刘鸿文材料力学习题册
材料力学A
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练习1 绪论及基本概念
1-1 是非题
（1）材料力学是研究构件承载能力的一门学科。（）
（2）可变形固体的变形必须满足几何相容条件，即变形后的固体既不可以引起“空隙”，也不产生“挤入”现象。（）
（3）构件在载荷作用下发生的变形，包括构件尺寸的改变和形状的改变。（）
（4）应力是内力分布集度。（）
（5）材料力学主要研究构件弹性范围内的小变形问题。（）
（6）若物体产生位移，则必定同时产生变形。（）
（7）各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的变形。（）
（8）均匀性假设认为，材料内部各点的力学性质是相同的。（）
（9）根据连续性假设，杆件截面上的内力是连续分布的，分布内力系的合力必定是一个力。（）（10）因为构件是变形固体，在研究构件的平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。（）
1-2 填空题
（1）根据材料的主要性质对材料作如下三个基本假设：、、。
（2）工程中的，是指构件抵抗破坏的能力；，是指构件抵抗变形的能力。（3）保证构件正常或安全工作的基本要求包括，，和三个方面。（4）图示构件中，杆1发生变形，杆2发生变形，Array杆3发生变形。
（5）认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了物质，这样的假设称
为。根据这一假设构件的应力，应变和位移就可以用坐标的
函数来表示。
（6）图示结构中，杆1发生变形，构件2
发生变形，杆件3发生变形。
（7）解除外力后，能完全消失的变形称为，不能消失而残余的的那部分变形称为。
（8）根据条件，可以认为构件的变形远其原始尺寸。
1-3 选择题
（1）材料力学中对构件的受力和变形等问题可用连续函数来描述；通过试件所测得的材料的力学性能，可用于构件内部的任何部位。这是因为对可变形固体采用了（）假设。
（A）连续均匀性；（B）各向同性；（C）小变形；（D）平面。
（2）研究构件或其一部分的平衡问题时，采用构件变形前的原始尺寸进行计算，这是因为采用了（）假设。
（A）平面；（B）连续均匀性；（C）小变形；（D）各向同性。
（3）下列材料中，不属于各向同性材料的有（）
（A）钢材；（B）塑料；（C）浇铸很好的混凝土；（D）松木。
（4）关于下列结论：
1）同一截面上正应力σ与切应力τ必相互垂直。
2）同一截面上各点的正应力σ必定大小相等，方向相同。
3）同一截面上各点的切应力τ必相互平行。
现有四种答案，正确答案是（）
（A）1对；（B）1、2对；（C）1、3对；（D）2、3对。
（5）材料力学中的内力是指（）
（A）构件内部的力；
（B）构件内部各质点间固有的相互作用力；
（C）构件内部一部分与另一部分之间的相互作用力；
（D）因外力作用，而引起构件内部一部分对另一部分作用力的改变量
（6）以下结论中正确的是（）
（A）杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和；（B）应力是内力的集度；
（C）杆件某截面上的应力是该截面上内力的平均值；（D）内力必大于应力。
（7）下列结论中是正确的是（）
（A）若物体产生位移，则必定同时产生变形；
（B）若物体各点均无位移，则该物体必定无变形；
（C）若物体无变形，则必定物体内各点均无位移；
（D）若物体产生变形，则必定物体内各点均有位移。
（8）关于确定截面内力的截面法的适用范围，有下列说法正确的是（）
（A）等截面直杆；
（B）直杆承受基本变形；
（C）不论基本变形还是组合变形，但限于直杆的横截面；
（D）不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。
2-2 2-3
解：
练习3 轴向拉压杆的应力
3-1 是非题
（1）拉杆伸长后，横向会缩短，这是因为杆有横向应力存在。（ ）
（2）任何轴向受拉杆件中，横截面上的最大正应力都发生在轴力最大的截面上。 ( ) （3）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。( ) （4）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。( )
（5）两相同尺寸的等直杆CD 和D C ''，如图示。杆CD 受集中力F 作用（不计自重），杆D C ''受自重作用，则杆CD 中，应力的大小与杆件的横截面面积有关，杆D C ''中，应力的大小与杆件的横截面面积无关。 ( )
第（5）题图
（6）图示受力杆件，若AB ，BC ，
3-2 选择题
（1正确的是（ ）
(A) MPa 50（压应力）； (B) 40(C) MPa 90（压应力）； (D) 90
（2）等截面直杆受轴向拉力F 的正应力和 45(A) A F ，A F 2； (B) A F (C) A F 2，A F 2； (D) A F
（3）如图示变截面杆AD 段的横截面面积分别为A ，2A ，3A 问下列结论中正确的是（ ）。 (A) N3N21N F F F ==，CD BC AB σσσ＝＝ (B) N3N21N F F F ≠≠，CD BC AB σσσ≠≠ (C) N3N21N F F F ==，CD BC AB σσσ≠≠ (D) N3N21N F F F ≠≠，CD BC AB σσσ＝＝
（4）边长分别为mm 1001=a 和mm 502=a 的两正方形截面杆，其两端作用着相同的轴向载荷，两杆横截面上正应力比为（ ）。
（A ）1∶2； （B ）2∶1； （C ）1∶4； （D ）4∶1
3-3、图示轴向拉压杆的横截面面积2mm 0001=A ，载荷kN 10=F ，纵向分布载荷的集度m kN 10=q ，m 1=a 。试求截面1-1的正应力σ和杆中的最大正应力max σ。
3-4、图示中段开槽的杆件，两端受轴向载荷F 作用，已知：kN 14=F ，截面尺寸mm 20=b ，mm 100=b ，
mm 4=δ。试计算截面1-1和截面2-2上的正应力。
3-6、等截面杆的横截面面积为A=5cm 2，受轴向拉力F 作用。如图示杆沿斜截面被截开，该截面上
