周建方版材料力学习题解答[第八章01-30]DOC

8-1 图8-34所示结构，杆AB 为5号槽钢，许用应力MPa ][1601=σ，杆BC 为矩形截面，

mm b 50=，mm h 100=，许用应力MPa ][82=σ，承受载荷kN F 128=，试校核该结

构的强度。

题8-1图

解：由平衡条件解得， kN

F F BC 642/==kN F F AB

9.1102

3

= 293.6cm A AB = 2

3105mm A BC ?=

[]1

2

31601093.6109.110σσ==??==MPa A F AB AB AB

[]MPa MPa A F BC BC BC

88.12105106423

3=>=??==σσ

8-2 在图8-35所示结构中，钢索BC 由一组直径mm d 2=的钢丝组成。若钢丝的许用应力

MPa ][160=σ，AC 梁受有均布载荷m /kN q 30=，试求所需钢丝的根数。又若将BC 杆

改为由两个等边角钢焊成的组合截面，试确定所需等边角钢的型号。角钢的

MPa ][160=σ。

题8-1图

解：BC 的内力计算：

kN F F C BC

10053

/60sin /===α []23625160

10100mm F A BC BC =?==σ

采用钢丝数：根）(19924

625

4

2

2

=?==

π

π

d A n BC

采用两等边角钢，则型号为 ()

2172.62086.3440cm A L BC =?=?

8-3 图8-36为一托架，AC 是圆钢杆，许用应力MPa ][160=钢σ；BC 杆是方木杆，许用应力kN F MPa ][604==-

，木σ

。试选择钢杆圆截面的直径d 及木杆方截面的边长b 。

题8-3图

解：AB 和BC 的内力计算：

kN F F BC 2.1081330sin /===α kN tg F F AC 903

2

/60/===α AC 杆：[]MPa d A F AC

AC AC

1604

109023=≤?==钢σπσ d ≥27mm

BC 杆：[]MPa b A F BC BC BC 4102.1082

3=≤?==木σσ b ≥165mm

8-4 结构受力如图8-37所示，各杆的材料和横截面面积均相等：2200mm A =，

MPa ,MPa ,GPa E b s 460280200===σσ。安全系数取51.n =，试确定结构的许可载

荷。当F 为多大时，结构发生断裂破坏？

题8-4图

解： 由平静方程可以解出 ： 0,2

231===N N N F F F F

许可载荷确定：

[]n

A F A F

S S N σσ===12 所以：kN n F S 7.745

.120028022=??==

σ 结构断裂载荷确定：

b N A

F A F

σ==12 kN A F b 184********=??==σ

8-5 图8-38所示卧式拉床的油缸内径mm D 186=，活塞杆直径mm d 651=，许用应力MPa ][130=杆σ。

缸盖由六个20M 的螺栓与缸体联结，20M 螺栓的内径mm .d 317=，许用应力MPa ][110=螺σ。试按活塞杆和螺栓的强度确定最大油压p 。

题8-5图

解： 轴力计算：()21

2

4

d D p F -?=π

()[]

杆

杆杆

杆

σσ≤-==2

1

2

1

2d d D p A F

所以：[]()(

)

MPa d D

d p 1.1865

186651302

222

1

2

2

1=-?=-≤

杆杆σ

按螺栓强度计算：(

)[]

螺螺螺螺

σσ≤-==2

2

12d

d D p A F

所以： []()(

)

M P a d D

d p 5.665

1863.17611062

22

2

1

2

2

=-??=-≤

螺螺σ 所以最大油压p=6.5MPa

8-6 图8-39所示AB 轴的转速min /r n 120=,从B 轮输入功率60=p 马力，功率的一半通过锥形齿轮传给垂直轴C ，另一半由水平轴H 输出。已知mm D 6001=，mm D 2402=，

mm d 1001=，mm d 802=，mm d 603=，MPa ][20=τ。试对各轴进行强度校核。

题8-6图

解： 轴C 的转速：min /3002

1

r D D n n AB

c == 轴上各段的扭矩计算：m N n P T AB

AB

AB ?==6.35119549

m N n P

T H H H ?==6.17589549 m N n P T C

C C ?==4.7039549

应力计算：[]MPa MPa d T AB

AB 209.1716

3

1

=<==

τπ

τ

[]M P a M P a d T C

C 206.166016104.70316

3

3

3

3

=<=??=

=

τπ

π

τ

[]MPa MPa d T H

H 205.178016

106.175816

3

3

3

2

=<=??=

=

τπ

π

τ

8-7 联轴器采用直径为d 的螺栓连接，螺栓排到如图8-40所示，在半径为R 1的圆上有四个，在半径为R 2的圆上有六个，螺栓的许用应力为][τ，轴每分钟转数为n ，若不计圆盘间的摩擦，试求该联轴器所能传递的功率。

题8-7图

解： 一个螺栓能传递的剪力， 在2R 半径上：[]τπ

?=

24

2d F Q 在1R 半径上： 22

1

1FQ R R F Q =

所有螺栓能传递的扭矩为：

22212

2

221222

1221)

5.1(46464Q Q Q Q Q F R R R R F F R R R F R F T +=?+=+=

所有螺栓可传递的功率：

[])

(5.1954995492

2

2

2

12KW R R R d n T n P +?=?=τπ

8-8 图8-41所示为mm 6090?的矩形截面轴，受外力偶矩1T 和2T 作用，已知2161T .T =，

MPa ][60=τ，GPa G 80=，试求2T 的许用值及自由端截面A 的转角。

题8-8图

解： 计算[T 2]：

196.0231.05.1===βαb

h

6090

60231.0][6.22

22max max

≤???==T h b T ατ 所以m kN T ?≤73.1][2 计算A 截面的转角：

333632311013.660

90196.010*********.1)16.2(-?=???????+=+=+=hb G l T hb G l T AC BC AC

BC ββφφφ

8-9 实心轴与空心轴通过牙嵌离合器相连接（图8-42），已知轴的转速min /r n 100=，传递功率kW p 10=，材料许用应力MPa ][80=τ。试确定实心轴的直径d 和空心轴的内、外径d 1和D 1。已知6011.D /d =。

题8-9图

解： 离合器传递的扭矩：

m N T ?=?

=9.95410010

9549

实心轴直径：[]m m d d Wp T 3.3980

16

109.95433max

≥=≤?==τπτ

空心轴直径： (

)

m m d D D D d D T

6.256.42806

.0116

109.9541163

3

3

3

3max =∴=≤-?=

???

???????? ??-=

π

πτ

8-10 如图8-43所示，已知主动轮输入功率2.294=A P 马力，从动轮输出的功率分别为

55.73=B P 马力，78.36=C P 马力，9.183=D P 马力。轴的转速mi n /r n 200

=，MPa ][100=τ，试选择轴的直径。

题8-10图

解： 计算各轮的扭矩： m N T A ??=?

=410405.1200

2

.2949549

m N T B ??=?

=310512.320055.739549 m N T C ??=?=310756.120078

.369549 m

N T D ??=?=31078.82009

.1839549

所以AD 段的扭矩为最大：m N M x ??=3max 1078.8

[]10016

10

1078.833max max

=≤???==τπτm N d W M p

x

mm d 5.76≥∴

8-11 图8-44所示圆轴的外伸部分系空心圆截面，已知材料的许用应力MPa ][80=σ，试校核该轴的强度。

题8-11图

解：如图所示弯矩图，分别校核C 、B 截面的弯曲正应力， ][4.6360321090033max max

σπσ<=??==MPa W M C C

()

][3.7456032

109003

33max max

σπσ<=-??==MPa W M B B

8-12图8-45所示槽形截面梁有三块矩形板条粘结而成。已知MPa ][20=+σ，

MPa ][10-σ，MPa ][3=τ。试校核该梁的强度。

题8-12图

解：确定形心

[]mm

y

c

82

100

20

20

200

2

2

20

200

20

2

200

20

200

2

=

?

