第四章轴向拉伸和压缩
第四章轴向拉伸和压缩
一、填空题
1、杆件轴向拉伸或压缩时，其受力特点是：作用于杆件外力的合力的作用线与杆件轴线相________。
2、轴向拉伸或压缩杆件的轴力垂直于杆件横截面，并通过截面________。
3、当杆件受到轴向拉力时,其横截面轴力的方向总是________截面指向的.
4、杆件轴向拉伸或压缩时,其横截面上的正应力是________分布的。
5、在轴向拉伸或压缩杆件的横截面上的正应力相等过是由平面假设认为杆件各纵向纤维的变形大小都________而推断的。
6、一铸铁直杆受轴向压缩时，其斜截面上的应力是________分布的。
7、在轴向拉，压斜截面上，有正应力也有剪应力，在正应力为最大的截面上剪应力为________。
8、杆件轴向拉伸或压缩时，其斜截面上剪应力随截面方位不同而不同，而剪应力的最大值发生在与轴线间的夹角为________的斜截面上。
9、杆件轴向拉伸或压缩时，在平行于杆件轴线的纵向截面上，其应力值为________。
10、胡克定律的应力适用范围若更精确地讲则就是应力不超过材料的________极限。
11、杆件的弹必模量E表征了杆件材料抵抗弹性变形的能力，这说明杆件材料的弹性模量E 值越大，其变形就越________。
12、在国际单位制中，弹性模量E的单位为________。
13、在应力不超过材料比例极限的范围内，若杆的抗拉（或抗压）刚度越________，则变形就越小。
14、金属材料圆截面试样上中间等直部分试验段的长度L称为________，按它与直径d的关系l=5d者称短度样，而l=________d者称长试样。
15、低碳钢试样据拉伸时，在初始阶段应力和应变成________关系，变形是弹性的，而这种弹性变形在卸载后能完全消失的特征一直要维持到应力为________极限的时候。
16、在低碳钢的应力—应变图上，开始的一段直线与横坐标夹角为α，由此可知其正切tg α在数值上相当于低碳钢________的值。
17、金属拉伸试样在屈服时会表现出明显的________变形，如果金属零件有了这种变形就必然会影响机器正常工作。
18、金属拉伸试样在进入屈服阶段后，其光滑表面将出现与轴线成________角的系统条纹，此条纹称为________。
19、低碳钢试样拉伸时,在应力-应变曲线上会出现接近水平的锯齿形线段,若试样表面磨光,则在其表面上关键所在可看到大约与试样轴线成________倾角的条纹,它们是由于材料沿试样的________应力面发生滑移而出现的。
20、使材料试样受拉达到强化阶段，然后卸载，在重新加载时，其在弹性范围内所能随的最大荷载将________，而且断裂后的延伸率会降低，此即材料的________现象。
21、铸铁试样压缩时，其破坏断面的法线与轴线大致成________的倾角。
22、铸铁材料具有________强度高的力学性能，而且耐磨，价廉，故常用于制造机器底座，床身和缸体等。
23、铸铁压缩时的延伸率值比拉伸时________。
24、混凝土这种脆性材料常通过加钢筋来提高混凝土构件的抗________能力。
25、混凝土，石料等脆性材料的抗压强度远高于它的________强度。
26、为了保证构件安全，可靠地工作在工程设计时通常把________应力作为构件实际工作应力的最高限度。
27、安全系数取值大于1的目的是为了使工程构件具有足够的________储备。
28、设计构件时，若片面地强调安全而采用过大的________，则不仅浪费材料而且会使所设计的结构物笨重。
29、正方形截而的低碳钢直拉杆，其轴向向拉力3600N，若许用应力为100Mpa，由此拉杆横截面边长至少应为________mm。
30、求解某结构各杆件的轴力时，若未知力的数目________静力平衡方程的数目，此结构称为静定结构。
31、超静定杆系结构有这样的特点，即各杆的内力与杆本身的刚度和其它杆的刚度之比有关，刚度较大的杆，其内力________。
32、对一静定三角架，在温度变化时，由于杆的热胀冷缩，在杆在________产生内力。
33、工程上有时在管道中增加缩节，或在钢轨各段之间留有伸缩缝，这都是为了降低________应力。
34、杆件截面急剧改变时，如开有圆孔或切口的受拉板件，若截面尺寸改变越急剧，则引起局部应力就越________，这种现象就是应力集中。