的正应力σα=120MPa ，，切应力τα=40MPa ，试求F 力的大小和斜截面的角度α。
练习4 轴向拉压杆的变形、应变能
4-1 选择题
（1）阶梯形杆的横截面面积分别为A 1=2A ，A 2=A ，材料的弹性模量为E 。杆件受轴向拉力P 作用时，最大的伸长线应变是（ ）
（A ）EA Pl EA Pl EA Pl =+=212ε； （B ）EA P EA P 21==ε
（C ）EA
P EA P EA P 2321=
+=
ε； （D ）EA P EA P ==2ε
（2）变截面钢杆受力如图所示。已知P
1=20kN ，P 2=40kN ， l 1=300mm ，l 2=500mm ，横截面面积A 1=100mm 2，A 2=200mm 2， 弹性模量E =200GPa 。
○
1杆件的总变形量是（ ） （A ）伸长）(8.0200
102005001040100
1020030010203
3332
221
11mm EA l P EA l P l =????+????=+=? （B ）缩短）(2.0200
1020050010401001020030010203
33322211
1mm EA l P EA l P l -=????-????=-=? （C ）()伸长）(05.020010200500102010010200300102033332212111mm EA l P P EA l P l =????-????=--=? （D ）()伸长）(55.0200
102005001020100102003001020333322
12111mm EA l P P EA l P l =????+????=-+=? ○
2由上面解题过程知AB 段的缩短变形?l 2= -0.25mm ，BC 段的伸长变形?l 1= 0.3mm ，则C 截面相对B 截面的位移是（ ）
A ）mm l l BC 55.021=?+?=δ； （
B ）()←→=?=mm l B
C 3.01δ （C ）mm l l BC 05.021=?+?=δ； （
D ）0=BC δ
○
3C 截面的位移是（ ） （A ）mm l C 3.01=?=δ； （B ）()→=?-?=mm l l C 55.021δ （C ）()→=?+?=mm l l C 05.021δ； （D ）0=C δ
（3）图a 、b 所示两杆的材料、横截面面积和受力分别相同，长度l 1> l 2。下列各量中相同的有 （ ），不同的有（ ）。
（A ）正应力； （B ）纵向变形； （C ）纵向线应变； （D ）横向线应变； （E ）横截面上ab 线段的横向变形
（4）图（a ）所示两杆桁架在载荷P 作用时，两杆的伸长量分别为?l 1和?l 2，并设?l 1>?l 2，则B 节点的铅垂位移是（ ） （A ）βαδcos cos 21l l y ?+?=；
（B ）用平行四边形法则求得B B '后，γδcos B B y '=（图b ）； （C ）如图（c ）所示，作出对应垂线的交点B ''后，γδcos B B y ''= （D ）βαδcos cos 21l l y
?+?=
（5）阶梯状变截面直杆受轴向压力F 作用，其应变能V ε 应为（ ） （A ）23/(4)V F l EA ε=； （B ）2/(4)V F l EA ε=； （C ）23/(4)V F l EA ε=-； （D ）2/(4)V F l EA ε=-。
（6）图示三脚架中，设1、2杆的应变能分别为V 1和V 2，下列求节点
的为（
）
（A ）2
121V V P By +=δ； （B ）2121V V P Bx +=δ；
（C ）21V V P By +=δ； （D ）12
1V P By =δ。
4-2、如图示，钢质圆杆的直径mm 10=d ，kN 0.5=F ，弹性模量GPa 210=E 。试求杆内最大应变和杆的总伸长。
练习5 材料拉伸和压缩时的力学性能
一，选择题
1、以下关于材料力学一般性能的结论中正确的是（ ）
（A ）脆性材料的抗拉能力低于其抗压能力； （B ）脆性材料的抗拉能力高于其抗压能力； （C ）塑性材料的抗拉能力高于其抗压能力； （D ）塑性材料的抗拉能力高于其抗剪能力。 2、材料的主要强度指标是（ ）
（A ）; s p σσ和 （B ） s σ和ψ； （C ）; b δσ和 D ）b s σσ和。
3、铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成？破坏断面在什么方向？以下结论中正确的是（ ） （A ）切应力造成，破坏断面在与轴线夹角45o
方向； （B ）切应力造成，破坏断面在横截面； （C ）正应力造成，破坏断面在横截面；
（D ）正应力造成，破坏断面在与轴线夹角45o方向。
4、对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常以 2.0σ表示屈服极限。其定义正确的是（ ） （A ）产生2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限； （B ）产生0.02%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限； （C ）产生0.2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限； （D ）产生0.2%的应变所对应的应力值作为屈服极限。
5、工程上通常以伸长率区分材料，对于脆性材料有四种结论，正确的是（ ） （A ）; 5% <δ （B ）; 0.5% <δ （C ）; 2% <δ （D ）。 % 0.2 <δ
6、进入屈服阶段以后，材料发生一定变形。则以下结论正确的是（ ） （A ）弹性； （B ）线弹性； （C ）塑性； （D ）弹塑性。
7、关于材料的塑性指标有以下结论，正确的是（ ）
（A ）s σ和δ； （B ）s σ和ψ； （C ）δ和ψ； （D ）s σ、δ和ψ。 8、伸长率公式%1001?-=l
l l δ中的l 1是（ ）
（A ）断裂时试件的长度； （B ）断裂后试件的长度；
