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大学材料力学习题及答案(考试专用题型)

大学材料力学习题及答案(考试专用题型)
大学材料力学习题及答案(考试专用题型)

一.是非题:(正确的在括号中打“√”、错误的打“×”) (60小题)

1.材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题,因此在研究构件的平衡与运动时,可不计构件的变形。( √ )

2.构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关,而材料的力学性质又是通过试验测定的。 ( √ )

3.在载荷作用下,构件截面上某点处分布内力的集度,称为该点的应力。(√ ) 4.在载荷作用下,构件所发生的形状和尺寸改变,均称为变形。( √ )

5.截面上某点处的总应力p 可分解为垂直于该截面的正应力σ和与该截面相切的剪应力τ,它们的单位相同。( √ )

6.线应变ε和剪应变γ都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量,它们都是无量纲的量。( √ ) 7.材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。( )

8.在强度计算中,塑性材料的极限应力是指比例极限p σ,而脆性材料的极限应力是指强度极限b σ。( ) 9.低碳钢在常温静载下拉伸,若应力不超过屈服极限s σ,则正应力σ与线应变ε成正比,称这一关系为拉伸(或压缩)的虎克定律。( )

10.当应力不超过比例极限时,直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比,而与横截面面积成反比。( √ )

11.铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成450

,这是由压应力引起的缘故。( )

12.低碳钢拉伸时,当进入屈服阶段时,试件表面上出现与轴线成45o

的滑移线,这是由最大剪应力max τ引

起的,但拉断时截面仍为横截面,这是由最大拉应力max σ引起的。( √ )

13.杆件在拉伸或压缩时,任意截面上的剪应力均为零。( ) 14.EA 称为材料的截面抗拉(或抗压)刚度。( √ )

15.解决超静定问题的关键是建立补充方程,而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系,称这种关系为变形协调关系。( √ )

16.因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象,称为应力集中。(√ )

17.对于剪切变形,在工程计算中通常只计算剪应力,并假设剪应力在剪切面内是均匀分布的。( ) 18.挤压面在垂直挤压平面上的投影面作为名义挤压面积,并且假设在此挤压面积上的挤压应力为均匀分布的。( )

19.挤压力是构件之间的相互作用力是一种外力,它和轴力、剪力等内力在性质上是不同的。( ) 20.挤压的实用计算,其挤压面积一定等于实际接触面积。( ) 21.园轴扭转时,各横截面绕其轴线发生相对转动。( )

22.薄壁圆筒扭转时,其横截面上剪应力均匀分布,方向垂直半径。( ) 23.空心圆截面的外径为D ,内径为d ,则抗扭截面系数为16

16

3

3

P

d D W ππ-

=

。( )

24.静矩是对一定的轴而言的,同一截面对不同的坐标轴,静矩是不相同的,并且它们可以为正,可以为负,亦可以为零。( )

25.截面对某一轴的静矩为零,则该轴一定通过截面的形心,反之亦然。 ( )

26.截面对任意一对正交轴的惯性矩之和,等于该截面对此两轴交点的极惯性矩,即I z +I y =I P 。( ) 27.同一截面对于不同的坐标轴惯性矩是不同的,但它们的值衡为正值。( ) 28.组合截面对任一轴的惯性矩等于其各部分面积对同一轴惯性矩之和。( ) 29.惯性半径是一个与截面形状、尺寸、材料的特性及外力有关的量。( )

30.平面图形对于其形心主轴的静矩和惯性积均为零,但极惯性矩和轴惯性矩一定不等于零。( ) 31.有对称轴的截面,其形心必在此对称轴上,故该对称轴就是形心主轴。( ) 32.梁平面弯曲时,各截面绕其中性轴z 发生相对转动。( )

33.在集中力作用处,剪力值发生突变,其突变值等于此集中力;而弯矩图在此处发生转折。 ( ) 34.在集中力偶作用处,剪力值不变;而弯矩图发生突变,其突变值等于此集中力偶矩。( ) 35.中性轴是通过截面形心、且与截面对称轴垂直的形心主轴。( ) 36.梁弯曲变形时,其中性层的曲率半径ρ与EI z 成正比。 ( )