二、判断题（对论述正确的在括号内画 ,错误的画╳）
1、杆件两端受到等值，反向和共线的外力作用时，一定产生轴向拉伸或压缩变形。（ ）
2、只产生轴向拉伸或压缩的杆件，其横截面上的内力一定是轴力。（ ）
3、若沿杆件轴线方向作用的外力多于两个，则杆件各段横截面上的轴力不尽相同。（ ）
4、轴力图可显示出杆件各段内横截面上轴力的大小但并不能反映杆件各段变形是伸长还是缩短。（ ）
5、一端固定的杆，受轴向外力的作用，不必求出约束反力即可画内力图。（ ）
6、轴向拉伸或压缩杆件横截面上的内力集度----应力一定正交于横截面。（ ）
7、轴向拉伸或压缩杆件横截面上的正应力计算公式为A
N =σ是以正应力在横截面上均匀
分布这一前提推导出来的。（ ）
8、轴向拉伸或压缩杆件横截面上正应力的正负号规定：正应力方向与横模范作用面外法线方向一致为正，相反时为负，这样的规定和按杆件变形的规定是一致的。（ ）
9、求轴向拉伸或压缩杆件的轴力时，一般地说，在采用了截面法之后，是不能随意使用力的可传性原理来研究留下部分的外力平衡的。（ ）
10、对轴向拉，压杆与其横截面成α角的斜截面上，只要在≤≤α0900范围内，斜礤面上
的正应力和前应力就不可能同时为零。（ ）
11、不论杆件的长短粗细如何，其绝对变形大小是可以完全反映这一杆件的变形程度的（ ）
12、有材料相同的两根等直杆,已知一根杆的伸长为0.001mm,另一根杆的伸长为1mm,可见,前者变形小符合小变形假设,而后者变形大不符合小变形假设. （ ）
13、轴向拉伸或压缩杆作的轴向线应变和横向线应变符号一定是相反的. （ ）
14、材料相同的二拉杆,受力一样,若两杆的绝对变开相同,则其相对也一定相同. （ ）
15、材料相同的二拉杆,其横截面面积和所产生的应变相等,但杆件的原始长度不一定相等. （ ）
16、一钢杆和一铝杆若在相同下产生相同的应变,则二杆横截面上的正应力是相等的. （ ）
17、弹性模量E 值不相同的两根杆件,在产生相同弹性应变的情况下,其弹性模量E 值大的杆件的受力必然大. （ ）
18、低碳钢拉伸试验时,所谓屈服就是非功应变有非常明显的增加,而应力的大小先是下降,然后在很小的范围内波动的现象. （ ）
19、低碳钢屈服极限肯定对应的是屈服阶段中最小的应力. （ ）
20、不同尺寸的拉伸试样,只要是同一种材料,那么拉伸试验时的屈服载就是相同的。（）
21、低碳钢试样拉伸至超出弹性阶段之后，就不会再产生弹性变形。（）
22、铸铁拉伸时的应力一应变图没有明显的直线部分，故不服从胡克定律。（）
23、低碳钢试样拉伸或压缩时产生的屈服，实际上就是试样在变形过程中，由完全弹性变形转变为完全塑性变形的分界线。（）
24、低碳钢试样拉伸至强化阶段时，其原始标距到了一定的长度这时若卸载，则此长度会减小。（）
25、低碳钢拉伸试验时，由试验机图仪绘出的图开并不能代替这种材料的应力——应变曲线。（）
26、同种材料制成的、但尺寸不同的试样，试验所得到的应力-应变曲线运动形状与试样的尺寸是无关的。（）
27、工程上某些受力的构件，如钢筋、链条及钢绳等，常常是通过一定的塑性变形或通加工硬化来提高其承载能力的。（）
28、由于表面磨光的低碳钢试样屈服会出现倾斜条纹，所以低碳钢压缩时会沿与试样轴线成45。-55。的角度破坏。（）
29、铸铁这种脆性材料在拉伸或压缩试验时都不出现屈服，变形不大就突然断裂，其断口断面都近似垂直于轴线。（）
30、材料不同的两轴向拉杆，横截面面积和轴力都相同，其工作应力也一样，但强度却是不同的。（）
31、一阶梯状直杆各段的轴力不同，但其最轴力所在的横截面量定是危险点所在的截面。（）
32、在强度计算时，如果构件的工作和工作应力值大于许用应力很少，而且没有超过5%。则仍可以认为构件的强度是足够的。（）
33、一超静定结构，其独立的平衡方程数目少于未知力的数目,不足以求出全部未知力。若采用截面法将结构分为两部分，取其中一部分再列出平衡方程，即可求出全部未知力。（）34、在静不定杆系结构中，各杆的内力大小与材料的弹性模量E和杆件的横截面面积A及长度L有关，而在静定杆系结构中，其内力则与E，A，L无关。（）
35、温度变化将引起构件膨胀或收缩，但只有超定结构在温度变化时才会引起内力。（）
36、杆件只要有制造误差，在装配成结构时就一定会在杆内引起装配应力。（）
三、最佳选择题（将最符合题意的一个答案的代号填入括号内）