（C ）断裂时试验段（标距）的长度； （D ）断裂后试验段（标距）的长度。 9、关于材料的冷作硬化现象有以下四种结论，正确的是（ ） （A ）由于温度降低，其比例极限提高，塑性降低； （B ）由于温度降低，其弹性模量提高，泊松比减小； （C ）经过塑性变形，其比例极限提高，塑性降低； （D ）经过塑性变形，其弹性模量不变，比例极限降低。
l=1
kN
二、填空题
1、低碳钢试样的应力—应变曲线可以大致分为 个阶段。阶段Ⅰ 阶段；阶段Ⅱ 阶段；阶段Ⅲ 阶段；阶段Ⅳ 阶段。
2、在对试样施加轴向拉力，使之达到强化阶段，然后卸载至零，再加载时，试样在线弹性范围内所能承受的最大载荷将增大。这一现象称为材料的 。
3、铸铁在压缩时 极限比在拉伸时要大得多，因此宜用作受 构件。
4、一拉伸试样，试验前直径 , mm 10=d 长度 , mm 50=l 断裂后颈缩处直径, m m 2.61=d 长度 。 m m 3.581=l 拉断时载荷。 kN 45=F 试求材料的强度极限 b σ= ,伸长率δ= 和断面收缩率ψ= 。
5、一钢试样, GPa 200=E ,比例极限, MPa 200p =σ直径, mm 10=d 在标距 mm 100=l 长度上测得伸长量。 mm 05.0=?l 试求该试件沿轴线方向的线应变ε= ，所受拉力F = ，横截面上的应力σ= 。
6、设图示直杆材料为低碳钢，弹性模量GPa 200=E ，杆的横截面面积为2cm 5=A ，杆长m 1=l ，加轴向拉力kN 150=F ，测得伸长mm 4=?l 。卸载后杆的弹性变形
= ，残余变形= 。
7、低碳钢和铸铁试件在拉伸和压缩破坏时的情形如图所示。其中图（a ）为 ，图（b ）
为 ，图（c ）为 ，图（d ）为 。
第7题图 第8题图
8、三种材料的应力应变曲线分别如图中a 、b 、c 所示。其中强度最高的是 ，弹性模量最大的是 ，塑性最好的是
。
9、低碳钢受拉伸时，当正应力小于 时，材料在线弹性范围内工作；正应力达到 ，意味着材料发生破坏。铸铁拉伸时，正应力达到 ，材料发生破坏。
练习6 拉压杆强度计算
6-1 选择题
（1）钢制圆截面阶梯形直杆的受力和轴力图如下，杆的直径d 1>d 2。对该杆进行强度校核时，应取（ ）进行计算。 （A ）AB 、BC 段； （B ）AB 、BC 、CD 段； （C ）AB 、CD 段； （D ）BC 、CD 段。
（2） 图示结构中，1，2两杆的横截面面积分别为A 1=400mm 2，A 2=300mm 2，许用应力均为[σ]=160MPa ，AB 杆为刚性杆。当P 力距A 支座为l /3时，求得两杆的轴力分别为F N 1=2P /3，F N 2=P /3。该结构的许可载荷为（
） （A ）[P ]= [σ]A 1+[σ]A 2=112kN ； （B ）[P ]= 3[σ]A 1/2=96 kN ； （C ）[P ]= 3[σ]A 2=144kN ； （D ）[P ]= 96+144=240 kN 。
6-2、图示受力结构中，AB 为直径mm 10=d 的圆截面钢杆，从杆AB 的强度考虑，此结构的许用载荷[]kN 28.6=F 。若杆AB 的强度安全因数5.1=n ，试求此材料的屈服极限。
6-3、图示结构中，AB 为圆截面杆。已知其材料的许用应力为[]=σ，试选择杆AB 的直径。
6-4、在图示结构中，钢索BC 由一组直径mm 2=d 的钢丝组成。
3
若钢丝的许用应力[]MPa 160=σ，梁AC 自重kN 3=P ，小车承载kN 10=F ，且小车可以在梁上自由移动，试求钢索至少需几根钢丝组成？
6-5、设圆截面钢杆受轴向拉力kN 100=F ，弹性模量GPa 200=E 。若要求杆内的应力不得超过MPa 120，应变不得超过20001，试求圆杆的最小直径。
6-6、水平刚性杆CDE 置于铰支座D 上并与木柱AB 铰接于C ，已知木立柱AB 的横截面面积2cm 100=A ，许用拉应力[]MPa 7=+σ，许用压应力[]MPa 9=-σ，弹性模量GPa 10=E ，长度尺寸
和所受载荷如图所示，其中载荷kN 701=F ，载荷kN 402=F 。试： （1）校核木立柱AB 的强度； （2）求木立柱截面A 的铅垂位移A Δ。
练习7 拉压超静定
2
7-1 选择题
（1）结构由于温度变化，则（ ）
(A) 静定结构中将引起应力，超静定结构中也将引起应力； (B) 静定结构中将引起变形，超静定结构中将引起应力和变形； (C) 无论静定结构或超静定结构，都将引起应力和变形； (D) 静定结构中将引起应力和变形，超静定结构中将引起应力。
（2）如图所示，杆AB 和CD 均为刚性杆，则此结构为（ ）结构。
（A ）静定。 （B ）一次超静定。 （C ）二次超静定。 （D ）三次超静定。
（3）如图所示，杆AB 为刚性杆，杆CD 由于制造不准缺短了δ，此结构安装后，可按( ）问（（
（为
（是
7-4、杆1比预定长度m 1=l 短一小量mm 1.0=δ，设杆1和杆2的横截面面积之比为212A A =。将杆1连到AB 刚性杆上后，在B 端加力kN 120=F ，已知杆1和杆2的许用应力为[]MPa 160=σ， 弹性模量GPa 200=E ，试设计两杆截面。
7-5、图示结构中，已知各杆的拉压刚度EA 和线膨胀系数l α均相同，铅直杆的长度为l 。若杆3的温度上升T ?，试求各杆的内力。
练习8 剪切和挤压实用计算
8-1 选择题
（1）在连接件上，剪切面和挤压面为（ ）
（A ）分别垂直、平行于外力方向； （B ）分别平行、垂直于外力方向； （C ）分别平行于外力方向； （D ）分别垂直于外力方向。
（2）连接件切应力的实用计算是（ ）
（A ）以切应力在剪切面上均匀分布为基础的； （B ）剪切面为圆形或方形； （C ）以切应力不超过材料的剪切比例极限为基础的； （D ）剪切面积大于挤压面积。
（3）在连接件剪切强度的实用计算中，切应力许用应力[τ]是由（ ）
（A ）精确计算得到的； （B ）拉伸试验得到的； （C ）剪切试验得到的； （D ）扭转试验得到的。 （4）图示铆钉连接，铆钉的挤压应力bs σ为（ ）
（A ）2 π2d F ； （B ）δ 2d F ；
（C ）δ 2b F ； （D ）2
π4d
F 。
（5）图示夹剪中A 和B 的直径均为d ，则受力系统中的最大剪应力为（ ）
（A ）
24ad bF P π; （B ）2
)(4ad
F b a P
π+; （C ）28ad bF P π; （D ）2
)(8ad
F b a P
π+.