+

?

?

?

?

+

??

?

??

?

?

?

?

=

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

-

?

?

+

?

?

=

2

3

82

2

200

200

20

12

200

20

2

Z

I

4

7

2

3

10

969

.3

2

20

82

20

100

12

20

100

mm

?

=

?

?

?

?

?

-

?

?

+

?

+

[]MPa

MPa

I

y

M

Z

C

B

B

200

26

.8

10

969

.3

82

10

4

7

6

max

=

<

=

?

?

?

=

?

=+

+σ

σ

[]MPa

MPa

I

y

M

Z

c

B

B

10

9.

11

10

969

.3

)

82

200

(

10

4

)

200

(

7

6

max

=

>

=

?

-

?

?

=

-

?

=-

-σ

σ

MPa

I

y

M

Z

C

C

C

17

.5

10

969

.3

82

10

5.2

7

6

max

=

?

?

?

=

?

=

-

σ

MPa

I

y

M

Z

c

C

C

43

.7

10

969

.3

)

82

200

(

10

5.2

)

200

(

7

6

max

=

?

-

?

?

=

-

?

=

-

σ

()()

3

5

*10

7848

.2

2

82

200

20

82

200

2mm

S

z

?

=

??

?

??

?-

?

?

-

?

=

[]M P a M P a b I S F Z z

Q 314.120

210969.3107848.2105.67

5

3*max

=<=??????=??=ττ

8-13 一设计起重量为50kN 的吊车梁（图8-4a ），跨度m .L 510=，由Ⅰ字钢I45a 制成，

MPa ][140=σ，MPa ][75=τ。现需起吊一70kN 的重物，问其强度是否足够？如不够，

则在上、下翼缘各加焊一块mm 10100?的钢板（图8-46b ），试决定钢板的最小长度。已知电葫芦重kN W 15=（梁的自重不考虑）。

题8-13图 解： 当吊车运行到梁中点时为最危险工况， m KN M ?=?+=

125.2232

5

.1021570max 查表I45a 的几何特性参数为：

mm b mm S I mm I mm W z

z

z z 5.1138610332401014304

436==?=?=

[]σσ>=??=MPa 15610143010125.2233

6max

[]MPa MPa b S I F z

z Q 756.95.11386105.423max max

=<=??=?=ττ 在上、下翼缘各加焊一块mm 10100?的钢板，根据正应力强度计算：

462

31088.32210245010100121010021mm I I z z ?=???

? ????? ??+??+??

+= 3661037.1102

4501088.3221

1m m y

I W z z ?=+?==

[]m N mm N W M z ??=??=??=?=366max 108.191108.1911037.11401σ

根据max σ来确定 m M x 5.4105.42108.191105.423

3

3max =??=?=

则 m l 5.15.425.10=?-=

8-14 如图8-47所示外伸梁，已知MPa ][160=σ，试分别选择矩形2=)b /h (、Ⅰ字钢、圆形及圆环形)d /D (2=四种截面，并比较其横截面面积大小。

题8-14图

解：m kN F m

kN F By Ay ?=?=5.225.2

梁的弯矩图如图b)所示。m kN M ?=25.6max

[]346

m a x 10906.3160

1025.6mm M W z ?=?==σ

① 矩形截面：()mm h mm b W b b b bh W z 78,393

26262

2

2====?==

230427839mm A =?=矩

② 工字钢截面：查表得I10的2

3

1430,49mm A cm W z ==工 ③ 圆形：23

3

66.42984

,

7432

mm d A mm d d W ==

==ππ圆

④ 圆环：

mm

D mm d d d D d W 77,5.383271322

3

3===???

? ??-???

??=ππ

()22234914

mm d D A =-=π

环

8-15 一工厂为了起吊一重量kN W 300=的大型设备，采用了一台150kN 吊车、一台200kN 吊车及一根辅助梁（图8-48），已知梁的MPa ][160=σ，m l 4=。试求：（1）重物在梁的什么位置，才能保证两台吊车都不超载；（2）若用Ⅰ字钢作辅助梁，应选择多大型号。

题8-15图

解： ()()m x x l x l W F A 21504

4300≥≤-=-?=

m x x l x W F B 67.22004

300≤≤=?=

取AC 段建立弯矩方程:

()()1504

4300≤-?=

?=x x x F x M A

当X=2m 时: ()m kN M ?=?-?=

30042

24300max []

366max

10875.1160

10300mm M W z ?=?==

σ

取I50b ，3

1940cm W z =

8.16一简支梁由两个槽钢组成，受四个集中力作用（图8-49）。已知kN 1201=F ，

kN 302=F ，kN 403=F ，kN 124=F ，许用应力MPa 170][=σ，MPa 100][=τ。试

选择槽钢的型号。

F 2=30kN

F 3=40kN F 4=12kN

F 1=120kN

图8-49

解：由静力平衡方程可求得 F A =138kN F B =64kN

画剪力图和弯矩图，如图所示，可知最大剪力为138kN ，最大弯矩为62.4 kNm 先按正应力设计，再校核剪应力

W

W M 3max max

104.62?==σ

令max σ[]σ= 则

3336

3

367cm m 10367.010

170104.62=?=??=-W 若选工字钢可选25号工字钢，并查表知2

*

1058.21/-?=S I Z

93.7910

81058.21101383

23

*

max max =????=??=

--b

I S F Z Q τMPa<[τ] 若选两槽钢，可选20号槽钢，无法校核其剪切强度

8.17 当F 力直接作用在梁AB 中点时，梁内的最大正应力超用许用应力30％。为了消除过载现象，配置了如图8-50所示的辅助梁CD ，试求此辅助梁的跨度。

图8-50

解：先由静力平衡求出支座反力： F F F B A 21

=

= F F F D C 21

==

画AB 梁的弯矩图如图所示 )(4

1

m a x a l F M -=

()W

a l F W M -=

=4

1

max max σ 使梁承载能力增大30%，即所加辅梁后的最大应力达到原水平时，载荷可为原载荷的

1.3倍，可得如下关系：

()()W

Fl

W a l F 413.141

=-?

由上式解得a =0.231l , a 越大max M 越小, 因此当a >=0.231l 时，承载能力可提高30%以上.

8.18 I20a 工字钢梁的支承及受力如图8-51所示。若MPa 160][=σ，试求许可载荷F 。

解: 由静力平衡方程求得： F F F B A 3

1

== 梁的弯矩图如图所示 F M 3

2

m a x =

(Nm)

6max max 10

23732-?==

F W

M σ

令

[]Pa 101606max ?=≤σσ 可求得 88.56≤F kN 即许可载荷F 为56.88kN .