1、在轴向拉伸或压缩杆件上正应力为零的截面是（ ）
A 、横截面
B 、与轴线成一定交角的斜截面
C 、沿轴线的截面
D 、不存在的
2、在轴向拉伸或压缩杆件横截面上不在此列应力是均布的，而在斜截面上（ ）
A 、仅正应力是均布的；
B 、正应力，剪应力都是均布的；
C 、仅剪应力是均布的；
D 、正应力，剪应力不是均布的；
3、一轴向拉伸或压缩的杆件，设与轴线成45。的斜截面上的剪应力为τ，则该截面上的正应力等于（ ）
A 、0；
B 、1.14τ；
C 、0.707；
D 、τ；
4、某一矩形截面两端受到拉力P 的作用（图2-7），设杆件横截面面积为A ，经分析可知，与轴线成α角的截面m-m 上的（ ）
A 、法向内力N=Psin α；
B 、切向内力Q =Pcos α
C 、σ=αsin A P
D 、τ=αcos A
P 5、轴向拉伸或压缩杆件的斜截面上既有正应力，也有剪应力为最大值的斜截面上，其正应力一定等于（ ）
A 、零；
B 、横截面的正应力值；
C 、横截面正应力的一半；
D 、横截面正应力的2倍；
6、一圆杆受拉，在其弹性变形范围内，将直径增加一倍，则杆的相对变形将变为原来的（ ）倍。
A 、4
1； B 、21； C 、1； D 、2 7、由两杆铰接而成的三角架（如图所示），杆的横截面面积为A ，弹性模量为E ，当在节点B 处受到铅垂载荷P 作用时，铅垂杆AB 和斜杆BC 的变形应分别为（ ）
A 、EA Pl ,EA Pl 34；
B 、0, EA Pl ；
C 、EA Pl 2,EA
Pl 3 D 、EA Pl ,0 8、一等杆在轴向力的作用下(如图所示),其BC 段的变形将（ ）
A 、伸长,伸长量为A
B 段(或CD 段)缩短量的两倍；
B 、为零；
C 、是本身长度l 在力P 作用下的伸长量；
D 、缩短,缩短量等于AB 段(或CD 段)的缩短量。
9、等长度的肠衣在自然状态下剪断，但干燥后因长短误差太大而达不到外贸出口的要求，现改为在定点A 和B 之间先拉直，然后在中间悬挂重物P （如图所示），当生物下降（ ）mm 后，将肠衣剪断定，保证每根肠衣相对伸长为0.5%即符合要求。
A 、10；
B 、20；
C 、200；
D 、400
10、固定电线杆]所用的钢缆（如图所示）的横截面面积为A=3101 mm 2
,钢缆的弹性模量为E=200Gpa,为了使钢缆中的张力达到100kN,应当使钢缆紧张器收缩的相对位移为（ ）mm 。
A 、6．67；
B 、5.78
C 、5.0;
D 、4.82;
11、两圆杆材料相同，杆Ⅰ为阶梯杆，杆Ⅱ为等直杆，受到拉力P 的作用（如图所示），分析两杆的变形情况，可知杆Ⅰ的伸长（ ）的结论是正确的。
A 、O 为杆Ⅱ伸长的2倍；
B 、小于杆Ⅱ的伸长；
C 、为杆Ⅱ伸长的2.5倍；
D 、等于杆Ⅱ的伸长；
12、几何尺寸相同的两根杆件，其弹性模量分别为E 1=180Gpa,E 2=60 Gpa,在弹性变形的范围内两者的轴力相同，这时产生的应变的比值2
1εε 应力为（ ） A 、3
1 B 、1； C 、2； D 、3 13、一钢和一铝杆的长度，横截面面积均相同，在受到相同的拉力作用时，铝杆的应力和（ ）。
A 钢杆的应力相同，但变形小于钢杆；
B 变形都小于钢杆；
C 钢杆的应力相同，但变形大于钢杆；
D 变形都大于钢杆。
14、关于杆件（ ），材料越软，变形越大的说法是对的。
A、在一定的载荷作用下；
B、尺寸和形状一定时；
C、粗细和载荷一定时；
D、长度和载荷不变，在比例极限内。
15、对钢管进行轴向拉伸试验，有人提出几种变形现象，经验证，正确的变形是（）。
A、外径增大，壁厚减小；
B、外径增大，壁厚增大；
C、外径减小，壁厚增大；
D、外径减小，壁厚减小；
16、某一杆件产生拉伸变形,在应力不超过比例极限范围内,当绝对值增大时,则泊松比
A、始终不变;
B、增大
C、减小
D、对直径较小的杆件将增大
17、在低碳钢拉伸试验中,测量屈服极限、强度极限应取的试样横截面面积是（）。
A、原始标距内三处横截面面积的最小值；
B、原始标距内三处横截面面积的平均值；
C、原始标距内任一处的横截面面积；
D、屈服和颈裂阶段时由试样直径算出的横截面面积。
18、拉伸试验时，将试样拉伸到强化到强化阶段卸载，则拉伸图PΔL曲线要沿着（）卸载至零。
A、原来的拉伸图曲线；