（6）钢板厚度为t ，剪切屈服极限τs ，剪切强度极限τb 。若用冲床在钢板上冲出直径为d 的圆孔，则冲头的冲压力应不小于（ ）。
（A ）πdt τs ； （B ）s
d τπ241
（C ）πdt τb ； （D ）b
d τπ24
1
8-2 填空题
（1） 铆接头的连接板厚度为δ，铆钉直径为d 。则铆钉切应力 ，挤压应力bs σ为 。
（2）矩形截面木拉杆连接如图，这时接头处的切应力 ；挤压应力 。
3）题图
（3）齿轮和轴用平键连接如图所示，键的受剪面积A s =
，挤压面积A bs = 。 （4）图示厚度为δ 的基础上有一方柱，柱受轴向压力F 作用，则基础的剪切面面积为 ，挤
第（4）题图 第（5）题图
（5）图示直径为d 的圆柱放在直径为D =3d ，厚度为δ 的圆形基座上，地基对基座的支反力为均匀分布，圆柱承受轴向压力F ，则基座剪切面的剪力
（6）判断剪切面和挤压面时应注意的是：剪切面是构件的两部分有发生 趋势的平面；挤压面是构件 的表面。
8-3、图示销钉连接。已知：联接器壁厚mm 8=δ，轴向拉力kN 15=F ，销钉许用切应力
MPa 20][=τ，许用挤压应力MPa 70][bs =σ。试求销钉的直径d 。
8-4、钢板用销钉固连于墙上，且受拉力F 作用。已知销钉直径mm 22=d ，板的尺寸为2mm 1008?，板和销钉的许用拉应力MPa 160][=σ，许用切应力MPa 100][=τ，许用挤压应力MPa 280][bs =σ,试求许用拉力[F ]。
3自测题一
一、 是非题
（1）等直杆受轴向拉压时，任何方向都不会发生切应变。( )
（2）若两等直杆的横截面面积A ，长度l 相同，两端所受的轴向拉力F 也相同，但材料不同，则两杆的应力σ相同，伸长l ?不同。( )
（3）钢筋混凝土柱中，钢筋与混凝土柱高度相同，受压后，钢筋与混凝土柱的压缩量也相同，所以二者所受的内力也相同。( )
（4）一圆截面直杆两端承受拉力作用。若将其直径增加一倍，则杆的拉压刚度将是原来的4倍。(是) （5）一空心圆截面直杆，其内、外径之比为0.5，两端承受拉力作用。如将杆的内、外径增加一倍，则其拉压刚度将是原来的2倍。( ) （6）材料的延伸率与试件的尺寸有关。（ ）
（7）低碳钢拉伸试样直到出现颈缩之前，其横向变形都是均匀收缩的。（ ） （8）铸铁压缩试验时，断口为与轴线约成45o
的螺旋面。（ ）
二、选择题
1、关于下列结论：
1）应变分为线应变ε 和切应变γ； 2）线应变为无量纲量；
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）若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。 现有四种答案，正确的是（ ）。
（A ）1、2对； （B ）3、4对； （C ）1、2、3对； （D ）全对。
2、等截面直杆受轴向拉力F 作用而产生弹性伸长，已知杆长为l ，横截面面积为A ，材料弹性模量为E ，泊松比为ν。根据拉伸理论，影响该杆横截面上应力的因素是（ ）
(A) E ，ν，F ； (B) l ，A ，F ； (C) l ，A ，E ，ν，F ； (D) A ，F 。 3、两杆几何尺寸相同，轴向拉力F 相同，材料不同，它们的应力和变形可能是（ ）
(A) 应力σ和变形l ?都相同； (B) 应力σ不同，变形l ?相同； (C) 应力σ相同，变形l ?不同； (D) 应力σ不同，变形l ?不同。 4、图示等直杆，杆长为3a ，材料的拉压刚度为EA ，受力如图示。
问杆中点横截面的铅垂位移是（ ）
(A) 0； (B) EA Fa ； (C) EA Fa 2； (D) EA Fa 3。
5、钢材经过冷作硬化处理后，基本不变的量有以下四种结论，正确的是（ ） （A ）弹性模量； （B ）比例极限； （C ）伸长率； （D ）断面收缩率。
6、长度和横截面面积均相同的两杆，一为钢杆，另一为铝杆，在相同的轴向拉力作用下，两杆的应力与变形有四种情况，试问正确的是（ ）
(A) 铝杆的应力和钢杆相同，变形大于钢杆； (B) 铝杆的应力和钢杆相同，变形小于钢杆； (C) 铝杆的应力和变形均大于钢杆； (D) 铝杆的应力和变形均小于钢杆。
7、由同一种材料组成的变截面杆的横截面面积分别为2A 和A ，受力如图示，弹性模量为E 。下列结论中正确的是（ ）
(A)截面D 位移为0； (B)截面D 位移为EA Fl 2；
(C)截面C 位移为EA
Fl 2； (D)截面D 位移为EA
Fl 。
8、脆性材料的强度指标是（ ）
（A ）; s p σσ和 （B ）s σ和ψ； （C ）; b σ （D ）b s σσ和。 9、符号δ和ψ分别是材料拉伸时的（ ）
（A ）伸长率与断面收缩率； （B ）屈服极限与断面收缩率； （C ）比例极限与伸长率； （D ）弹性极限与伸长率。 10、铸铁压缩实验中能测得的强度性能指标是（ ）
（A ）屈服极限s σ和强度极限b σ；（B ）强度极限b σ； （C ）比例极限P σ； （D ）屈服极限s σ。 11、图示等截面直杆的抗拉刚度为EA ，其应变能应为（ ） （A ）25/(6)V F l EA ε=； （B ）23/(2)V F l EA ε=； （C ）2
9/(4)V F l EA ε=； （D ）2
13/(4)V F l EA ε=。
12、低碳钢试样拉伸时，横截面上的应力公式A F N =σ适用于以下哪一种情况?（ ）
(A) 只适用于σ≤p σ； (B) 只适用于σ≤e σ； (C) 只适用于σ≤s σ； (D) 在试样拉断前都适用。
13、拉杆用四个直径相同的铆钉固定在连接板上。拉杆横截面是宽为b ，厚为t 的矩形。已知拉杆和铆钉的材料相同，许用切应力为[τ]，许用挤压应力为[σbs ]，许用正应力为[σ]。设拉力为P ，则铆钉的剪切强度条件为（ ）
（A ）][2
τπ≤d P ； （B ）][22τπ≤d
P
（C ）
]
[42
τπ≤d P ； （D ）][42τπ≤d P
14、续上题，拉杆的挤压强度条件为（ ）。 （A ）
][2bs td P
σ≤；
（B ）][4bs td P σ≤； （C ）][2bs td P σπ≤； （D ）][4bs td
P σπ≤ 15、续上题，拉杆的拉伸强度条件为（ ）。
（A ）][σ≤bd
P ； （B ）
()][σ≤-t
d b P
；
（C ）
][22σπ≤-d bt P ； （D ）()][243σ≤-t
d b P
三、填空题
1
称为 ,而沿截面切线方向的分量称为 。
2、图示两杆材料密度均为ρ，长度相同，横截面面积不同(自重作用下，在对应的x 截面处的应力分别为1σ= ，
3、某阶梯状杆受力如图示，已知在B 的载荷kN 202=F ，AB 段横截面面积21mm 200=A ，长1=l 长m 32=l ，杆的弹性模量GPa 200=E ，求： （1）B 截面的位移δB = 。 （2）杆位移为零的横截面位置x = 。
4、对于没有屈服阶段的塑性材料，通常将对应于塑性应变义屈服强度。
5、铸铁试样压缩破坏在 方向，是由 应力造成的。
6、符号δ和ψ分别是材料拉伸时的 和 。长度。%1001?-=A
A A ψ中的A 1是试件 截面积。7、三杆的刚度和杆长相等，受力如图（a ）、（b ）、（c V ε a 和V ε b ，
B 端位移分别为? a 和? b 。则（c ）杆的应变能?? ???????B 端的位移? c =? ??????。
8、图示销钉的切应力 ， 挤压应力 。
材料力学期末考试复习题及答案