图8-51

8.19截面为I10的工字钢梁AB ，在D 点由圆钢杆DC 支承（图8-52），已知梁及杆的

MPa 160][=σ，试求允许均布载荷q 及圆杆的直径d 。

B

2F/3

图8-52

解：由静力平衡可求得拉杆CD 的拉力为 q F N 4

9

= 画弯矩图, q M 2

1m a x =

按AB 梁设计载荷：

q W M 6

m a x m a x

104921

-?==σ 令

[

]σσ=m a x 已知[]MPa 160=σ , 可求得均布载荷 q =15680 N/m=15.68 kN/m

确定拉杆尺寸：

23

4

11068.154

9

d A

F

N πσ??==杆

令

[]σσ=杆 可求得圆杆直径d =16.76mm

8.20由I16工字钢制成的简支梁AB ，跨度m 5.1=l ，在中点作用一集中力F (图8-53)，为了测得F 得大小。在距中点0.25m 处的下沿C 处布置一应变片，梁受力后测得其应变

410014-?=.ε，已知钢材的弹性模量GPa 210=E ，求集中力F 的大小。

F A

图8-53

解： 1.画弯矩图，C 处弯矩 Fl M C 6

1= 2.求C 处正应力

F F W M C C 3610773.110

1415

.161

?=??==-σ 由 胡克定律得C 处线应变， F F E 9

9310443.810

21010773.1-?=??==σ

ε 代入已知条件ε=4.01×10-4 得F =47.5 kN

8.21 AB 梁的截面形状及其所承受的载荷如图8-54所示。已知截面的形心主惯性矩

48mm 100.1?=z I ，材料的许用应力为MPa 5][=+σ，MPa 12][=-σ，MPa 3][=τ，

试问此梁的截面应如何放置才合适？梁的截面经合理放置后，若m kN 5?=B M 不变，试求许可载荷F 值。

解：首先作剪力图，弯矩图，由图可知CB 梁段弯矩为5KNm 若截面T 形放置，则1110

100.122.01051283max

=????=-+σ

MPa>[σ+] 不合理，因此必须⊥放置

⊥放置时11max =-

σ MPa<[σ-]

310

100.106.01051283max

=????=-+σ

MPa<[σ+] CB 段满足强度要求 A 截面处 ()12

83max

10

100.122.0510-+???-?=F σ 令][max

++

≤σσ 可得F <=30kN

由于A 截面处+

-

图8-54

剪应力：82.6102202010306

3=???==-bh F 平均

τ MPa<[τ]不满足

20

101110

2022010308

3*

max

??????=??=b I S F Z z

Q τMPa=7.26MPa>[τ] 为使[]3max =≤ττMPa, F 应缩小7.26/3倍，即4.123

26.730

=≤

F kN 8.22在工字钢梁I18上作用着可移动的载荷F （图8-55）。为提高梁的承载能力，试确定l

的合理数值及相应的许可载荷。设MPa 160][=σ。

M

A

B

M

F l

图8-55

解：当F 作用在CD 之间时，作用在其中点处为最坏情况. 可作弯矩图如图所示，此时

6

max max 10

185213-???? ??

-==F

l W

M σ 令 []160

m a x ==σσ MPa 则有29600213=??

?

??

-

F l ① 当作用在梁外伸段时，F 作用在端截面处最危险，此时弯矩图如图所示 Fl M =max

6

max max 10

185-?==

Fl

W M σ 令[]σσ=max 则有

29600=Fl ②

联立①②两式可得梁长l =2m, 许可载荷 F =14800N=14.8kN 。

8.23 测定材料剪切强度的剪切器的示意图如图8-56所示。设圆试件的直径mm 15=d ，当压力kN 5.31=F 时，试件被剪断，试求材料的名义剪切极限应力。若剪切许用应力为

MPa 80][=τ，试问安全系数等于多大？

图8-56

解： 由公式（8-9）可求名义剪切极限应力 2

3154

12105.31πσ??==

A

F 极限

极限MPa=89.13MPa

安全系数[]114.180

13

.89===ττ极限n

8.24木楔接头如8-57所示。kN 40,mm 45,mm 350,mm 120=====F a l h b 。试求接头的剪切和挤压应力。

图8-57

解： 接头的切应力为 M P a 95.0Pa 1012035010406

3

=???==-lb F τ 接头的挤压应力为 6

3

10

120451040-???==ab F

jy

σ Pa=7.41MPa 8-25 图8-58所示对接接头每边由两个铆钉铆接，钢板与铆钉材料均为Q235钢，已知材料的许用应力为M P a 160][=σ，MPa 320][=c σ，MPa 120][=τ，kN 100=F ，

10mm =δ，mm 150=b ，mm 17=d ，0mm 8=a ，试校核此接头的强度。

图8-58

解：钢板的拉应力为

()()160MPa ][MPa 2.86Pa 10

101721501010026

3

=<=???-?=-=-σδσd b F

钢板与铆钉的挤压应力为 6

3

10

10172101002-????=??=δσd F jy

Pa = 294.12MPa < [σc ]=320MPa 铆钉剪切应力为6

23

21017101004

122-???=??=ππτd

F Pa=110MPa<[τ]=120MPa

8-26 如图8-59所示冲床的最大冲压力为400kN ，冲头材料的许用应力40MPa 4][=σ，被冲剪的板材剪切强度极限360MPa =b τ，求在最大冲力作用下所能冲剪的圆孔最小直径d 和板的最大厚度δ。

图8-59

解： 为了满足冲头强度的要求, 需：

[][]σπσ≤≤24

1d F A

F 即

代入数值 4404

11040023

≤?d π 解得 能冲剪的圆孔最小直径 mm 02.34≥d

冲剪的圆孔直径最小时, 板厚可取得最大值δ

4.10,36002.34

10400,3

≤≥???≥?δδ

πτδπb d F mm 8.27试求图8-60所示联结螺栓所需的直径，已知F =200kN,δ=20mm ,螺栓材料的许用应力[τ]=80MPa,[σC ]=200MPa （联结板的强度不考虑）。

图8-60 解：螺栓受剪切应力和挤压应力两种作用 为了满足剪应力要求

[]τπ≤?24

12d F

材料力学习题

选择题 1.现有两种说法： ①弹性变形中，σ-ε一定是线性关系 ②弹塑性变形中，σ-ε一定是非线性关系 ；哪种说法正确？ A ：①对②错； B ：①对②对； C ：①错②对； D ：①错②错； 2、进入屈服阶段以后，材料发生 变形。 A ：弹性； B ：非线性； C ：塑性； D ：弹塑性； 3、钢材经过冷作硬化以后， 基本不变。 A ：弹性模量； B ：比例极限； C ：延伸率； D ：断面收缩率； 4、钢材进入屈服阶段后，表面会沿 出现滑移线。 3、设轴向拉伸杆横截面的正应力为σ，则45度斜截面上的正应力和切应力分别 为 。 A ：σ/2、σ； B ：均为σ； C ：σ、σ/2； D ：均为σ/2 4、轴向拉压杆，与其轴线平行的纵向截面上 。 A ：正应力为零、切应力不为零； B ：正应力不为零、切应力为零； C ：正应力、切应力均不为零； D ：正应力和切应力均为零。 答案：1. A ； 2. D ； 3.D ； 4.D ； 判断题 1. 材料的延伸率与试件的尺寸有关 2. 没有明显的屈服极限的塑性材料，可以将产生0.2％应 变时的应力作为屈服极限 3. 构件失效时的极限应力是材料的强度极限 判断题 1、轴向拉压杆件任意斜截面上的内力作用线一定与杆件的轴线重合 2、拉杆内只存在均匀分布的正应力，不存在切应力。 3、杆件在轴向拉压时最大正应力发生在横截面上 4、杆件在轴向拉压时最大切应力发生在与轴线成45度角的斜截面上 选择题 1、杆件的受力和截面如图，下列说法中，正确的是 。 A ：σ1>σ2>σ3； B ：σ2>σ3>σ1 C ：σ3>σ1>σ2 Ｄ：σ2>σ1>σ 3 2、设ｍ－ｍ的面积为Ａ，那么P/Ａ代表 A ：横截面上正应力； B ：斜截面上剪应力； C ：斜截面上正应力； D ：斜截面上应力。