B、任意的一条曲线；
C、平行于拉力P轴的直线；
D、近乎平行于弹性阶段的斜直线。
19、测低碳钢的强度极限时，如果用试样的瞬时横截面面积来计算强度极限，则其值与用原始横截面面积说不得计算的结果相比（）。
A、相差不大；
B、要小；
C、要大；
D、无意义。
20、铸铁试样在做压缩试验时，试样沿倾斜面破坏，说明铸铁的（）。
A、抗剪强度小于抗压强度；
B、抗压强度小于抗剪强度；
C、抗压强度小于抗压强度；
D、抗压强度小于抗强度。
21、一正方形构架各杆的材料相同（如图所示），其横截面面积均为[σ1]，许应力压力为[σ
1]=0.8[σY],该构架的最大许可载荷为(…)。
A、[σ1]A；
B、[σY]A；
C、2[σ1]A；
D、
22
A、
B、
C、ΔL1=ΔL2；
D、ΔL1+ΔL2+ΔL3=0。
23、静不定杆系结构中，各杆受到拉力或压力的作用，杆所受的力大小与杆件的（）。
A、强度有关，强度高的杆受力大；
B、粗细有关，粗的杆受力大；
C、刚度有关，长的丁受力大。
D、长短有关，长的杆受力大。
24、土建结构中的预应力混凝土构件和机械结构中采用的零件配合，是（）
装配应力的例子。
A、消除；
B、利用；
C、前者利用而后者消除；
D、前者消除而后者利用。
25、在复杂的静定结构中，由于构件的制造误差，安装时结构几何改变，这在杆内（）引起内力。
A、不会；
B、有时会引起内力,有时不会;
C、会;
D、当制造误差太大时则会。
26、在一长方形纸条的长轴上剪一个圆孔和一个垂直于长轴的缝隙，当沿长轴施加拉力时，在（）发生破裂。
A、圆孔或缝隙的任一处；
B、圆孔处先；
C、圆孔和缝隙两处同时；
D、缝隙处先。
四、图所示支架，AB为钢杆，横截面积A AB=600mm2；BC为木杆，横截面积A BC=300cm2。钢的许用应力[σ]=140Mpa，木材的许用拉应力[σL]=8Mpa，许用压应力[σy]=4Mpa。求支架的许可载荷。
答案
一、填空题：
1、重合；
2、形心；
3、背离；
4、均匀；
5、相同；
6、均匀；
7、零；
8、450；
9、零；10、比例；11、小；12、Pa；13、大；14、标距、10；15、正比、比例；16、弹性模量；17、塑性；18、450、滑移线；19、450、最大剪；20、提高、冷作硬化；21、450；22、抗压；23、高；24、拉；25、抗拉；26、许用；27、强度；28、安全系数；29、6；30、等于；31、也较大；32、不会；33、温度；34、大。
二、判断题：
1、×；
2、√；
3、√；
4、×；
5、√；
6、√；
7、√；
8、√；
9、×；10、×；11、×；
12、×；13、√；14、×；15、√；16、×；17、×；18、√；19、×；20、×；21、×；
22、√；23、×；24、√；25、√；26、√；27、√；28、×；29、×；30、√；31、×；
32、√；33、×；34、√；35、√；36、×。
三、最佳选择题：
1—C;2—B;3—D;4—A;5—C;6—A;7—D;8—B;9—C;10—B;11—C;12—A;13—C;14—B;15—D;16—A;17—B;18—D;19—C;20—A;21—B;22—D;23—C;24—B;25—A;26—D
四、[P]=101KN。
拉伸与压缩试题
第二章 拉伸与压缩 一、是非题 2-1 、当作用于杆件两端的一对外力等值反向共线时则杆件产生轴向拉伸或压缩变形。（ ） 2-2 、关于轴力有下列几种说法： 1、轴力是作用于杆件轴线上的载荷（ ） 2、轴力是轴向拉伸或压缩时杆件横截面上分布内力系的合力（ ） 3、轴力的大小与杆件的横截面面积有关（ ） 4、轴力的大小与杆件的材料无关（ ） 2-3、 同一材料制成的阶梯杆及其受力如图 2-1CD 段的横截面面积为ABC 和DE 段均为 2A 分别用和表示截面上的轴力和正应力则有 1、轴力321N N N F F F >> 。（ ） 2、正应力1σ>2σ>3σ。（ ） 2-4、 轴力越大，杆件越容易拉断，因此轴力 的大小可以用来判断杆件的强度。（ ） 2-5 、一轴向拉伸的钢杆材料弹性模量E=200GP a ，比例极限p σ=200MP a ，今测得其轴向线应变ε=0.0015，则由胡克定律得其应力εσE ==300MP a 。（ ） 2-6 、关于材料的弹性模量E ，有下列几种说法： 1、E 的量纲与应力的量纲相同。