和摇杆BD运动。已知OA=10cm，AC=15cm，BC=45cm，在图示瞬时，OA⊥AC，CB⊥BD.试求该瞬时，三角形板ABC的角速度和点C的速度。 答35图 36.图示阶梯形杆AC，已知力F=lOkN，l1=l2=400mm，AB段的横截面面积A1=lOOmm2，BC段的横截面面积A2=50mm2，其弹性模量均为E=200GPa，试计算杆AC的轴向变形△l 利用轴向拉压杆的变形条件求解(1)各段轴力计算 FNAB=F FNBC=－F(2)AC的轴向变形 38.已知某点应力状态如图所示，试求其主应力及最大切应力。 40.如图所示A端固定悬臂直角折杆，已知AB段为圆截面杆，其直径d=100mm，许用应力[σ]= 160MPa，C端作用一垂直于平面ABC的水平力F=6kN，图中a=1m，试以最大切应力理论（第三强度理论）校核杆AB的强度。 Mmax=2Fa T=Fa 杆AB的强度满足要求。 268、(B)。 主应力的排列顺序是：σ1〈σ2〈σ3。（）269、(A)。 分析平面应力状态可采用应力圆法。（）270、(B)。 三向应力状态下的最大切应力值为最大与最小主应力之和的一半。（）271、(B)。 低碳钢沿与轴线成45º角方向破坏的现象，可用第一强度理论解释。（）272、(A)。 机械制造业中广泛应用第三、第四强度理论。（）273、(B)。 纯剪切单元体属于单向应力状态。 （）274、(B)。 纯弯曲梁上任一点的单元体均属于二向应力状态。 （）275、(A)。 13不论单元体处于何种应力状态，其最大剪应力均等于 2。 （） 276、(B)。 构件上一点处沿某方向的正应力为零，则该方向上的线应变也为零。 （）277、(A)。 由于单元体的边长为无穷小，过这一点的单元体各个侧面的应力状态，就能准确表示这一点的应力状况，称为该点处的应力状态。（）278、(A)。 自来水管中的水在冬季严寒的环境下结成了冰，其中的任一点均处于三向应力状态。（）279、(A)。 在单元体的六个侧面中，只有四个相对的侧面有应力作用，剩余的两个侧面是无应力的，而且4各侧面的应力作用线和这两个自由侧面平行，这种应力状态称为平面应力状态。（）280、(A)。 总结应力圆和单元体的关系，可以用“点对面，角加倍，同转向”来概括。（）281、(A)。 在单元体中两个面的夹角为，在应力圆中相应的两个点的圆心夹角为2，而且转向相同。（）282、(A)。 低碳钢圆轴试件在扭转屈服时，在其表面纵、横出现滑移线，就与最大剪应力有关。（）283、(A)。 灰口铸铁圆轴试件在扭转破坏时，在与轴线约成45倾角的螺旋面发生断裂，这与最大拉应力有关。（）284、(A)。 一般，最大拉应力理论和最大拉应变理论适合脆性材料。（）285、(A)。 最大剪应力理论和畸变能理论适合于塑性材料。（）286、(A)。 实际工程中许多构件的危险点往往处于二向或三向应力状态，而二向或三向应力状态的试验是比较困难和复杂的，因此研究材料在复杂应力状态下的破坏规律是非常重要的。（）287、(A)。 组合变形时，杆件的应力和变形可以采用叠加原理求解。（）288、(A)。 拉-弯组合变形，应力最大值总是发生在梁的最外层上。（）289、(A)。 扭转与弯曲的组合变形是机械工程中最常见的变形。（）290、(B)。 传动轴通常采用脆性材料制成，可选用第一或第二强度理论校核强度。（）291、(A)。 拉-弯组合变形中，危险点的应力状态属于单向应力状态。（）292、(A)。 在弯-扭组合变形中，危险点的应力状态属于平面应力状态。（）293、(A)。 直径为d的圆轴，其危险截面上同时承受弯矩M、扭矩T及轴力N的作用。若按第三强度 r332M4Nd3d232Td3。 （） 22理论计算，则危险点处的294、(A)。 图示矩形截面梁，其最大拉应力发生在固定端截面的a点处。 （） 295、(A)。 分析组合变形时，可以先将外力进行简化和分解，把构件上的外力转化成几组静力等效的载荷，其中每一组载荷对应着一种基本变形。（）296、(A)。 细长杆件在轴向压力作用下的失效形式呈现出与强度问题迥然不同的力学本质。（）297、(A)。 