材料力学试题及答案

一、判断题（正确打“√”，错误打“X ”，本题满分为10分） 1、拉杆伸长后，横向会缩短，这是因为杆有横向应力的存在。( ) 2、圆截面杆件受扭时，横截面上的最大切应力发生在横截面离圆心最远处。( ) 3、两梁的跨度、承受载荷及支承相同，但材料和横截面面积不同，因而两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。( ) 4、交变应力是指构件内的应力，它随时间作周期性变化，而作用在构件上的载荷可能是动载荷，也可能是静载荷。( ) 5、弹性体的应变能与加载次序无关，只与载荷的最终值有关。（ ） 6、单元体上最大切应力作用面上必无正应力。( ) 7、平行移轴公式表示图形对任意两个相互平行轴的惯性矩和惯性积之间的关系。（ ） 8、动载荷作用下，构件内的动应力与材料的弹性模量有关。( ) 9、构件由突加载荷所引起的应力，是由相应的静载荷所引起应力的两倍。( ) 10、包围一个点一定有一个单元体，该单元体各个面上只有正应力而无切应力。( ) 二、选择题（每个2分，本题满分16分） 1．应用拉压正应力公式A F N =σ的条件是（ ）。 A 、应力小于比例极限； B 、外力的合力沿杆轴线； C 、应力小于弹性极限； D 、应力小于屈服极限。 2．梁拟用图示两种方式搁置，则两种情况下的最大弯曲正应力之比 ) (m ax )(m ax b a σσ 为 （ ）。 A 、1/4； B 、1/16； C 、1/64； D 3、关于弹性体受力后某一方向的应力与应变关系有如下论述：正确的是 。 A 、有应力一定有应变，有应变不一定有应力； B 、有应力不一定有应变，有应变不一定有应力； C 、有应力不一定有应变，有应变一定有应力； D 、有应力一定有应变，有应变一定有应力。 4、火车运动时，其轮轴横截面边缘上危险点的应力有四种说法，正确的是 。 A ：脉动循环应力： B ：非对称的循环应力； C ：不变的弯曲应力；D ：对称循环应力 5、如图所示的铸铁制悬臂梁受集中力F 作用，其合理的截面形状应为图（ ） (a) (b)

孙老师的资料---材料力学习题

材料力学 任务1 杆件轴向拉伸（或压缩）时的内力计算 选择题：（请在下列选项中选择一个正确答案并填在括号内） 1．在图2-1-1中，符合拉杆定义的图是（）。 A B C 图2-1-1 （A） 2．材料力学中求内力的普遍方法是（） A．几何法B．解析法C．投影法D．截面法 （D） 3．图2-1-2所示各杆件中的AB段，受轴向拉伸或压缩的是（）。 A B C 图2-1-2 （A） 4．图2-1-3所示各杆件中受拉伸的杆件有（）。 图2-1-3 A．BE杆几何法B．BD杆解析法C．AB杆、BC杆、CD杆和AD杆（C） 5．图2-1-4所示AB杆两端受大小为F的力的作用，则杆横截面上的内力大小为（）。 A．F B．F/2 C．0 （A） 6．图2-1-5所示AB杆受大小为F的力的作用，则杆横截面上的内力大小为（）。 A．F/2 B．F C．0 （B）

图2-1-4 图2-1-5 计算题： 1．试求图2-1-6所示杆件上指定截面内力的大小。 a）b） 图2-1-6 参考答案： 解： 图a： (1) 求1-1截面的内力 1）截开沿1-1截面将杆件假想分成两部分。 2）代替取右端为研究对象（可简化计算）画受力图，如下图a所示。 3）平衡根据静力学平衡方程式求内力F N1为： 由∑F x＝0 得－4F－F N1＝0 F N1＝－4F（压力） (2) 求2-2截面的内力同理，取2-2截面右端为研究对象画受力图（如下图a所示）， 可得 F N2＝3F－4F＝－F（压力） 图b： (1) 求1-1截面的内力 截开沿1-1截面将杆件假想分成两部分。 代替取左端为研究对象（可简化计算）画受力图，如下图b所示。 平衡根据静力学平衡方程式求内力F N1为： 由∑F x＝0 得F＋F N1＝0 F N1＝－F（压力） 同理，取2-2截面左端为研究对象画受力图如下图b所示，可得 F N2＝2F－F＝F（拉力） 取3-3截面右端为研究对象画受力图如下图b所示，可得 F N3＝－F（压力）

工程力学材料力学_知识点_及典型例题

作出图中AB杆的受力图。 A处固定铰支座 B处可动铰支座 作出图中AB、AC杆及整体的受力图。 B、C光滑面约束 A处铰链约束 DE柔性约束 作图示物系中各物体及整体的受力图。 AB杆：二力杆 E处固定端 C处铰链约束

（1）运动效应：力使物体的机械运动状态发生变化的效应。 （2）变形效应：力使物体的形状发生和尺寸改变的效应。 3、力的三要素：力的大小、方向、作用点。 4、力的表示方法： （1）力是矢量，在图示力时，常用一带箭头的线段来表示力；（注意表明力的方向和力的作用点！） （2）在书写力时，力矢量用加黑的字母或大写字母上打一横线表示，如F、G、F1等等。 5、约束的概念：对物体的运动起限制作用的装置。 6、约束力（约束反力）：约束作用于被约束物体上的力。 约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反。 约束力的作用点，在约束与被约束物体的接处 7、主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。作用于被约束物体上的除约束力以外的其它力。 8、柔性约束：如绳索、链条、胶带等。 (1)约束的特点：只能限制物体原柔索伸长方向的运动。 (2)约束反力的特点：约束反力沿柔索的中心线作用，离开被约束物体。（） 9、光滑接触面：物体放置在光滑的地面或搁置在光滑的槽体内。 （1）约束的特点：两物体的接触表面上的摩擦力忽略不计，视为光滑接触面约束。被约束的物体可以沿接触面滑动，但不能沿接触面的公法线方向压入接触面。 （2）约束反力的特点：光滑接触面的约束反力沿接触面的公法线，通过接触点，指向被约束物体。（） 10、铰链约束：两个带有圆孔的物体，用光滑的圆柱型销钉相连接。 约束反力的特点:是方向未定的一个力；一般用一对正交的力来表示，指向假定。（）11、固定铰支座 （1）约束的构造特点：把中间铰约束中的某一个构件换成支座，并与基础固定在一起，则构成了固定铰支座约束。

材料力学试题及答案全

江 苏 科 技 大 学 学年第二学期材料力学试题(A 卷) 一、 选择题（20分） 1、图示刚性梁AB 由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A 1和A 2，若载荷P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（ ）。 A 、A 1〈A 2 B 、A 1 〉A 2 C 、A 1=A 2 D 、A 1、A 2为任意 2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个答：（ ） （1）扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA （2）变形的几何关系（即变形协调条件） （3）剪切虎克定律 （4）极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dA A 、（1） B 、（1）（2） C 、（1）（2）（3） D 、全部 3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（ ） A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ 题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分 题一、3图 工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号 ---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题------------------------------------------------------------- 题一、1

4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（ ） A 、提高到原来的2倍 B 、提高到原来的4倍 C 、降低到原来的1/2倍 D 、降低到原来的1/4倍 5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ） A 、2 B 、4 C 、8 D 、16 二、作图示梁的剪力图、弯矩图。（１５分） 三、如图所示直径为d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、 材料的弹性常数E 、μ均为已知。（15分） 四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，皮带轮直径D =250mm ，主轴外伸部分长度为l =120mm ，主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，用第三强度理论校核轴的强度。（15分） 题一、5图 三题图 四题图 题一、4 二 题 名____________ 学号 线 内 不 准 答 题

材料力学习题第六章应力状态答案详解.