（ ） 2、E 表示弹性变形能力的大小。（ ） 3、各种牌号钢材的E 值相差不大。（ ） 4、橡皮的E 比钢材的E 值要大。（ ） 5、从某材料制成的轴向拉伸试样，测的应力和相应的应变，即可求的其σ=E 。（ ） 2-7 、关于横向变形系数（泊松比）μ，有下列几种说法： 1、为杆件轴向拉、压时，横向应变ε'与纵向应变ε之比的绝对值。（ ） 2、 μ值越大，其横向变形能力越差。（ ） 3、各种材料的μ值都满足：0<μ≤0.5。（ ） 2-8、 受轴向拉、压的等直杆，若其总伸长为零，则有 1、杆内各处的应变必为零。（ ） 2、杆内各点的位移必为零。（ ） 3、杆内各点的正应力必为零。（ ） 4、杆的轴力图面积代数和必为零。（ ） 2-9、 打入土内的木桩如图2-2沿轴线单位长度的摩擦力2 ky f =（k 为常数），木桩横截面面积为A 弹性模量为E 则木桩总变形的计算式为()() EA pl EA ky y p EA dy y N l l l 4020=?-==???。（ ） 2-10、 空心圆截面在弹性范围内进行压缩试验时，其外径增大，内径减小。所以在同 一截面上，内、外径处的径向线应变是反号的。（ ） 2-11、 图2-3示均质圆杆在自重作用下，若以mn V 和mn U 表示任意两横截面m －m 和n
第四章轴向拉伸和压缩
第四章轴向拉伸和压缩 一、填空题 1、杆件轴向拉伸或压缩时，其受力特点是：作用于杆件外力的合力的作用线与杆件轴线相________。 2、轴向拉伸或压缩杆件的轴力垂直于杆件横截面，并通过截面________。 3、当杆件受到轴向拉力时,其横截面轴力的方向总是________截面指向的. 4、杆件轴向拉伸或压缩时,其横截面上的正应力是________分布的。 5、在轴向拉伸或压缩杆件的横截面上的正应力相等过是由平面假设认为杆件各纵向纤维的变形大小都________而推断的。 6、一铸铁直杆受轴向压缩时，其斜截面上的应力是________分布的。 7、在轴向拉，压斜截面上，有正应力也有剪应力，在正应力为最大的截面上剪应力为________。 8、杆件轴向拉伸或压缩时，其斜截面上剪应力随截面方位不同而不同，而剪应力的最大值发生在与轴线间的夹角为________的斜截面上。 9、杆件轴向拉伸或压缩时，在平行于杆件轴线的纵向截面上，其应力值为________。 10、胡克定律的应力适用范围若更精确地讲则就是应力不超过材料的________极限。 11、杆件的弹必模量E表征了杆件材料抵抗弹性变形的能力，这说明杆件材料的弹性模量E 值越大，其变形就越________。 12、在国际单位制中，弹性模量E的单位为________。 13、在应力不超过材料比例极限的范围内，若杆的抗拉（或抗压）刚度越________，则变形就越小。 14、金属材料圆截面试样上中间等直部分试验段的长度L称为________，按它与直径d的关系l=5d者称短度样，而l=________d者称长试样。 15、低碳钢试样据拉伸时，在初始阶段应力和应变成________关系，变形是弹性的，而这种弹性变形在卸载后能完全消失的特征一直要维持到应力为________极限的时候。 16、在低碳钢的应力—应变图上，开始的一段直线与横坐标夹角为α，由此可知其正切tg α在数值上相当于低碳钢________的值。 17、金属拉伸试样在屈服时会表现出明显的________变形，如果金属零件有了这种变形就必然会影响机器正常工作。
轴向拉伸与压缩习题及解答
轴向拉伸与压缩习题及解 答 Prepared on 22 November 2020
轴向拉伸与压缩习题及解答 一、判断改错 1、构件内力的大小不但与外力大小有关，还与材料的截面形状有关。 答：错。 静定构件内力的大小之与外力的大小有关，与材料的截面无关。 2、杆件的某横截面上，若各点的正应力均为零，则该截面上的轴力为零。 答：对。 3、两根材料、长度都相同的等直柱子，一根的横截面积为1A ，另一根为2A ，且21A A >。如图所示。两杆都受自重作用。则两杆最大压应力相等，最大压缩量也相等。 答：对。 自重作用时，最大压应力在两杆底端，即max max N Al l A A νσν= == 也就是说，最大应力与面积无关，只与杆长有关。所以两者的最大压应力相等。 最大压缩量为 2 max max 22N Al l l l A EA E νν??=== 即最大压缩量与面积无关，只与杆长有关。所以两杆的最大压缩量也相等。 A 1 (a) (b)