由于失稳或由于强度不足而使构件不能正常工作，两者之间的本质区别在于：前者构件的平衡是不稳定的，而后者构件的平衡是稳定的。 （）298、(A)。压杆失稳的主要原因是临界压力或临界应力，而不是外界干扰力。 （）299、B)。 压杆的临界压力（或临界应力）与作用载荷大小有关。 （）300、(B)。 两根材料、长度、截面面积和约束条件都相同的压杆，其临界压力也一定相同。（）301、(B)。 压杆的临界应力值与材料的弹性模量成正比。 （）302、(A)。 压杆丧失其直线的平衡形式而过度到曲线的平衡形式，称为失稳，也称屈曲。（）303、(A)。 解决压杆稳定的问题关键是确定其临界载荷，如果将压杆的工作压力控制在由临界载荷所确定的许可范围之内，则压杆将不会发生失稳。（）304、(A)。 2Ecr2。对于大柔度的杆，临界应力的计算可以采用欧拉公式（） 305、(A)。 对于中柔度的杆，临界应力的计算可以采用经验公式ab。（）306、(A)。，是一个无量纲的量，称为柔度或细长比。（） 307、(A)。当Lis时，压杆称为小柔度杆。 （） ps308、试题编号：***,答案：RetEncryption(A)。介于大柔度杆和小柔度杆之间的压杆，即309、(A)。，称为中柔度的杆。（） n稳定条件为FcrnstF。（） 310、(A)。 因为一些难以避免的因素存在，稳定安全系数一般要高于强度安全系数。（） 二、单项选择 。1构件内一点各个不同方位截面上应力的全体，称为该点处的（D）A、全反力B、约束反力C、应力 D、应力状态 2、单元体各个面上共有9个应力分量。其中，独立的应力分量有（C）个。A、9 B、3 C、6 D、4 3、(D)。主平面上的应力称为（）。 A、平均应力B、极限应力C、强度极限D、主应力 4、(C)三向应力状态，是指一点处的（）个主应力不为零。A、1 B、2 C、3 D、6 5、(B)二向应力状态，是指一点处的三个主应力中有（）个主应力不为零。A、1 B、2 C、3 D、无数个 216、(B)第三强度理论，是指（）。 A、最大拉应力理论B、最大切应力理论C、最大伸长线应变理论D、畸变能密度理论 7、(C)。第（）强度理论认为，塑性材料屈服破坏的主要原因是最大切应力。A、第一强度理论B、第二强度理论C、第三强度理论D、第四强度理论 8、(D)校核塑性材料强度问题，通常采用第（）强度理论。A、一B、一、二C、二、三D、三、四 9、(A)微元体应力状态如图示，其所对应的应力圆有如图示四种，正确的是（） 10、(A)已知一点应力状态如图，其 r4＝（） Ａ、72.1Mpa Ｂ、50Mpa Ｃ、30Mpa Ｄ、80Mpa 11、(D)矩形截面简支梁受力如图(a)所示,横截面上各点的应力状态如图(b)所示。关于他们的正确性，现有四种答案：（） A、点1、2的应力状态是正确的B、点2、3的应力状态是正确的 C、点3、4的应力状态是正确的 D、点1、5的应力状态是正确的 12、(A)对于图示各点的应力状态，属于单向应力状态的是：（）A、a点 B、b点 C、c点 D、d点 13、(D)关于图示梁上a点的应力状态有下列四种答案：正确答案是（） 14、(D)在单元体的主平面上（）。 A、正应力一定最大B、正应力一定为零C、剪应力一定最小D、剪应力一定为零 15、(D)当三向应力圆成为一个圆时，主应力一定满足（）。 A、12B、23C、13D、12或23 16、(A)图示单元体，已知正应力为，剪应力为 2，下列结果中正确的是（3Ａ、max4，zE B、32，maxzE1 C、max12，1zE D、max2，zE12。） 17、(A)对于危险点为二向拉伸应力状态的铸铁构件，应使用（）强度理论进行计算。 A、第一 B、第二 C、第一和第二 D、第三和第四 18、(B)图示两危险点应力状态，其中，按第四强度理论比较危险程度，则（）。A、a点较危险 B、两者危险程度相同 C、b点较危险 D、不能判断 (a)(b) 19、(B)。图示两危险点应力状态，按第三强度理论比较危险程度，则（A、a点较危险 B、两者危险程度相同 C、b点较危险 D、不能判断 MPa 120 MPa 120 MPa(a)(b) 20、(D)齿轮传动轴的变形形式为（）。 