37.纯弯曲时,梁的正应力沿截面高度是线性分布的,即离中性轴愈远,其值愈大;而沿截面宽度是均匀分布的。( )

38.计算梁弯曲变形时,允许应用叠加法的条件是:变形必须是载荷的线性齐次函数。( ) 39.叠加法只适用求梁的变形问题,不适用求其它力学量。( )

40.合理布置支座的位置可以减小梁内的最大弯矩,因而达到提高梁的强度和刚度的目的。( )

41.单元体中最大正应力(或最小正应力)的截面与最大剪应力(或最小剪应力)的截面成90o

。( ) 42.单元体中最大正应力(或最小正应力)的截面上的剪应力必然为零。( ) 43.单元体中最大剪应力(或最小剪应力)的截面上的正应力一定为零。 ( )

44.圆截面铸铁试件扭转时,表面各点的主平面联成的倾角为450

的螺旋面拉伸后将首先发生断裂破坏。

( )

45.二向应力状态中,通过单元体的两个互相垂直的截面上的正应力之和必为一常数。( ) 46.三向应力状态中某方向上的正应力为零,则该方向上的线应变必然为零。( )

47.不同材料固然可能发生不同形式的破坏,就是同一材料,当应力状态的情况不同时,也可能发生不同形式的破坏。 ( )

48.强度理论的适用范围决定于危险点处的应力状态和构件的材料性质。( )

49.若外力的作用线平行杆件的轴线,但不通过横截面的形心,则杆件将引起偏心拉伸或压缩。 ( ) 50.因动力效应而引起的载荷称为动载荷,在动载荷作用下,构件内的应力称为动应力。( )

51.当圆环绕垂直于圆环平面的对称轴匀速转动时,环内的动应力过大,可以用增加圆环横截面面积的办法使动应力减小。( )

52.冲击时构件的动应力,等于冲击动荷系数与静应力的乘积。( ) 53.自由落体冲击时的动荷系数为j

d

H

K δ21+

=。( )

54.在交变应力作用下,材料抵抗破坏的能力不会显著降低。( ) 55.交变应力中,应力循环特性r =-1,称为对称应力循环。( )

56.在交变应力作用下,构件的持久极限是指构件所能承受的极限应力,它不仅与应力循环特性r 有关,而且与构件的外形、尺寸和表面质量等因素有关。( )

57.构件的持久极限与材料的持久极限是同一回事,均为定值。( )

58.压杆的长度系数μ代表支承方式对临界力的影响。两端约束越强,其值越小,临界力越大;两端约束越弱,其值越大,临界力越小。( )

59.压杆的柔度λ综合反映了影响临界力的各种因素。λ值越大,临界力越小;反之,λ值越小,临界力越大。( )

60.在压杆稳定性计算中经判断应按中长杆的经验公式计算临界力时,若使用时错误地用了细长杆的欧拉公式,则后果偏于危险。( ) 二.填空题: (60小题)

1.材料力学是研究构件 强度、刚度、稳定性 的学科。

2.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;稳定是指构件维持其原有的直线平衡状态 的能力。

3.在材料力学中,对变形固体的基本假设是 连续性、均匀性、各向同性 。

4.随外力解除而消失的变形叫 弹性变形 ;外力解除后不能消失的变形叫 塑性变形 。 5. 截面法 是计算内力的基本方法。

6. 应力 是分析构件强度问题的重要依据; 应变 是分析构件变形程度的基本量。 7.构件每单位长度的伸长或缩短,称为线应变,单元体上相互垂直的两根棱边夹角的改变量,称为切应变。 8.轴向拉伸与压缩时直杆横截面上的内力,称为 轴力 9.应力与应变保持线性关系时的最大应力,称为 比例极限 。

10.材料只产生弹性变形的最大应力称为 弹性极限 ;材料能承受的最大应力称为 强度极限 。 11. 伸长率 是衡量材料的塑性指标; 的材料称为塑性材料; 的材料称为脆性材料。