4、受集中力轴向拉伸的等直杆，在变形中任意两个横截面一定保持平行。所以宗乡纤维的伸长量都相等，从而在横截面上的内力是均匀分布的。 答：错 。在变形中，离开荷载作用处较远的两个横截面才保持平行，在荷载作用处，横截面不再保持平面，纵向纤维伸长不相等，应力分布复杂，不是均匀分布的。 5、若受力物体内某电测得x 和y 方向都有线应变x ε和y ε，则x 和y 方向肯定有正应力x σ和y σ。 答：错， 不一定。由于横向效应作用，轴在x 方向受拉（压），则有x σ；y 方向不受力，但横向效应使y 方向产生线应变，y x εενε'==-。 二、填空题 1、轴向拉伸的等直杆，杆内的任一点处最大剪应力的方向与轴线成（45） 2、受轴向拉伸的等直杆，在变形后其体积将（增大） 3、低碳钢经过冷做硬化处理后，它的（比例）极限得到了明显的提高。 4、工程上通常把延伸率δ>（5%）的材料成为塑性材料。 5、 一空心圆截面直杆，其内、外径之比为，两端承受力力作用，如将内外径增加一倍，则其抗拉刚度将是原来的（4）倍。 6、两根长度及截面面积相同的等直杆，一根为钢杆，一根为铝杆，承受相同的轴向拉力，则钢杆的正应力（等于）铝杆的正应力，钢杆的伸长量（小于）铝杆的伸长量。 7、 结构受力如图（a ）所示，已知各杆的材料和横截面面积均相同，面积 2200A mm =，材料的弹性模量E=200GPa ，屈服极限280s MPa σ=，强度极限 460b MPa σ=，试填写下列空格。
第二章 轴向拉伸与压缩
第二章轴向拉伸与压缩(王永廉《材料力学》作业参考答案（第1-29题）) 2012-02-26 00:02:20| 分类：材料力学参答|字号订阅 第二章轴向拉伸与压缩（第1-29题） 习题2-1试绘制如图2-6所示各杆的轴力图。 图2-6 解：由截面法，作出各杆轴力图如图2-7所示 图2-7 习题2-2 试计算图2-8所示结构中BC杆的轴力。 图2-8 a） 解：（a）计算图2-8a中BC杆轴力
截取图示研究对象并作受力图，由∑M D=0，即得BC杆轴力 =25KN（拉） （b）计算图2-8 b中BC杆轴力 图2-8b 截取图示研究对象并作受力图，由∑MA=0，即得BC杆轴力 =20KN（压） 习题2-3在图2-8a中，若杆为直径的圆截面杆，试计算杆横截面上的正应力。解：杆轴力在习题2-2中已求出，由公式（2-1）即得杆横截面上的正应力 （拉） 习题2-5图2-10所示钢板受到的轴向拉力，板上有三个对称分布的铆钉圆孔，已知钢板厚度为、宽度为，铆钉孔的直径为，试求钢板危险横截面上的应力（不考虑铆钉孔引起的应力集中）。
解：开孔截面为危险截面，其截面面积 由公式（2-1）即得钢板危险横截面上的应力 （拉） 习题2-6如图2-11a所示，木杆由两段粘结而成。已知杆的横截面面积A=1000 ，粘结面的方位角θ=45，杆所承受的轴向拉力F=10KN。试计算粘结面上的正应力和切应力，并作图表示出应力的方向。 解：（1）计算横截面上的应力 = = 10MPa （2）计算粘结面上的应力 由式（2-2）、式（2-3），得粘结面上的正应力、切应力分别为 45=cos245,=5 MPa 45= sin（2*45。）=5MPa 其方向如图2-11b所示 习题2-8 如图2-8所示，等直杆的横截面积A=40mm2,弹性模量E=200GPa，所受轴向载荷F1=1kN，F2=3kN，试计算杆内的最大正应力与杆的轴向变形。 解：（1）由截面法作出轴力图
轴向拉伸与压缩习题及解答
轴向拉伸与压缩习题及解答 计算题1： 利用截面法，求图2. 1所示简支梁m — m 面的内力分量。 解： （1）将外力F 分解为两个分量，垂直于梁轴线的分量F sin θ,沿梁轴线的分量F cos θ. (2)求支座A 的约束反力： x F ∑=0，Ax F ∑=cos F θ B M ∑=0, Ay F L=sin 3L F θ Ay F =sin 3 F θ (3)切开m — m ，抛去右半部分，右半部分对左半部分的作用力N F ，S F 合力偶M 代替 （图 ）。 图 图(a) 以左半段为研究对象，由平衡条件可以得到 x F ∑=0， N F =—Ax F =—cos F θ（负号表示与假设方向相反）