A、拉-压变形B、扭转变形C、拉-弯组合变形D、弯-扭组合变形 21、(D)处理组合变形的一般步骤是（）。A、内力分析-外力分析-应力分析-强度计算 B、应力分析-强度计算-内力分析-外力分析 C、强度计算-外力分析-内力分析-应力分析 D、外力分析-内力分析-应力分析-强度计算 22、(A)在拉-弯组合变形中，危险点的应力状态属于（）。 A、单向应力状态B、二向应力状态C、三向应力状态D、应力状态不定 23、(A)在弯-扭组合变形中，危险点的应力状态属于（）。A、平面应力状态B、空间应力状体C、单向应力状态D、都不对 24、(C)两端铰支的圆截面压杆，长1m，直径50mm。其柔度为（A、60 B、66.7 C、80 D、50。）。） 25、(C)图（a）杆件承受轴向拉力F，若在杆上分别开一侧、两侧切口如图（b）、图（c）所示。令杆（a）、（b）、（c）中的最大拉应力分别为1max、2max和3max，则下列结论中（）是错误的。A、1max一定小于2max B、1max一定小于3max C、3max一定大于2max D、3max可能小于2max 26、(A)两端铰链连接的压杆，其长度系数μ值是（）。 A、1.0 B、0.7 C、0.5 D、2 27、(C)钢材进入屈服阶段后，表面会沿（）出现滑移线。 A、横截面 B、纵截面 C、最大剪应力所在的面 D、最大正应力所在面 28、(B)一方形横截面的压杆，若在其上钻一横向小孔（如图所示），则该杆与原来相比（）。 A、稳定性降低，强度不变 B、稳定性不变，强度降低 C、稳定性和强度都降低 D、稳定性和强度都不变 F 29、(B)若在强度计算和稳定性计算中取相同的安全系数，则在下列说法中，（）是正确的。 A、满足强度条件的压杆一定满足稳定性条件 B、满足稳定性条件的压杆一定满足强度条件 C、满足稳定性条件的压杆不一定满足强度条件 D、不满足稳定性条件的压杆不一定满足强度条件 30、(B)。如图所示直杆，其材料相同，截面和长度相同，支承方式不同，在轴向压力作用下，哪个柔度最大，哪个柔度最小？有4种答案： A、大、小； B、大、小； C、大、小； D、大、小。 正确答案是（）FFFF(a)(b)(c)(d) 31、(ABC)提高压杆稳定性的措施（）A、选择合理的截面形状 B、改变压感到的约束条件 C、合理选择材料 答案不正确 32、(ABC)。 在下列有关压杆临界应力cr的结论中,（）是错误的 A、细长杆的cr值与杆的材料无关 B、中长杆的cr值与杆的柔度无关 C、中长杆的cr值与杆的材料无关 D、短粗杆的cr值与杆的柔度无关 33、(BCD)。 将优质碳钢改为优质高强度钢后，能提高（）压杆的承压能力 A、细长 B、中长 C、短粗 D、非短粗 D、以上 《工程力学》 °表示。对 《工程力学》 √） √） ×） ×） ×） ×）（×） √） √） √） ×） ×） ×） ×） ×） ×） √） √） ×）（（（（（（（（（（（（（（（（（（《工程力学》 《工程力学》 FX0得：FN1＝－F（压力） 《工程力学》 《工程力学》 飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一。航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器的设计不断地向材料科学提出新的课题，推动航空航天材料科学向前发展；各种新材料的出现也给飞行器的设计提供新的可能性，极大地促进了航空航天技术的发展。 航空航天材料的进展取决于下列3个因素:①材料科学理论的新发现：例如，铝合金的时效强化理论导致硬铝合金的发展；高分子材料刚性分子链的定向排列理论导致高强度、高模量芳纶有机纤维的发展。②材料加工工艺的进展：例如，古老的铸、锻技术已发展成为定向凝固技术、精密锻压技术，从而使高性能的叶片材料得到实际应用；复合材料增强纤维铺层设计和工艺技术的发展，使它在不同的受力方向上具有最优特性，从而使复合材料具有“可设计性”，并为它的应用开拓了广阔的前景；热等静压技术、超细粉末制造技术等新型工艺技术的成就创造出具有崭新性能的一代新型航空航天材料和制件，如热等静压的粉末冶金涡轮盘、高效能陶瓷制件等。