二、计算题： 1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。 2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知I z=60125000mm4，y C=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。 3.传动轴如图所示。已知F r=2KN，F t=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。试求：①力偶M的大小；②作AB轴各基本变形的力图。③用第三强度理论设计轴AB 的直径d。 4.图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知I z=4500cm4，y1=7.14cm，y2=12.86cm，材料许用压应力[σc]=120MPa，许用拉应力[σt]=35MPa，a=1m。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。 5.如图6所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力F1，水平力F2，实心轴AB的直径d，长度l，拐臂的长度a。试求：①作AB轴各基本变形的力图。②计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。
6.图所示结构，载荷P=50KkN，AB杆的直径d=40mm，长度l=1000mm，两端铰支。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数n st=2.0，[σ]=140MPa。试校核AB杆是否安全。 7.铸铁梁如图5，单位为mm，已知I z=10180cm4，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa，试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。 8.图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kN·m的作用。已知M=200GPa，μ=0.3，[σ]=140MPa。试求：①作图示圆轴表面点的应力状态图。②求圆轴表面点图示方向的正应变。③按第四强度理论校核圆轴强度。 9.图所示结构中，q=20kN/m，柱的截面为圆形d=80mm，材料为Q235钢。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数n st=3.0，[σ]=140MPa。试校核柱BC是否安全。
材料力学练习册答案
第二章轴向拉伸和压缩 杆的总伸长: 杆下端横截面上的正应力: 2.4 两种材料组成的圆杆如图所示，已知直径d 40mm ，杆的总伸长 2.1 求图示杆1 1、2 2、及3 解: 1 1截面，取右段如（a ） F X 0，得卩阳0 2截面，取右段如（b ） F X 0，得 F N2 P 3截面，取右段如（c ） 2.2 图示杆件截面为正方形，边长a 20cm ，杆长l 4m ， 2kN/m 3 。 在考虑杆本身自重时，1 1和2 2截面上的轴 10kN ，比重 解: 1 1截面，取右段如（a ） F X 0，得 2 F N 1 la /4 0.08kN 2截面，取右段如（b ） F x 0，得 F N 2 3la 2 /4 P 10.24kN 2.3 横截面为10cm 2 的钢杆如图所示，已知 P 20kN ，Q 杆的总伸长及杆下端横截面上的正应力。 E 钢200GPa 。 解：轴力图如图。 20kN 10cm F N I 1 2 EA c 20000 0.1 门 “ 5 2 9 210m ■- 20kN 10cm 10cm F N 图 F N 20000 A 1000 20 MPa 2 1.26 10 cm 。 试求荷载P 及在P 作用下杆内的最大正应力。(E 铜80GPa ， E 钢200GPa )。 解：由I 巳，得 EA 4 4 0.4 4 0.6 、 1.26 10 4 P( 9 2 6 9 2 6) 仁 40cm B 铜、C 60cm P
2.5在作轴向压缩试验时，在试件的某处分别安装两个杆件变形仪，其放大倍 数各为 k A 1200， k B 1000，标距长为 s 20cm ，受压后变形仪的读数增量为 n B 10mm ，试求此材料的横向变形系数 （即泊松比）。 泊松比为: 解：由强度条件「得 解：纵向应变: n A n B sk s 36 20 1200 0.0015 横向应变: 20 1000 0.0005 A 解得： P 16.7kN 杆内的最大正应力: F N ~A 4 16700 40^" 13.3MPa n A 36mm ， 2.6 图示结构中AB 梁的变形和重量可忽略不计，杆 1 为钢质圆杆，直径 d 1 20mm ， E 1 200GPa ，杆2为铜质圆杆，直径d ? 25mm ，E 2 100GPa ，试问: ⑴荷载P 加在何处，才能使加力后刚梁 AB 仍保持水平? ⑵若此时P 30kN ，则两杆内正应力各为多少? 解：F N 1 Px/2。F N 2 P(2 x)/2 ⑴要使刚梁AB 持水平，则杆 1和杆2的伸长量相等, 2 (m 1.5m 解得: -P C Px 1.5 4 P(2 2 200 20 100 0.9209m x) 1 4 252 2m F N1/A 4Px/2 d 2 4 30000 0.9209 F N 2/A 4P(2 x)/2 d 2 2 202 4 30000 1.0791 44MPa 252 33MPa IB 2.7横截面为圆形的钢杆受轴向拉力 100kN ，若杆的相对伸长不能超过丄，应力 2000 不得超过120MPa ，试求圆杆的直径。 200GPa 4P 4 100000 []，120 106 32.6mm
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。
2019年材料力学考试题库及答案
材料力考试题及答案 一、填空题：（每空1分，共计38分） 1、变形固体的变形可分为：弹性变形和塑性变形。 2、构件安全工作的基本要求是：构件必须具有足够的强度、足够刚度 和足够稳定性。 3、杆件变形的基本形式有拉（压）变形、剪切变形、扭转变形 和弯曲变形。 4、吊车起吊重物时，钢丝绳的变形是拉伸变形；汽车行驶时，传动轴的变 形是扭转变形；教室中大梁的变形是弯曲变形；螺旋千斤顶中的螺杆受压杆受压变形。 5、图中σ——ε曲线上，对应p点的应力为比例极限，符号__σp__、对应y 点的应力称为屈服极限，符号_σs__、对应b点的应力称为强化极限符号_σb ___ __。 k 6、内力是外力作用引起的，不同的外力引起不同的内力，轴向拉、压变形时 的内力称为轴力。剪切变形时的内力称为剪力，扭转变形时内力称为扭矩，弯曲变形时的内力称为弯矩。 7、下图所示各杆件中受拉伸的杆件有 AB、BC、CD、AD ；受力压缩杆件有 BE 。
8、胡克定律的两种表达式为EA L N l ?=?和εσE =。E 称为材料的 弹性模量 。它是衡量材料抵抗 变形 能力的一个指标。E 的单位为MPa ，1 MPa=_106_______Pa 。 9、衡量材料强度的两个重要指标是 屈服极限 和 强化极限 。 10、通常工程材料丧失工作能力的情况是：塑性材料发生 屈服 现象， 脆性材料发生 强化 现象。 11、挤压面为平面时，计算挤压面积按 实际面积 计算；挤压面为半圆柱面的 投影 面积计算。 12、在园轴的抬肩或切槽等部位，常增设 圆弧过渡 结构，以减小应力集中。 13、扭转变形时，各纵向线同时倾斜了相同的角度；各横截面绕轴线转动了不同 的角度，相邻截面产生了 转动 ，并相互错动，发生了剪切变形，所以横截面上有 剪 应力。 14、因半径长度不变，故切应力方向必与半径 垂直 由于相邻截面的间距不 变，即园轴没有 伸长或缩短 发生，所以横截面上无 正 应力。 15、长度为l 、直径为d 的圆截面压杆，两端铰支，则柔度λ为 ，若压 杆属大柔度杆，材料弹性模量为E ，则临界应力σ cr 为______________。 二、 判断题：（每空1分，共计8分） 1、正应力是指垂直于杆件横截面的应力。正应力又可分为正值正应力和负值正 应力。 （ √） 2、构件的工作应力可以和其极限应力相等。 （ × ） 3、设计构件时，须在满足安全工作的前提下尽量节省材料的要求。 （ √ ） 4、挤压面的计算面积一定是实际积压的面积。 （ × ）