y F ∑=0， s F =Ay F = sin 3 F θ 左半段所有力对截面m-m 德形心C 的合力距为零 sin θ C M ∑=0， M=Ay F 2L =6 FL sin θ 讨论 对平面问题，杆件截面上的内力分量只有三个：和截面外法线重合的内力称为轴力，矢量与外法线垂直的力偶距称为弯矩。这些内力分量根据截面法很容易求得。在材料力学课程中主要讨论平面问题。 计算题2： 试求题2-2图所示的各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。
解 （a ）如图（a ）所示，解除约束，代之以约束反力，作受力图，如题2-2图（1a ）所示。利用静力学平衡条件，确定约束反力的大小和方向，并标示在题2-2图（1a ）中。作杆左端面的外法线n ，将受力图中各力标以正负号，凡与外法线指向一致的力标以正号，反之标以负号，轴力图是平行于杆轴线的直线。轴力图在有轴力作用处，要发生突变，突变量等与该处轴力的数值，对于正的外力，轴力图向上突变，对于负的外力，轴力图向下突变，如题2-2图（2a ）所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =F 和2N F =—F 。 (b)解题步骤与题2-2（a ）相同，杆受力图和轴力图如题2-2（1b ）、（2b ）所示。截面1和截面2上的轴力分别为1N F =2F ，2N F =0。
第4章 轴向拉伸与压缩
第四章轴向拉伸与压缩 1. 拉杆或压杆如图所示。试用截面法求各杆指定截面的轴力，并画出各杆的轴力图。 解： （1）分段计算轴力 杆件分为2段。用截面法取图示研究对象画受力图如图，列平衡方程分别求得： F N1=F（拉）；F N2=-F（压） （2）画轴力图。根据所求轴力画出轴力图如图所示。 2. 拉杆或压杆如图所示。试用截面法求各杆指定截面的轴力，并画出各杆的轴力图。 解： （1）分段计算轴力 杆件分为3段。用截面法取图示研究对象画受力图如图，列平衡方程分别求得： F N1=F（拉）；F N2=0；F N3=2F（拉） （2）画轴力图。根据所求轴力画出轴力图如图所示。
3. 拉杆或压杆如图所示。试用截面法求各杆指定截面的轴力，并画出各杆的轴力图。 解： （1）计算A端支座反力。由整体受力图建立平衡方程： ∑F x＝0，2kN-4kN+6kN-F A＝0 F A＝4kN(←) （2）分段计算轴力 杆件分为3段。用截面法取图示研究对象画受力图如图，列平衡方程分别求得： F N1=-2kN（压）；F N2=2kN（拉）；F N3=-4kN（压） （3）画轴力图。根据所求轴力画出轴力图如图所示。
4. 拉杆或压杆如图所示。试用截面法求各杆指定截面的轴力，并画出各杆的轴力图。 解： （1）分段计算轴力 杆件分为3段。用截面法取图示研究对象画受力图如图，列平衡方程分别求得： F N1=-5kN（压）； F N2=10kN（拉）； F N3=-10kN （压） （2）画轴力图。根据所求轴力画出轴力图如图所示。 5. 圆截面钢杆长l=3m，直径d=25mm，两端受到F=100kN的轴向拉力作用时伸长Δl=2.5mm。试 计算钢杆横截面上的正应力σ和纵向线应变ε。 解： 6. 阶梯状直杆受力如图所示。已知AD段横截面面积A AD=1000mm2，DB段横截面面积A DB=500mm2， 材料的弹性模量E=200GPa。求该杆的总变形量Δl AB。
轴向拉伸与压缩练习题
第二章 轴向拉伸与压缩练习题 一．单项选择题 1、在轴向拉伸或压缩杆件上正应力为零的截面是（ ） A 、横截面 B 、与轴线成一定交角的斜截面 C 、沿轴线的截面 D 、不存在的 2、一圆杆受拉，在其弹性变形范围内，将直径增加一倍，则杆的相对变形将变为原来的（ ）倍。 A 、41； B 、21 ； C 、1； D 、2 3、由两杆铰接而成的三角架（如图所示），杆的横截面面积为A ，弹性模量为E ，当在节点C 处受到铅垂载荷P 作用时，铅垂杆AC 和斜杆BC 的变形应分别为（ ） A 、EA Pl ,EA Pl 34； B 、0, EA Pl ； C 、EA Pl 2,EA Pl 3 D 、EA Pl ,0 4、几何尺寸相同的两根杆件，其弹性模量分别为E1=180Gpa,E2=60 Gpa,在弹性 变形的范围内两者的轴力相同，这时产生的应变的比值21 εε 应力为（ ） A 、31 B 、1； C 、2； D 、3 5、所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能的最大特点是（ ）。 