第6章 应力状态分析 一、选择题 1、对于图示各点应力状态，属于单向应力状态的是（A ）。 20 （MPa ） 20 d （A ）a 点；（B ）b 点；（C ）c 点；（D ）d 点 。 2、在平面应力状态下，对于任意两斜截面上的正应力αβσσ=成立的充分必要条件，有下列四种答案，正确答案是（ B ）。 （A ）,0x y xy σστ=≠；（B ）,0x y xy σστ==；（C ）,0x y xy σστ≠=；（D ）x y xy σστ==。 3、已知单元体AB 、BC 面上只作用有切应力τ，现关于AC 面上应力有下列四种答案，正确答案是（ C ）。 （A ）AC AC /2,0ττσ== ； （B ）AC AC /2,/2ττ σ==； （C ）AC AC /2,/2 ττσ==；（D ）AC AC /2,/2ττσ=-=。 4、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。关于它们的正确性，现有四种答案，正确答案是（ D ）。

(b) (a) （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。 5、对于图示三种应力状态（a）、（b）、（c）之间的关系，有下列四种答案，正确答案是（D ）。 τ (a) (b) (c) （A ）三种应力状态均相同；（B）三种应力状态均不同； （C）（b）和（c）相同；（D）（a ）和（c）相同； 6、关于图示主应力单元体的最大切应力作用面有下列四种答案，正确答案是（B ）。 (A) (B) (D) (C) 解答： max τ发生在 1 σ成45的斜截面上 7、广义胡克定律适用范围，有下列四种答案，正确答案是（C ）。 （A）脆性材料；（B）塑性材料； （C）材料为各向同性，且处于线弹性范围内；（D）任何材料； 8、三个弹性常数之间的关系：/[2(1)] G E v =+适用于（C ）。 （A）任何材料在任何变形阶级；（B）各向同性材料在任何变形阶级； （C）各向同性材料应力在比例极限范围内；（D）任何材料在弹性变形范围内。

材料力学题库及答案共29页

课程名称:《材料力学》 一、判断题(共266小题） 材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。（ A ） 2、内力只能是力。（ B ） 3、若物体各点均无位移，则该物体必定无变形。（ A ） 4、截面法是分析应力的基本方法。（ B ） 5、构件抵抗破坏的能力，称为刚度。（ B ） 6、构件抵抗变形的能力，称为强度。( B ) 7、构件在原有几何形状下保持平衡的能力，称为构件的稳定性。（ A ） 8、连续性假设，是对变形固体所作的基本假设之一。（ A ） 9、材料沿不同方向呈现不同的力学性能，这一性质称为各向同性。（ B ） 10、材料力学只研究处于完全弹性变形的构件。（ A ） 11、长度远大于横向尺寸的构件，称为杆件。（ A ） 12、研究构件的内力，通常采用实验法。（ B ） 13、求内力的方法，可以归纳为“截-取-代-平”四个字。 （ A ） 14、1MPa=109Pa=1KN/mm2。（ B ） 15、轴向拉压时 45o斜截面上切应力为最大，其值为横截面上正应力的一半（ A ） 16、杆件在拉伸时，纵向缩短，ε<0。（ B ） 17、杆件在压缩时，纵向缩短，ε<0；横向增大，ε'>0。（ A ） 18、σb是衡量材料强度的重要指标。（ A） 19、δ=7%的材料是塑性材料。（ A ） 20、塑性材料的极限应力为其屈服点应力。（ A ）21、“许用应力”为允许达到的最大工作应力。（ A ） 22、“静不定系统”中一定存在“多余约束力”。（ A ） 23、用脆性材料制成的杆件，应考虑“应力集中”的影响。 （ A ） 24、进行挤压计算时，圆柱面挤压面面积取为实际接触面的正投影面面积。（ A ） 25、冲床冲剪工件，属于利用“剪切破坏”问题。（ A ） 26、同一件上有两个剪切面的剪切称为单剪切。（ B ） 27、等直圆轴扭转时，横截面上只存在切应力。（ A ） 28、圆轴扭转时，最大切应力发生在截面中心处。（ B ） 29、在截面面积相等的条件下，空心圆轴的抗扭能力比实心圆轴大。（ A ） 30、使杆件产生轴向拉压变形的外力必须是一对沿杆件轴线的集中力。（ B ） 31、轴力越大，杆件越容易被拉断，因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。（ B ） 32、内力是指物体受力后其内部产生的附加相互作用力。 （ A ） 33、同一截面上，σ必定大小相等，方向相同。（ B ） 34、杆件某个横截面上，若轴力不为零，则各点的正应力均不为零。（ B ） 35、δ、值越大，说明材料的塑性越大。（ A ） 36、研究杆件的应力与变形时，力可按力线平移定理进行移动。（ B ） 37、杆件伸长后，横向会缩短，这是因为杆有横向应力存在。 （ B ） 38、线应变的单位是长度。（ B ） 第１页

材料力学精编例题word资料11页

一填空 1 为保证机械和工程结构的正常工作,其中各构件一般应满足强度、刚度和稳定性三方面要求。 2 截面上任一点处的全应力一般可分解为法线方向和切线方向的分量。前者称为该点的正应力，用表示；后者称为该点的切应力，用表示。 4 低碳钢在屈服阶段呈现应力不变，应变持续增长的现象；冷作硬化将使材料的比例极限提高，而塑性降低。 5 低碳钢在拉伸过程中，依次表现为弹性，屈服，强化，颈缩四个阶段。6材料的破坏形式有两种_____ _、 ___ _。 7 ε和ε 1分别为杆件的轴向应变和横向应变，不管杆件受拉还是受压，ε和ε 1 乘 积必小于零。 8.一硬铝试件，h=200mm，b=20mm。试验段长度l0=70mm。在轴向拉力F P =6kN作用下，测得试验段伸长Δl0=0.15mm。硬铝的弹性模量E为 700MPa 。 9图示结构的剪切面面积= bl；挤压面积= ab。 10 有两根圆轴，一根是实心轴，一根是空心轴。它们的长度、横截面面积、材料、所受转矩m均相同。若用φ实和φ空分别表示实心轴和空心轴的扭转角，则φ实（大于）φ空。（填入“大于”、“小于”、“等于”、或“无法比较”） 11. 当受扭圆轴的直径减少一半，而其它条件都不变时，圆轴横截面上的最大剪应力将增大 8 倍。 12 若平面图形对某一轴的静矩为零，则该轴必通过图形的。 13 一截面矩形（高为h，底边宽为b），若z轴与底边重合，该截面对z轴的惯性矩为I z= 。

14 若一处圆形截面的极惯性矩I p =11.6 cm 4 ，则该截面的形心主惯性矩I z = 15 已知一根梁的弯矩方程为M x =-2x 2+3x +3，则梁的剪力方程为 。 16 等截面简支梁受均布荷载作用。当梁的长度、高度、宽度和荷载均缩小为原来的1/10时，梁横截面上的最大正应力为原来的 100 %，最大剪应力为原来的 100 %，最大挠度为原来的 10 %。 18. 用积分法求图示梁的挠曲线方程时，需应用的边 界条件是 ， 连续条件是 19设火车轮缘与钢轨接触点处的主应力为–800MPa 、– 强度理论，其相当应力为 300MPa 。 20 横截面面积为A 的等直杆两端受轴向拉力F 的作用，最大正应力σmax = ， 发生在 截面上，该截面上的剪应力τ= ；最大剪应力τmax = ，发生在 截面上，该截面上的正应力σ= ；任 意两个相互垂直的斜截面上的正应力之和都等于 。 24 影响压杆临界力大小的因素有 杆长 、 支承 、 截面形状及尺寸 、 材料 。 25非细长杆如果误用了欧拉公式计算临界力，其结果比实际 大，危险 ；横截面上的正应力有可能 超过比例极限 。 26 将圆截面压杆改成面积相等的圆环截面压杆，其它条件不变，其柔度将 降低 ，临界应力将 增大 。 二 选择题 1. 图示钢杆在安装后尚有间隙e ，若在截面B 处受荷载F 作用，杆件AB 段的伸长和BC 段的缩短分别用Δl AB 和Δl BC 表示，则在 计算杆内

