题目
下图为5种材料的应力-应变曲线:①45钢;②铝青铜;③35钢;④硬铝;⑤纯铜。试问:(1)当外加应力为30MPa时,各材料处于什么状态?(2)有一用35钢制做的轴,使用中发现弹性弯曲较大,如改用45钢制做该轴,能否减少弹性变形?如已出现塑性变形呢?"-|||-①-|||-- ③-|||-②-|||-④-|||-⑤-|||-"-|||-5
下图为5种材料的应力-应变曲线:①45钢;②铝青铜;③35钢;④硬铝;⑤纯铜。试问:
(1)当外加应力为30MPa时,各材料处于什么状态?
(2)有一用35钢制做的轴,使用中发现弹性弯曲较大,如改用45钢制做该轴,能否减少弹性变形?如已出现塑性变形呢?
题目解答
答案
答案:(1)①处于弹性变形阶段;(0.5分)②、③、④处于塑性变形阶段;(1.5分)⑤已断裂。(0.5分)
(2)不能减少弹性变形。(1.5分)如已出现塑性变形,改用45钢时可使塑性变形减小(1.5分),或不出现塑性变形(0.5分)。
解析
步骤 1：分析应力-应变曲线
应力-应变曲线是材料力学中用来描述材料在受力时的变形行为的曲线。曲线的横坐标表示应变，纵坐标表示应力。曲线的弹性阶段和塑性阶段分别对应材料的弹性变形和塑性变形。当应力超过材料的屈服强度时，材料开始发生塑性变形，如果继续加载，材料会断裂。
步骤 2：确定材料状态
当外加应力为30MPa时，需要根据应力-应变曲线判断各材料的状态。如果应力小于材料的屈服强度，材料处于弹性变形阶段；如果应力大于材料的屈服强度，材料处于塑性变形阶段；如果应力超过材料的断裂强度，材料已经断裂。
步骤 3：分析材料替换对变形的影响
对于35钢和45钢，它们的弹性模量相近，但45钢的屈服强度和抗拉强度更高。因此，如果使用45钢替换35钢，可以减少弹性变形，因为45钢的弹性模量更高。如果材料已经发生塑性变形，使用45钢可以减少塑性变形，因为45钢的屈服强度更高。
应力-应变曲线是材料力学中用来描述材料在受力时的变形行为的曲线。曲线的横坐标表示应变，纵坐标表示应力。曲线的弹性阶段和塑性阶段分别对应材料的弹性变形和塑性变形。当应力超过材料的屈服强度时，材料开始发生塑性变形，如果继续加载，材料会断裂。
步骤 2：确定材料状态
当外加应力为30MPa时，需要根据应力-应变曲线判断各材料的状态。如果应力小于材料的屈服强度，材料处于弹性变形阶段；如果应力大于材料的屈服强度，材料处于塑性变形阶段；如果应力超过材料的断裂强度，材料已经断裂。
步骤 3：分析材料替换对变形的影响
对于35钢和45钢，它们的弹性模量相近，但45钢的屈服强度和抗拉强度更高。因此，如果使用45钢替换35钢，可以减少弹性变形，因为45钢的弹性模量更高。如果材料已经发生塑性变形，使用45钢可以减少塑性变形，因为45钢的屈服强度更高。