A 、强度低，对应力集中不敏感； B 、相同拉力作用下变形小； C 、断裂前几乎没有塑性变形； D 、应力-应变关系严格遵循胡克定律 6、构件具有足够的抵抗破坏的能力，我们就说构件具有足够的( ) A 、刚度， B 、稳定性， C 、硬度， D 、强度。 7、构件具有足够的抵抗变形的能力，我们就说构件具有足够的( ) A 、强度， B 、稳定性， C 、刚度， D 、硬度。 8、单位面积上的内力称之为( ) A 、正应力， B 、应力， C 、拉应力， D 、压应力。
9、与截面垂直的应力称之为( ) A、正应力， B、拉应力， C、压应力， D、切应力。 10、轴向拉伸和压缩时，杆件横截面上产生的应力为( ) A、正应力， B、拉应力， C、压应力， D、切应力。 二、填空题 1、杆件轴向拉伸或压缩时，其受力特点是：作用于杆件外力的合力的作用线与杆件轴线相________。 2、轴向拉伸或压缩杆件的轴力垂直于杆件横截面，并通过截面________。 3、杆件轴向拉伸或压缩时,其横截面上的正应力是________分布的。 4、胡克定律的应力适用范围若更精确地讲则就是应力不超过材料的________极限。 5、杆件的弹必模量E表征了杆件材料抵抗弹性变形的能力，这说明杆件材料的弹性模量E值越大，其变形就越________。 6、在国际单位制中，弹性模量E的单位为________。 7、在应力不超过材料比例极限的范围内，若杆的抗拉（或抗压）刚度越________，则变形就越小。 8、为了保证构件安全，可靠地工作在工程设计时通常把________应力作为构件实际工作应力的最高限度。 9、安全系数取值大于1的目的是为了使工程构件具有足够的________储备。 10、设计构件时，若片面地强调安全而采用过大的________，则不仅浪费材料而且会使所设计的结构物笨重。 11、正方形截而的低碳钢直拉杆，其轴向向拉力3600N，若许用应力为100Mpa，由此拉杆横截面边长至少应为________mm。 12、轴力是指通过横截面形心垂直于横截面作用的内力，而求轴力的基本方法是_______________。 13、在低碳钢拉伸曲线中，其变形破坏全过程可分为______个变形阶段，它们依次
工程力学 第四章 轴向拉伸与压缩
课时授课计划
教学过程： 复习：1、复习平面一般力系的平衡条件及平衡方程。 2、复习平面平行力系的平衡方程。 新课： 第四章轴向拉伸与压缩 第一节轴向拉（压）杆的内力与轴力图 一、用截面法求轴向拉（压）杆的内力 1、内力 外力：作用在杆件上的载荷和约束反力统称为“外力”。 内力的概念： 构件的材料是有许多质点组成的。构件不受外力作用时，材料内部质点之间保持一定的相互作用力，使构件具有固体形状。当构件受外力作用产生变形时，其内部质点之间相互位置改变，原有内力也发生变化。这种由外力作用而 引起的受力构件内部质点之间相互作用力的改变量成为附加内力，简称内力。 实践证明，对于特定的材料，内力的增加有一定的限度，超过了这个限度，杆件就会被拉断而破坏。 2、截面法 1）截面法 如左图所示的构件，在杆端沿杆 的轴线作用着大小相等、方向相反的 两个力F，杆件处于平衡状态，求m —m断面上的内力。 （1）为显示内力，用一假想截面 将构件在m—m断面处切开，将构件 分为A段和B段。任意保留一段（如 A段）为研究对象，弃去另一段（如 B段）。 轴向拉伸的内力计算（2）在保留段A的m—m截面 上，各处作用着内力，设这些内力的合力为N，它是弃去部分B对保留部分A 的作用力。 （3）由于整个杆件原来处于平衡状态，所以截开后的任意一部分仍应保
正负号。 绘制轴力图的注意事项： 1）轴力图的横坐标要与杆件长度相对应； 2）轴力图的纵坐标大小要成比例； 3）轴力图的纵坐标要标明数值大小及正负； 4）轴力图是一条连续的图线，不能间断，在集中力作用处，轴力图有突变，突变的大小等于集中力的大小； 5）在轴力图上要画出阴影线。 轴力图的意义 ①直观反映轴力与截面位置变化关系； ②确定出最大轴力的数值及其所在位置，即确定危险截面位置，为强度计算 提供依据。 例题