材料力学题目及答案

材料力学题目及答案Revised on November 25, 2020

习题3-1图 (a) 习题3-2图 (a) 习题3-3图 习题3-4图 第3章 弹性杆件横截面上的正应力分析 3－1 桁架结构受力如图示，其上所有杆的横截面均为20mm ×50mm 的矩形。试求杆CE 和杆DE 横截面上的正应力。 解：图（a ）中，5 4 cos =θ （1） 截面法受力图（a ） 0=∑D M ，03)515(4=?+-?CE F （2） F CE = 15 kN 0=∑x F ，40cos =θDE F （3） （1）代入（3），得F DE = 50 kN ∴ 1505.002.010153 =??==A F CE CE σMPa 50==A F DE DE σMPa 3－2 图示直杆在上半部两侧面受有平行于杆轴线的均匀分布载荷，其集度p = 10kN/m ，在自由端D 处 作用有集中呼F P = 20 kN 。已知杆的横截面面积A = ×10-4m 2，l = 4m 。试求： 1．A 、B 、E 截面上的正应力； 2．杆内横截面上的最大正应力，并指明其作用位置。 解：由已知，用截面法求得 F N A = 40 kN F N B = 20 kN F N E = 30 kN （1）200100.2104043 N =??==-A F A A σMPa 100N ==A F B B σMPa 150N ==A F E E σMPa （2）200max ==A σσMPa （A 截面） 3－3 图示铜芯与铝壳组成的复合材料杆，轴向拉伸载荷F P 通过两端的刚性板加在杆上。试： 1．写出杆横截面上的正应力与F P 、d 、D 、E c 、E a 的关系式； 2．若已知d = 25mm ，D = 60mm ；铜和铝的单性模量分别为E c = 105GPa 和E a = 70GPa ，F P = 171 kN 。试求铜芯与铝壳横截面上的正应力。 解：1．变形谐调： a a Na c c Nc A E F A E F = （1） P Na Nc F F F =+ （2） ∴ ? ??? ?????-+==-?+?=+==4)(π4π)(4π4π22a 2 c P a a Na a 22a 2c P a a c c P c c Nc c d D E d E F E A F d D E d E F E A E A E F E A F c σσ 2． 5.83)025.006.0(π1070025.0π1010510171101054229293 9c =-???+???????= σMPa 6.5510570 5.83c a c a =? ==E E σσMPa 3－4 图示由铝板钢板组成的复合材料柱，纵向截荷F P 通过刚性平板沿着柱的中心线施加在其上。试： 1．导出复合材料柱横截面上正应力与F P 、b 0、b 1、h 和E a 、E s 之间的关系式； 2．已知F P = 385kN ；E a = 70GPa ，E s = 200GPa ；b 0 = 30mm ，b 1 = 20mm ，h = 50mm 。求铝板与钢板横截面上的最大正应力。 解：变形谐调： a a Na s s Ns A E F A E F = （1）

材料力学习题与答案

第一章 包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限（σP）或屈服强度（σS）增加；反向加载时弹性极限（σP）或屈服强度（σS）降低的现象。 解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。 解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。 韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源。 解理断裂是典型的脆性断裂的代表，微孔聚集断裂是典型的塑性断裂。 5.影响屈服强度的因素 与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈服强度 位错增值和运动 晶粒、晶界、第二相等

外界影响位错运动的因素 主要从内因和外因两个方面考虑 （一）影响屈服强度的内因素 1．金属本性和晶格类型（结合键、晶体结构） 单晶的屈服强度从理论上说是使位错开始运动的临界切应力，其值与位错运动所受到的阻力（晶格阻力－－派拉力、位错运动交互作用产生的阻力）决定。 派拉力： 位错交互作用力 （a是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数，L是位错间距。）2．晶粒大小和亚结构 晶粒小→晶界多（阻碍位错运动）→位错塞积→提供应力→位错开动→产生宏观塑性变形。 晶粒减小将增加位错运动阻碍的数目，减小晶粒内位错塞积群的长度，使屈服强度降低（细晶强化）。 屈服强度与晶粒大小的关系： 霍尔－派奇（Hall-Petch) σs= σi+kyd-1/2 3．溶质元素 加入溶质原子→（间隙或置换型）固溶体→（溶质原子与溶剂原子半径不一样）产生晶格畸变→产生畸变应力场→与位错应力场交互运动→使位错受阻→提高屈服强度（固溶强化）。 4．第二相（弥散强化，沉淀强化） 不可变形第二相

材料力学试题及答案

一、一结构如题一图所示。钢杆1、2、3的横截面面积为A=200mm 2，弹性模量E=200GPa ，长度l =1m 。制造时3杆短了△=0.8mm 。试求杆3和刚性梁AB 连接后各杆的内力。（15分） 二、题二图所示手柄，已知键的长度30 mm l =，键许用切应力[]80 MPa τ=，许用挤压应力[σ 三、题三图所示圆轴，受e M 作用。已知轴的许用切应力[]τ、切变模量G ，试求轴直径d 。 （15分） 五、分）

六、如题六图所示，变截面悬臂梁受均布载荷q 作用，已知q 、梁长l 及弹性模量E 。试用积分法求截面A 的挠度w A 和截面C 的转角θC 。（15分） 七、如图所示工字形截面梁AB ，截面的惯性矩672.5610z I -=?m 4，求固定端截面翼缘和腹板交界处点a 的主应力和主方向。（15分） 一、（15分） （1）静力分析（如图（a ）） F F F 图（a ） ∑=+=231,0N N N y F F F F （a ） ∑==31,0N N C F F M （b ） （2）几何分析（如图（b ） ） 50kN A B 0.75m

1 l ?2 l ?3 l ? 图（b ） ?=?+?+?3212l l l （3）物理条件 EA l F l N 11= ?，EA l F l N 22=?，EA l F l N 33=? （4）补充方程 ?=++EA l F EA l F EA l F N N N 3212 （c ） （5）联立（a ）、（b ）、（c ）式解得： kN F kN F F N N N 67.10,33.5231=== 二、（15分） 以手柄和半个键为隔离体， S 0, 204000O M F F ∑=?-?= 取半个键为隔离体，bs S 20F F F == 由剪切：S []s F A ττ=≤，720 N F = 由挤压：bs bs bs bs [][], 900N F F A σσ=≤≤ 取[]720N F =。 三、（15分） e A B M M M += 0AB ?=, A B M a M b ?=? 得 e B a M M a b =+, e A b M M a b =+ 当a b >时 d ≥b a >时 d ≥ 。 四、（15分） F

材料力学练习题及答案-全

学年第二学期材料力学试题(A卷) 题号一二三四五六总分得分 一、选择题（20分） 1、图示刚性梁AB由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A1和A2，若载荷P使刚梁平行下移，则其横截面面积（）。 A、A1〈A2 题一、1图 B、A1〉A2 C、A1=A2 D、A1、A2为任意 2、建立圆轴的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（） （1）扭矩M T与剪应力τρ的关系M T=∫AτρρdA （2）变形的几何关系（即变形协调条件） （3）剪切虎克定律 （4）极惯性矩的关系式I T=∫Aρ2dA A、（1） B、（1）（2） C、（1）（2）（3） D、全部

3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（ ） A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ 4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（ ） A 、提高到原来的2倍 B 、提高到原来的4倍 C 、降低到原来的1/2倍 D 、降低到原来的1/4倍 5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ） A 、2 B 、4 C 、8 D 、16 题一、3图 题一、5图 题一、4