材料力学习题册答案-第4章 弯曲内力
第四章梁的弯曲内力 一、判断题 1．若两梁的跨度、承受载荷及支承相同，但材料和横截面面积不同，则两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。（×) 2．最大弯矩必然发生在剪力为零的横截面上。（×) 3．若在结构对称的梁上作用有反对称载荷，则该梁具有对称的剪力图和反对称的弯矩图。 图4-1 二、填空题 1．图4-2 所示为水平梁左段的受力图，则截面C 上的剪力 SC F=F ，弯矩C M=2Fa。2．图4-3 所示外伸梁ABC ，承受一可移动载荷F ，若F 、l均为已知，为减小梁的最大弯矩值，则外伸段的合理长度a= l/3 。 图4-2 图4-3 3．梁段上作用有均布载荷时，剪力图是一条斜直线，而弯矩图是一条抛物线。 4．当简支梁只受集中力和集中力偶作用时，则最大剪力必发生在集中力作用处。 三、选择题 1．梁在集中力偶作用的截面处，它的内力图为（C )。 A Fs 图有突变，M 图无变化； B Fs图有突变，M图有转折； C M 图有突变，Fs图无变化； D M 图有突变，Fs 图有转折。 2．梁在集中力作用的截面处，它的内力图为（B )。 A Fs 有突变，M 图光滑连续； B Fs 有突变，M 图有转折； C M 图有突变，凡图光滑连续； D M 图有突变，Fs 图有转折。 3．在图4-4 所示四种情况中，截面上弯矩M 为正，剪力Fs 为负的是（B ）。 4．简支梁及其承载如图 4-1 所示，假 想沿截面m-m将梁截分为二。若取梁左 段为研究对象，则该截面上的剪力和弯 矩与q、M 无关；若以梁右段为研究对象， 则该截面上的剪力和弯矩与 F 无关。 （× )
图4-4 4．梁在某一段内作用有向下的分布力时，则在该段内，M 图是一条（A ）。 A 上凸曲线；B下凸曲线； C 带有拐点的曲线； D 斜直线。 5．多跨静定梁的两种受载情况分别如图4-5 ( a ）、（b ）所示，以下结论中（A ）是正确的。力F 靠近铰链。 图4-5 A 两者的Fs 图和M 图完全相同； B 两者的Fs 相同对图不同； C 两者的Fs 图不同，M 图相同； D 两者的Fs图和M 图均不相同。 6．若梁的剪力图和弯矩图分别如图4-6 ( a ）和（b ）所示，则该图表明( C ) A AB段有均布载荷BC 段无载荷； B AB 段无载荷，B截面处有向上的集中力，B C 段有向下的均布载荷； C AB 段无载荷，B 截面处有向下的集中力，BC 段有向下的均布载荷； D AB 段无载荷，B 截面处有顺时针的集中力偶，BC 段有向下的均布载荷。 图4-6
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
材料力学题库及答案
材料力学题库及答案
材料力学题库及答案 【篇一：很经典的几套材料力学试题及答案】 若真不及格，努力下次过。 命题负责人：教研室主任： 【篇二：大学期末考试材料力学试题及答案】 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） f 1．应用拉压正应力公式??n的条件是（）。
aa、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。 (a)(b) 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（）。axmax 为 a、1/4； b、1/16； c、1/64；d (a) (b) 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（b） 6、对钢制圆轴作扭转校核时，发现强度和刚度均比规定的要求低了20%，若安全因数不变，改用屈服极限提高了30%的钢材，则圆轴的（c ）a、强度、刚度均足够；b、强度不够，刚度足够；c、强度足够，刚度不够；d、强度、刚度均不够。 7、图示拉杆的外表面上有一斜线，当拉杆变形时，斜线将d。a：平动；b：转动c：不动；d：平动加转动 8、按照第三强度理论，比较图中两个应力状态的相的是（a ）。（图中应力单位为mpa）a、两者相同；b、（a）大；b、c、（b）大； d、无法判断一、判断：
材料力学期末考试复习题及答案
材料力学 一、填空题： 1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。 2.构件抵抗的能力称为强度。 3.圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。 4.梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为。 5.偏心压缩为的组合变形。 6.柔索的约束反力沿离开物体。 7.构件保持的能力称为稳定性。 8.力对轴之矩在情况下为零。 9.梁的中性层与横截面的交线称为。 10.图所示点的应力状态，其最大切应力是。 11.物体在外力作用下产生两种效应分别是。 12.外力解除后可消失的变形，称为。 13.力偶对任意点之矩都。 14.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则杆中最大正应力 为。 15.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有。 16.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。 17.外力解除后不能消失的变形，称为。 18.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心的条件时，才能成为力系平衡的 充要条件。 19.图所示，梁最大拉应力的位置在点处。 20.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。
21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为。 22.在截面突变的位置存在集中现象。 23.梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有。 24.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。 25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。 26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为。 27.作用力与反作用力的关系是。 28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。 29.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则截面C的位移为 。 30.若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为。 二、计算题： 1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。 2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知I z=60125000mm4，y C=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。 3.传动轴如图所示。已知F r=2KN，F t=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。 试求：①力偶M的大小；②作AB轴各基本变形的内力图。③用第三强度理论设计轴AB的直径d。
材料力学习题册标准答案..