③材料性能测试与无损检测技术的进步：现代电子光学仪器已经可以观察到材料的分子结构；材料机械性能的测试装置已经可以模拟飞行器的载荷谱，而且无损检测技术也有了飞速的进步。材料性能测试与无损检测技术正在提供越来越多的、更为精细的信息，为飞行器的设计提供更接近于实际使用条件的材料性能数据，为生产提供保证产品质量的检测手段。一种新型航空航天材料只有在这三个方面都已经发展到成熟阶段，才有可能应用于飞行器上。因此，世界各国都把航空航天材料放在优先发展的地位。中国在50年代就创建了北京航空材料研究所和北京航天材料工艺研究所，从事航空航天材料的应用研究。 简况 18世纪60年代发生的欧洲工业革命使纺织工业、冶金工业、机器制造工业得到很大的发展，从而结束了人类只能利用自然材料向天空挑战的时代。1903年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机,当时使用的材料有木材(占47％),钢（占35％）和布（占18％）,飞机的飞行速度只有16公里/时。1906年德国冶金学家发明了可以时效强化的硬铝，使制造全金属结构的飞机成为可能。40年代出现的全金属结构飞机的承载能力已大大增加，飞行速度超过了600公里/时。在合金强化理论的基础上发展起来的一系列高温合金使得喷气式发动机的性能得以不断提高。50年代钛合金的研制成功和应用对克服机翼蒙皮的“热障”问题起了重大作用，飞机的性能大幅度提高,最大飞行速度达到了3倍音速。40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后，材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的研制成功，解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。60年代以来,航空航天材料性能的不断提高,一些飞行器部件使用了更先进的复合材料，如碳纤维或硼纤维增强的环氧树脂基复合材料、金属基复合材料等，以减轻结构重量。返回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导弹弹头再入时间长得多的空气动力加热过程，但加热速度较慢，热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦等特殊材料可以解决防热问题。 分类 飞行器发展到80年代已成为机械加电子的高度一体化的产品。它要求使用品种繁多的、具有先进性能的结构材料和具有电、光、热和磁等多种性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等；按材料的化学成分不同可分为金属与合金材料、有机非金属材料、无机非金属材料和复合材料。 材料应具备的条件 用航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作，有的则受到重量和容纳空间的限制，需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能，有的需要在大气层中或外层空间长期运行，不可能停机检查或更换零件，因而要有极高的可靠性和质量保证。不同的工作环境要求航空航天材料具有不同的特性。 高的比强度和比刚度 对飞行器材料的基本要求是：材质轻、强度高、刚度好。减轻飞行器本身的结构重量就意味着增加运载能力，提高机动性能，加大飞行距离或射程，减少燃油或推进剂的消耗。比强度和比刚度是衡量航空航天材料力学性能优劣的重要参数： 比强度＝/ 比刚度＝/式中[kg2][kg2]为材料的强度，为材料的弹性模量，为材料的比重。 飞行器除了受静载荷的作用外还要经受由于起飞和降落、发动机振动、转动件的高速旋转、机动飞行和突风等因素产生的交变载荷，因此材料的疲劳性能也受到人们极大的重视。 优良的耐高低温性能 飞行器所经受的高温环境是空气动力加热、发动机燃气以及太空中太阳的辐照造成的。