二、作图示梁的剪力图、弯矩图。（１５分） 三、如图所示直径为d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。（15分） 四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，皮带轮直径D =250mm ，主 轴外伸部分长度为l =120mm ，主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，用第三强度理论校核轴的强度。（15分） 五、重量为Q 的重物自由下落在图示刚架C 点，设刚架的抗弯刚度为 三题图 四题图 二 题 图 姓名____________ 学号 -----------------------------------------------------------

材料力学习题册答案-第3章 扭转

第三章扭转 一、是非判断题 1.圆杆受扭时，杆内各点处于纯剪切状态。（×） 2.杆件受扭时，横截面上的最大切应力发生在距截面形心最远处。（×） 3.薄壁圆管和空心圆管的扭转切应力公式完全一样。（×） 4.圆杆扭转变形实质上是剪切变形。（×） 5.非圆截面杆不能应用圆截面杆扭转切应力公式，是因为非圆截面杆扭转时“平截面假设”不能成立。（√） 6.材料相同的圆杆，他们的剪切强度条件和扭转强度条件中，许用应力的意义相同，数值相等。（×） 7.切应力互等定理仅适用于纯剪切情况。（×） 8.受扭杆件的扭矩，仅与杆件受到的转矩（外力偶矩）有关，而与杆件的材料及其横截面的大小、形状无关。（√） 9.受扭圆轴在横截面上和包含轴的纵向截面上均无正应力。（√） 10.受扭圆轴的最大切应力只出现在横截面上。（×） 11.受扭圆轴内最大拉应力的值和最大切应力的值相等。（√） 12.因木材沿纤维方向的抗剪能力差，故若受扭木质圆杆的轴线与木材纤维方向平行，当扭距达到某一极限值时，圆杆将沿轴线方向出现裂纹。（×） 二、选择题

1.内、外径之比为α的空心圆轴，扭转时轴内的最大切应力为τ，这时横截面上内边缘的切应力为 （ B ） A τ； B ατ； C 零； D （1- 4α）τ 2.实心圆轴扭转时，不发生屈服的极限扭矩为T ，若将其横截面面积增加一倍，则极限扭矩为（ C ） 0 B 20T 0 D 40T 3.两根受扭圆轴的直径和长度均相同，但材料C 不同，在扭矩相同的情况下，它们的最大切应力τ、τ和扭转角ψ、ψ之间的关系为（ B ） A 1τ=τ2, φ1=φ2 B 1τ=τ2, φ1≠φ2 C 1τ≠τ2, φ1=φ2 D 1τ≠τ2, φ1≠φ2 4.阶梯圆轴的最大切应力发生在（ D ） A 扭矩最大的截面； B 直径最小的截面； C 单位长度扭转角最大的截面； D 不能确定。 5.空心圆轴的外径为D ，内径为d, α=d ／D,其抗扭截面系数为 （ D ） A ()3 1 16p D W πα=- B ()3 2 1 16p D W πα=- C ()3 3 1 16p D W πα=- D ()3 4 1 16p D W πα=- 6.对于受扭的圆轴，关于如下结论： ①最大剪应力只出现在横截面上； ②在横截面上和包含杆件的纵向截面上均无正应力； ③圆轴内最大拉应力的值和最大剪应力的值相等。

材料力学习题及答案

材料力学习题一 一、计算题 1．（12分）图示水平放置圆截面直角钢杆（2 ABC π = ∠），直径mm 100d =，m l 2=， m N k 1q =，[]MPa 160=σ，试校核该杆的强度。 2．（12分）悬臂梁受力如图，试作出其剪力图与弯矩图。 3．（10分）图示三角架受力P 作用，杆的截面积为A ，弹性模量为E ，试求杆的内力和A 点的铅垂位移Ay δ。 4．（15分）图示结构中CD 为刚性杆，C ，D 处为铰接，AB 与DE 梁的EI 相同，试求E 端约束反力。

5. (15分) 作用于图示矩形截面悬臂木梁上的载荷为：在水平平面内P 1=800N ，在垂直平面内P 2=1650N 。木材的许用应力[σ]=10MPa 。若矩形截面h/b=2，试确定其尺寸。 三．填空题 （23分） 1．（4分）设单元体的主应力为321σσσ、、，则单元体只有体积改变而无形状改变的条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；单元体只有形状改变而无体积改变的条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2．（6分）杆件的基本变形一般有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿四种；而应变只有＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿两种。 3．（6分）影响实际构件持久极限的因素通常有＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿，它们分别用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来加以修正。 4.（5分）平面弯曲的定义为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_。 5.（2分）低碳钢圆截面试件受扭时，沿 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 截面破 坏；铸铁圆截面试件受扭时，沿 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 面破坏。 四、选择题（共2题，9分） 2．（5分）图示四根压杆的材料与横截面均相同，试判断哪一根最容易失稳。答案：（ ）

材料力学试题及参考答案全

精心整理 江苏科技大学 学年第二学期材料力学试题(A 卷) 一、 选择题（20 分 ） 1、图示刚性梁AB 由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A 1和A 2，若载荷P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（）。 A 、A 1〈A 2 B 、A 1〉A 2 C 、A 1=A 2 D 、A 1、A 2为任意 2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（） （1） 扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA （2） 变形的几何关系（即变形协调条件） （3） 剪切虎克定律 （4） 极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dA A 、（1） B 、（1）（2） C 、（1）（2）（3） D 、全部 3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（） A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ 4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（） A 、提高到原来的2倍 B 、提高到原来的4倍 C 、降低到原来的1/2倍 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 题一、3图 ---------------------------------------------------密封线内不准答题------------------------------------------------------------- 题一、4 题一、1

D 、降低到原来的1/4倍 5.已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（） A 、2 B 、4 C 、8 D 、16 二、作图示梁的剪力图、弯矩图。（１５分） 三、如图所示直径为d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。（15分） 四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，皮带轮直径D =250mm ，主轴外伸部分长度为l =120mm ， 主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，用第三强度理论校核轴的强度。（15分） 五、重量为Q 的重物自由下落在图示刚架C 点，设刚架的抗弯刚度为EI ，试求冲击时刚架D 处的垂直位移。（15分） 六、结构如图所示，P=15kN ，已知梁和杆为一种材料，E=210GPa 。梁ABC 的惯性矩I=245cm 4，等直圆杆BD 的直径D=40mm 。规定杆BD 的稳定安全系数n st =2。 求BD 杆承受的压力。 用欧拉公式判断BD 杆是否失稳。（20分） 江苏科技大学 学年第二学期材料力学试题(B 卷) 二、 选择题（20 分 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 题一、5图 三题图 六题图 五题图 四题图 二题图 ----------------------------------密封线内不准答题------------------------------------------------------------- ------------------------------------------

材料力学精编例题

材料力学精编例题

一 填空 1 为保证机械和工程结构的正常工作,其中各构件一般应满足 强度 、 刚 度 和 稳定性 三方面要求。 2 截面上任一点处的全应力一般可分解为 法线 方向和 切线 方向 的分量。前者称为该点的 正应力 ，用 表示；后者称为该点 的 切应力 ，用 表示。 4 低碳钢在屈服阶段呈现应力 不变 ，应变 持续增长 的现 象；冷作硬化将使材料的比例极限 提高 ，而塑性 降低 。 5 低碳钢在拉伸过程中，依次表现为 弹性， 屈服 ，强化 ， 颈缩 四 个阶段。 6材料的破坏形式有两种_____ _、 ___ _。 7 ε和ε1分别为杆件的轴向应变和横向应变，不管杆件受拉还是受压，ε和 ε1乘积必 小于 零。 8.一硬铝试件，h =200mm ，b =20mm 。试验段长度l 0=70mm 。在轴向拉力 F P =6kN 作用下，测得试验段伸长Δl 0=0.15mm 。硬铝的弹性模量E 为 700MPa 。 9图示结构的剪切面面积= bl ；挤压面积= ab 。 10 有两根圆轴，一根是实心轴，一根是空心轴。它们的长度、横截面面积、 l F a b l F