练习1 绪论及基本概念 1-1 是非题 （1）材料力学是研究构件承载能力的一门学科。（ 是 ） （2）可变形固体的变形必须满足几何相容条件，即变形后的固体既不可以引起“空隙”，也不产生“挤入”现象。 （是 ） （3）构件在载荷作用下发生的变形，包括构件尺寸的改变和形状的改变。（ 是 ） （4）应力是内力分布集度。（是 ） （5）材料力学主要研究构件弹性范围内的小变形问题。（是 ） （6）若物体产生位移，则必定同时产生变形。 （非 ） （7）各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的变形。（F ） （8）均匀性假设认为，材料内部各点的力学性质是相同的。 （是） （9）根据连续性假设，杆件截面上的内力是连续分布的，分布内力系的合力必定是一个力。（非） （10）因为构件是变形固体，在研究构件的平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。（非 ） 1-2 填空题 （1）根据材料的主要性质对材料作如下三个基本假设：连续性假设 、均匀性假设 、 各向同性假设 。 （2）工程中的 强度 ，是指构件抵抗破坏的能力； 刚度 ，是指构件抵抗变形的能力。 （3）保证构件正常或安全工作的基本要求包括 强度 ， 刚度 ，和 稳定性 三个方面。 （4）图示构件中，杆1发生 拉伸 变形，杆2发生 压缩 变形， 杆3发生 弯曲 变形。 （5）认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了物质，这样的假设称为 连续性假设 。根据这一假设构件的应力，应变和位移就可以用坐标的 连续 函数来表示。 （6）图示结构中，杆1发生 弯曲 变形，构件2 发生 剪切 变形，杆件3发生 弯曲与轴向压缩组合。 变形。 （7）解除外力后，能完全消失的变形称为 弹性变形 ，不能消失而残余的的那部分变形称为 塑性变形 。 （8）根据 小变形 条件，可以认为构件的变形远 小于 其原始尺寸。
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-参考答案(1-9章)
第一章绪论 一、选择题 1．根据均匀性假设，可认为构件的（C）在各处相同。 A．应力 B．应变 C．材料的弹性系数 D．位移 2．构件的强度是指（C），刚度是指（A），稳定性是指（B）。 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原有平衡状态的能力 C．在外力作用下构件抵抗强度破坏的能力 3．单元体变形后的形状如下图虚线所示，则A点剪应变依次为图(a) （A），图(b) （C），图(c) （B）。 A．0 B．r2 C．r D．1.5r 4.下列结论中( C )是正确的。 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； 5. 两根截面面积相等但截面形状和材料不同的拉杆受同样大小的轴向拉力，它们的应力 是否相等（B）。 A．不相等； B．相等； C．不能确定； 6．为把变形固体抽象为力学模型，材料力学课程对变形固体作出一些假设，其中均匀性假设是指（C）。 A. 认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积； B. 认为沿任何方向固体的力学性能都是相同的； C. 认为在固体内到处都有相同的力学性能； D. 认为固体内到处的应力都是相同的。 二、填空题 1.材料力学对变形固体的基本假设是连续性假设，均匀性假设，各向同性假设。
2．材料力学的任务是满足强度，刚度，稳定性的要求下，为设计经济安全的构件提供必要的理论基础和计算方法。 3．外力按其作用的方式可以分为表面力和体积力，按载荷随时间的变化情况可以分为静载荷和动载荷。 4．度量一点处变形程度的两个基本量是（正）应变ε和切应变γ。 三、判断题 1．因为构件是变形固体，在研究构件平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。（×）2．外力就是构件所承受的载荷。（×）3．用截面法求内力时，可以保留截开后构件的任一部分进行平衡计算。（√）4．应力是横截面上的平均内力。（×）5．杆件的基本变形只是拉(压)、剪、扭和弯四种，如果还有另一种变形，必定是这四种变形的某种组合。（√）6．材料力学只限于研究等截面杆。（×）四、计算题 1．图示三角形薄板因受外力作用而变形，角点B垂直向上的位移为0.03mm，但AB和BC 仍保持为直线。试求沿OB的平均应变，并求AB、BC两边在B点的角度改变。 解：由线应变的定义可知，沿OB的平均应变为 =（OB＇－OB）/OB=0.03/120=2.5× 由角应变的定义可知，在B点的角应变为 =－∠A C=－2(arctan) =－2(arctan)=2.5×rad
材料力学期末考试复习题及答案 2
材料力学期末考试复习题及答案 配高等教育出版社第五版 一、填空题： 1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。 2.构件抵抗的能力称为强度。 3.圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。 4.梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为。 5.偏心压缩为的组合变形。 6.柔索的约束反力沿离开物体。 7.构件保持的能力称为稳定性。 8.力对轴之矩在情况下为零。 9.梁的中性层与横截面的交线称为。 10.图所示点的应力状态，其最大切应力是。 11.物体在外力作用下产生两种效应分别是。 12.外力解除后可消失的变形，称为。 13.力偶对任意点之矩都。 14.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则杆中最大正应力为。 15.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有。 16.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。 17.外力解除后不能消失的变形，称为。 18.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心的条件时，才能成为力系平衡的充要条件。 19.图所示，梁最大拉应力的位置在点处。
20.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。 21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为。 22.在截面突变的位置存在集中现象。 23.梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有。 24.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。 25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。 26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为。 27.作用力与反作用力的关系是。 28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。 29.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则截面C的位移为 。 30.若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为。 二、计算题： 1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。 2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知I z=60125000mm4，y C=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。