航空器要长时间在空气中飞行，有的飞行速度高达3倍音速,所使用的高温材料要具有良好的高温持久强度、蠕变强度、热疲劳强度，在空气和腐蚀介质中要有高的抗氧化性能和抗热腐蚀性能，并应具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。火箭发动机燃气温度可达3000[2oc]以上，喷射速度可达十余个马赫数，而且固体火箭燃气中还夹杂有固体粒子，弹道导弹头部在再入大气层时速度高达20个马赫数以上，温度高达上万摄氏度，有时还会受到粒子云的侵蚀，因此在航天技术领域中所涉及的高温环境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。在这种条件下需要利用材料所具有的熔解热、蒸发热、升华热、分解热、化合热以及高温粘性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发冷却材料以满足高温环境的要求。太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船表面温度的交变，一般采用温控涂层和隔热材料来解决。低温环境的形成来自大自然和低温推进剂。飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到-50[2oc]左右,极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到-40[2oc]以下。在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。液体火箭使用液氧(沸点为-183[2oc])和液氢(沸点为-253[2oc])作推进剂，这为材料提出了更严峻的环境条件。部分金属材料和绝大多数高分子材料在这种条件下都会变脆。通过发展或选择合适的材料，如纯铝和铝合金、钛合金、低温钢、聚四氟乙烯、聚酰亚胺和全氟聚醚等，才能解决超低温下结构承受载荷的能力和密封等问题。 耐老化和耐腐蚀 各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀和老化。航空航天材料接触的介质是飞机用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推进剂（如浓硝酸、四氧化二氮、肼类）和各种润滑剂、液压油等。其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用。在大气中受太阳的辐照、风雨的侵蚀、地下潮湿环境中长期贮存时产生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。耐腐蚀性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。 适应空间环境 空间环境对材料的作用主要表现为高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射线辐照的影响。金属材料在高真空下互相接触时，由于表面被高真空环境所净化而加速了分子扩散过程，出现“冷焊”现象；非金属材料在高真空和宇宙射线辐照下会加速挥发和老化，有时这种现象会使光学镜头因挥发物沉积 而被污染，密封结构因老化而失效。航天材料一般是通过地面模拟试验来选择和发展的，以求适应于空间环境。 寿命和安全 为了减轻飞行器的结构重量，选取尽可能小的安全余量而达到绝对可靠的安全寿命，被认为是飞行器设计的奋斗目标。对于导弹或运载火箭等短时间一次使用的飞行器，人们力求把材料性能发挥到极限程度。为了充分利用材料强度并保证安全，对于金属材料已经使用“损伤容限设计原则”。这就要求材料不但具有高的比强度，而且还要有高的断裂韧性。在模拟使用的条件下测定出材料的裂纹起始寿命和裂纹的扩展速率等数据，并计算出允许的裂纹长度和相应的寿命，以此作为设计、生产和使用的重要依据。对于有机非金属材料则要求进行自然老化和人工加速老化试验，确定其寿命的保险期。复合材料的破损模式、寿命和安全也是一项重要的研究课题。第二篇：工程力学习题。。
第三篇：工程力学最后章节习题
第四篇：工程力学习题册第五章 - 答案
第五篇：工程力学
点击咨询 