12.应力变化不大,而应变显著增加的现象,称为 屈服 。 13.材料在卸载过程中,应力与应变成 线性 关系。

14.在常温下把材料冷拉到强化阶段,然后卸载,当再次加载时,材料的比例极限 提高 ,而塑性 降低 ,这种现象称为 冷作硬化 。

15.使材料丧失正常工作能力的应力,称为 极限应力 。 16.在工程计算中允许材料承受的最大应力,称为 许用应力 。

17.当应力不超过比例极限时,横向应变与纵向应变之比的绝对值,称为 泊松比 。

18.约束反力和轴力都能通过静力平衡方程求出,称这类问题为 静定问题 ;反之则称为 超静定问题 ;未知力多于平衡方程的数目称为 超静定次数。 19.构件因强行装配而引起的内力称为 装配力 ,与之相应的应力称为 装配应力 。 20.构件接触面上的相互压紧的现象称为 挤压 ,与构件压缩变形是不同的。 21.凡以扭转变形为主要变形的构件称为 轴 。

22.功率一定时,轴所承受的外力偶矩M o 与其转速n 成 反 比。 23.已知圆轴扭转时,传递的功率为P=15KW ,转速为n =150r/min ,则相应的外力偶矩为M o = 9549N?m 。 24.圆轴扭转时横截面上任意一点处的剪应力与该点到圆心间的距离成 正比 。

25.当剪应力不超过材料的 时,剪应力与剪应变成正比例关系,这就是 剪切胡克定律 。 26. GIP 称为材料的截面抗扭刚度。

27.材料的三个弹性常数是 ;在比例极限内,对于各向同性材料,三者关系是 。

28.组合截面对任一轴的静矩,等于其各部分面积对同一轴静矩的 代数和 。 29.在一组相互平行的轴中,截面对各轴的惯性矩以通过形心轴的惯性矩为 最小 。 30.通过截面形心的正交坐标轴称为截面的 形心 轴。 31.恰使截面的惯性积为零的正交坐标轴称为截面的 主 轴,截面对此正交坐标轴的惯性矩,称为 主惯性矩 。

32.有一正交坐标轴,通过截面的形心、且恰使截面的惯性积为零,则此正交坐标轴称为截面的 形心主 轴,截面对正交坐标轴的惯性矩称为 形心主惯性矩 。

33.在一般情况下,平面弯曲梁的横截面上存在两种内力,即 剪力和弯矩 ,相应的应力也有两种,即 切应力和正应力 。

34.单元体截面上,若只有剪应力而无正应力,则称此情况为 纯剪切 。 35.若在梁的横截面上,只有弯矩而无剪力,则称此情况为 纯弯曲。 36.EI z 称为材料的 抗弯刚度 。

37.矩形截面梁的剪应力是沿着截面高度按 抛物线 规律变化的,在中性轴上剪应力为最大,且最大值为该截面上平均剪应力的 1.5 倍。

38.若变截面梁的每一横截面上的最大正应力等于材料的许用应力,则称这种梁为等强度梁 。

39.横截面的形心在垂直梁轴线方向的线位移称为该截面的 挠度,横截面绕中性轴转动的角位移称为该截面的 转角;挠曲线上任意一点处切线的斜率,等于该点处横截面的 转角。

40.根据 梁的边界条件和挠曲线连续光滑条件 ,可确定梁的挠度和转角的积分常数。

41.受力构件内任意一点在各个截面上的应力情况,称为该点处的 应力状态 ,在应力分析时常采用取 单元体 的研究方法。

42. 切应力为零 的面称为主平面;主平面上的 正应力称为主应力;各个面上只有主应力的单元体称为 主单元体 。

43.只有一个主应力不等于零的应力状态,称为 单向应力状态,有二个主应力不等于零的应力状态,称为 二向应力状态 ,三个主应力均不等于零的应力状态,称为 三向应力状态 。 44.通过单元体的两个互相垂直的截面上的剪应力,大小 ,方向 指向或背离两截面交线。