《材料力学》练习册答案
《材料力学》练习册答案 习题一 一、填空题 1．对于长度远大于横向尺寸的构件称为（杆件）。 2．强度是指构件（抵抗破坏）的能力。 3．刚度是指构件（抵抗变形）的能力。 二、简答题 1．试叙述材料力学中，对可变形固体所作的几个基本假设。 答：（1）均匀连续假设：组成物体的物质充满整个物体豪无空隙，且物体各点处力学性质相同 （2）各向同性假设：即认为材料沿不同的方向具有相同的力学性质。 （3）小变形假设：由于大多数工程构件变形微小，所以杆件受力变形后平衡时，可略去力作用点位置及有关尺寸的微小改变，而来用原始尺寸静力平衡方程求反力和内力。 2．杆件的基本变形形式有哪几种？ 答：1）轴向拉伸与压缩；2）剪切；3）扭转；4）弯曲 3．试说明材料力学中所说“内力”的含义。 答：材料力学中所说的内力是杆件在外力作用下所引起的“附加内力”。 4．什么是弹性变形？什么是塑性变形？ 答：杆件在外力作用下产生变形，当撤掉引起变形的因素后，如果杆件的变形完全消失而恢复到原来状态，这种变形称为是完全弹性的即弹性变形。而撤掉引起变形的因素后，如果杆件的变形没有完全恢复而保留了一部分，被保留的这部分变形称为弹性变形又叫永久变形。 三、判断题 1．材料单元体是无限微小的长方体（X ） 习题二
一、填空题 1．通过一点的所有截面上（应力情况的总和），称为该点的应力状态。 45的条纹，条纹是材料沿（最2．材料屈服时，在试件表面上可看到与轴线大致成ο 大剪应力面）发生滑移而产生的，通常称为滑移线。 3．低碳钢的静拉伸试验中，相同尺寸的不同试件“颈缩”的部位不同，是因为（不同试件的薄弱部位不同） 4．对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常规定以产生塑性应变（εs=0.2% 时的应用定为名义屈服极限，用δρ2表示） 5．拉，压杆的横截面上的内力只有（轴力）。 6．工程中，如不作特殊申明，延伸率δ是指（L=10 d）标准试件的延伸率二、简答题 1．试叙述低碳钢的静拉伸试验分几个阶段？各处于什么样的变形阶段。 答：分四个阶段：1）弹性阶段：其变形可认为是完全弹性的。2）屈服阶段：是塑性变形阶段，其变形是弹塑性的。3）强化阶段：由于晶格的重新排列，使材料恢复了抵抗变形的错力，这一阶段的变形主要是塑性变形。4）局部变形阶段：在试件的某一薄弱部位发生“颈缩”。 2．试叙述截面法求内力步骤 答：1）在拟求内力的截面处，用一假想的截面将构件截分为二部分。2）弃掉一部分，保留一部分，并将去掉部分对保留部分的作用以内力代替。3）考虑保留部分的平衡，由平衡方程来确定内力值。 3．灰口铸铁受压破坏时，其破坏面大约与轴线成ο 35为什么？ 答：是由于试件沿最大剪应力面发生剪切破坏。 4．材料表现出塑性还是脆性的将随什么条件而变化？ 答：温度、变形速率、应力状态 5．选择安全系数时都包括了哪两方面的考虑？ 答：1）极限应力的差异：如实际构件制作加工后，实际的使用的材料极限应力值个别的有低于给定值的可能；另外还存在着截面尺寸，荷载值的差异及实际结构与其计算简图间的差异。以上这些差异都偏于不安全的后果。 2）构件在使用过程中，可能遇到意外事故和其它不利的工件条件。另外，越重要
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
材料力学复习题(附答案)
一、填空题 1．标距为100mm的标准试件，直径为10mm，拉断后测得伸长后的标距为123mm，缩颈处的最小直径为6.4mm，则该材料的伸长率δ=23%，断面收缩率ψ=59.04%。 2、构件在工作时所允许产生的最大应力叫许用应力σ，极限应力与许用应力的比叫安全系数n。 3、一般来说，脆性材料通常情况下以断裂的形式破坏，宜采用第一二强度理论。塑性材料在通常情况下 以流动的形式破坏，宜采用第三四强度理论。 4、图示销钉的切应力τ=（P πdh ），挤压应力σbs=（ 4P π(D2-d2) ） （4题图）（5题图） 5、某点的应力状态如图，则主应力为σ1=30Mpa，σ2=0，σ3=-30Mpa。 6、杆件变形的基本形式有拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲四种。 7、低碳钢在拉伸过程中的变形可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段四个阶段。 8、当切应力不超过材料的剪切比例极限时，切应变γ和切应力τ成正比。 9、工程实际中常见的交变应力的两种类型为对称循环，脉动循环。 10、变形固体的基本假设是：连续性假设；均匀性假设；各向同性假设。 11、低碳钢拉伸时大致分为以下几个阶段：弹性；屈服；强化；缩颈。 12、通常计算组合变形构件应力和变形的过程是：先分别计算每种基本变形各自引起的应力和变形，然后再叠加。这样做的前提条件是构件必须为线弹性、小变形杆件。 13、剪切胡克定律的表达形式为τ=Gγ。 14、通常以伸长率 <5%作为定义脆性材料的界限。 15、提高梁弯曲刚度的措施主要有提高抗弯刚度EI、减少梁的跨度、改善梁的载荷作用方式。 16、材料的破坏按其物理本质可分为屈服和断裂两类。 二、选择题 1、一水平折杆受力如图所示，则AB杆的变形为（D）。 （A）偏心拉伸；（B）纵横弯曲；（C）弯扭组合；（D）拉弯组合。 2、铸铁试件试件受外力矩Me作用，下图所示破坏情况有三种，正确的破坏形式是（A） 3、任意图形的面积为A，Z0轴通过形心O，Z1轴与Z0轴平行，并相距a，已知图形对Z1轴的惯性矩I1，则 对Z0轴的惯性矩I Z0为：（B）
材料力学习题册答案-第7章+应力状态
第 七 章 应力状态 强度理论 一、 判断题 1、平面应力状态即二向应力状态，空间应力状态即三向应力状态。 (√) 2、单元体中正应力为最大值的截面上，剪应力必定为零。 (√) 3、单元体中剪应力为最大值的截面上，正应力必定为零。 (×) 原因：正应力一般不为零。 4、单向应力状态的应力圆和三向均匀拉伸或压缩应力状态的应力圆相同，且均为应力轴 上的一个点。 (×) 原因：单向应力状态的应力圆不为一个点，而是一个圆。三向等拉或等压倒是为一个点。 5、纯剪应力状态的单元体，最大正应力和最大剪应力值相等，且作用在同一平面上。(×) 原因：最大正应力和最大剪应力值相等，但不在同一平面上 6、材料在静载作用下的失效形式主要有断裂和屈服两种。 (√) 7、砖,石等脆性材料式样压缩时沿横截面断裂。 (×) 8、塑性材料制成的杆件，其危险点必须用第三或第四强度理论所建立的强度条件来校核强度。 (×) 原因：塑性材料也会表现出脆性，比如三向受拉时，此时，就应用第一强度理论 9、纯剪应力状态的单元体既在体积改变，又有形状改变。(×) 原因：只形状改变，体积不变 10、铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀被胀裂，而管内的冰不会被破坏，只是因为冰的强度比铸铁的强度高。(×) 原因：铸铁的强度显然高于冰，其破坏原因是受到复杂应力状态 二、 选择题 1、危险截面是（ C ）所在的截面。 A 最大面积 B 最小面积 C 最大应力 D 最大内力 2、关于用单元体表示一点处的应力状态，如下论述中正确的一种是( D )。 A 单元体的形状可以是任意的 B 单元体的形状不是任意的，只能是六面体微元 C 不一定是六面体，五面体也可以，其他形状则不行 D 单元体的形状可以是任意的，但其上已知的应力分量足以确定任意方向面上的硬力 3、受力构件内任意一点，随着所截取截面方位不同，一般来说（ D ） A 正应力相同，剪应力不同 B 正应力不同，剪应力相同 C 正应力和剪应力均相同 D 正应力和剪应力均不同 4、圆轴受扭时，轴表面各点处于（ B ） A 单向应力状态 B 二向应力状态 C 三向应力状态 D 各向等应力状态 5、分析处于平面应力状态的一点，说法正确的是（ B ）。 A a σ=0时，必有a τ=max τ或a τ=min τ B a τ=0时，必有a σ=max σ或a σ=min σ C a σ+90a σ+及|a τ|+|90a τ+|为常量 D 1230σσσ≥≥≥