正应力σ= ；任意两个相互垂直的斜截面上的正应力之和都等 于 。 24 影响压杆临界力大小的因素有 杆长 、 支承 、 截面形状及尺寸 、 材料 。 25非细长杆如果误用了欧拉公式计算临界力，其结果比实际 大，危 险 ；横截面上的正应力有可能 超过比例极限 。 26 将圆截面压杆改成面积相等的圆环截面压杆，其它条件不变，其柔度将 降低 ，临界应力将 增大 。 二 选择题 1. 图示钢杆在安装后尚有间隙e ，若在截面B 处受荷载F 作用，杆件AB 段的伸长和BC 段的缩短分别用Δl AB 和Δl BC 表示，则在计算杆内轴力时 （ ） A. 当变形Δl AB < e 时，按超静定问题求解； B. 当变形Δl AB > e 时，按超静定问题求解； C. 当变形Δl AB = e 时，按超静定问题求解； D. 当e =0时，按静定问题求解。 2关于下列结论： ①应变分为线应变和角应变；②应变为无量纲量；③若物体的各部分 均无变形，则物体内各点的应变均为零；④若物体的各点的应变为零，则 物体内无位移。 上述4个结论，正确的有（C ） （A ） ①、②对；（B ） ③、④对；（C ） ①、②、③对；（D ）全对。 A B C e F

材料力学精选练习题答案

材料力学精选练习题答案 一、是非题 1.1 材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。 1.内力只能是力。 1.若物体各点均无位移，则该物体必定无变形。 1.截面法是分析应力的基本方法。二、选择题 1.构件的强度是指，刚度是指，稳定性是指。 A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力 B. 在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力 C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力 1.根据均匀性假设，可认为构件的在各点处相同。 A. 应力 B. 应变 C. 材料的弹性常数 D. 位移 1.下列结论中正确的是 A. 内力是应力的代数和 B. 应力是内力的平均值 C. 应力是内力的集度 D. 内力必大于应力 参考答案：1.1 √ 1.× 1.√ 1.× 1.C,A,B 1.C 1.C 轴向拉压 一、选择题 1. 等截面直杆CD位于两块夹板之间，如图示。杆件与夹板间的摩擦力与杆件自重保持平衡。设杆CD两侧的摩擦力沿轴线方向均匀分布，且两侧摩擦力的集度均为q，杆

CD的横截面面积为A，质量密度为?，试问下列结论中哪一个是正确的？ q??gA； 杆内最大轴力FNmax?ql；杆内各横截面上的轴力FN? ?gAl 2 ； 杆内各横截面上的轴力FN?0。 2. 低碳钢试样拉伸时，横截面上的应力公式??FNA适用于以下哪一种情况? 只适用于?≤?p；只适用于?≤?e； 3. 在A和B 和点B的距离保持不变，绳索的许用拉应力为[? ]取何值时，绳索的用料最省？ 0； 0； 5； 0。 4. 桁架如图示，载荷F可在横梁DE为A，许用应力均为[?]。求载荷F 的许用值。以下四种答案中哪一种是正确的？ [?]A2[?]A ；； 32 [?]A； [?]A。 5. 一种是正确的？ 外径和壁厚都增大；

材料力学复习总结

《材料力学》第五版 刘鸿文 主编 第一章 绪论 一、材料力学中工程构件应满足的3方面要求是：强度要求、刚度要求和稳定性要求。 二、强度要求是指构件应有足够的抵抗破坏的能力；刚度要求是指构件应有足够的抵抗变形的能力；稳定性要求是指构件应有足够的保持原有平衡形态的能 力。 三、材料力学中对可变形固体进行的3个的基本假设是：连续性假设、均匀性假设和各向同性假设。 第二章 轴向拉压 一、轴力图：注意要标明轴力的大小、单位和正负号。 二、轴力正负号的规定：拉伸时的轴力为正，压缩时的轴力为负。注意此规定只适用于轴力，轴力是内力，不适用于外力。 三、轴向拉压时横截面上正应力的计算公式：N F A σ= 注意正应力有正负号，拉伸时的正应力为正，压缩时的正应力为负。 四、斜截面上的正应力及切应力的计算公式：2cos ασσα=，sin 22 αστα= 注意角度α是指斜截面与横截面的夹角。 五、轴向拉压时横截面上正应力的强度条件[],max max N F A σσ=≤ 六、利用正应力强度条件可解决的三种问题：1.强度校核[],max max N F A σσ=≤ 一定要有结论 2.设计截面[],max N F A σ≥ 3.确定许可荷载[],max N F A σ≤ 七、线应变l l ε?=没有量纲、泊松比'εμε=没有量纲且只与材料有关、 胡克定律的两种表达形式：E σε=，N F l l EA ?= 注意当杆件伸长时l ?为正，缩短时l ?为负。 八、低碳钢的轴向拉伸实验：会画过程的应力－应变曲线，知道四个阶段及相应的四个极限应力：弹性阶段（比例极限p σ，弹性极限e σ）、屈服阶段（屈服

材料力学试题及答案

一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填 在题干的括号内。每小题2分，共20分) 1.轴的扭转剪应力公式τρ= T I P ρ 适用于如下截面轴( ) A.矩形截面轴 B.椭圆截面轴 C.圆形截面轴 D.任意形状截面轴 2.用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大 的是哪个?( ) A.实心圆轴 B.空心圆轴 C.两者一样 D.无法判断 3.矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时，从正应力强度考虑，该梁的承 载能力的变化为( ) A.不变 B.增大一倍 C.减小一半 D.增大三倍 4.图示悬臂梁自由端B的挠度为( ) A. ma a EI () l- 2 B. ma a EI 3 2 () l- C. ma EI D. ma a EI 2 2 () l- 5.图示微元体的最大剪应力τmax为多大?( ) A. τmax=100MPa B. τmax=0 C. τmax=50MPa D. τmax=200MPa 6.用第三强度理论校核图示圆轴的强度时，所采用的 强度条件为( ) A. P A M W T W Z P ++ ()() 242≤［σ］ B. P A M W T W Z P ++≤［σ］ C. ()() P A M W T W Z P ++ 22 ≤［σ］ D. ()() P A M W T W Z P ++ 242 ≤［σ］ 7.图示四根压杆的材料、截面均相同，它 们在纸面内失稳的先后次序为( ) A. (a),(b),(c),(d)

B. (d),(a),(b),(c) C. (c),(d),(a),(b) D. (b),(c),(d),(a) 8.图示杆件的拉压刚度为EA，在图示外力作用下其变形能U的下列表达式哪个是正确的?( ) A. U=P a EA 2 2 B. U=P EA P b EA 22 22 l + C. U=P EA P b EA 22 22 l - D. U=P EA P b EA 22 22 a + 9图示两梁抗弯刚度相同，弹簧的刚度系 数也相同，则两梁中最大动应力的关系 为( ) A. (σd) a =(σd) b B. (σd) a >(σd) b C. (σd) a <(σd) b D. 与h大小有关 二、填空题(每空1分，共20分) 1.在材料力学中，为了简化对问题的研究，特对变形固体作出如下三个假设：_______，_______，_______。 2.图示材料和长度相同而横截面面积不同的两杆，设材料的重度为γ，则在杆件自重的作用下，两杆在x截面处的应力分别为σ(1)=_______，σ(2)=_______。 3.图示销钉受轴向拉力P作用，尺寸如图，则销钉内的剪应力τ=_______，支承面的挤压应力σbs=_______。