45.用应力园来寻求单元体斜截面上的应力,这种方法称为图解法。应力园园心坐标为 ,半径为 。 46.材料的破坏主要有 断裂破坏 和 屈服破坏 两种。

47.构件在载荷作用下同时发生两种或两种以上的基本变形称为 组合变形 。

48.园轴弯曲与扭转的组合变形,在强度计算时通常采用第三或第四强度理论。设M 和T 为危险面上的弯矩和扭矩,W 为截面抗弯截面系数,则用第三强度理论表示为 ;第四强度理论表示为 。

49.冲击时动应力计算,静变形越大,动载系数就越 小 ,所以增大静变形是 减小 冲击的主要措施。

50.突加载荷时的动荷系数为 2 。

51.增大构件静变形的二种方法是 降低构件刚度,安装缓冲器 。

52.冲击韧度 是衡量材料抗冲冲击能力的相对指标,其值越大,材料的抗冲击能力就越强。 53.随时间作周期性变化的应力,称为交变应力 。 54.在交变应力作用下,构件所发生的破坏,称为 疲劳破坏 ;其特点是最大应力 远小于 材料的强度极限,且表现为突然的脆性断裂。

55.压杆从稳定平衡状态过渡到不平衡状态,载荷的临界值称为 临界力 ,相应的应力称为 临界应力 。

56.对于相同材料制成的压杆,其临界应力仅与 柔度 有关。

57.当压杆的应力不超过材料的 比例极限 时,欧拉公式才能使用。

58.临界应力与工作应力之比,称为压杆的 工作安全系数 ,它应该大于规定的 稳定安全系数 ,故压杆的稳定条件为 。

59.两端铰支的细长杆的长度系数为 1 ;一端固支,一端自由的细长杆的长度系数为 2 。 60.压杆的临界应力随柔度变化的曲线,称为 临界应力总图 。 三.单项选择题: (50小题)

1.材料的力学性质通过( C )获得。

(A) 理论分析 (B) 数值计算 (C) 实验测定 (D) 数学推导 2.内力是截面上分布内力系的合力,因此内力( D )。

(A) 可能表达截面上各点处受力强弱 (B) 不能表达截面上各点处受力强弱 (C) 可以表达截面某点受到的最大力 (D) 可以表达截面某点受到的最小力

3.正方形桁架如图所示。设N AB 、N BC 、……分别表示杆AB 、BC 、……的轴力。则下列结论中( A )正确。

(A) P N P N N N N AC CD BC AD AB

==

===,2

2

(B) P N P N N N N AC CD BC AD AB =====,2 (C) 0,2=====AC CD BC AD AB N P N N N N (D) P N N N N N AC CD BC AD AB

=====,0

4.正方形桁架如图所示。设N AB 、N BC 、……分别表示杆AB 、BC 、……的轴力,各杆横截面面积均为A 。则下列结论中(A )正确。

(A) A P

A P BD CD BC AD A

B 22,22=

====σσσσσ (B) A P A P BD CD BC AD AB =====σσσσσ,22 (C) A P A P BD CD BC AD AB -=====σσσσσ,22 (D) A

P A P BD CD

BC AD AB -=====σσσσσ,2

5.图示悬吊桁架o 30=α

,设拉杆AB 的许用应力为[]σ,则其横截面的最小值为( D )。

(A) []

σP

3 (B) []σP

5.4

(C)

[]

σP

6

(D) []

σP

9

6.图示矩形截面杆两端受载荷P 作用,设杆件横截面为A ,

αατσ和分别表示截面m -n 上的正应力和剪应力,αατσ''和分别表示截面m ′-n ′上的正应力和剪应力,则下述结论( D )正确。

(1) αατασαα

cos sin cos 2A P

A P ==

, (2) αατασαα

cos sin sin 2A

P A P -='=', (3) 无论α取何值,α

αττ'-= (A) (1)正确 (B) (2)正确 (C) (1)、(2)均正确 (D) 全正确

7.设εε'和分别为轴向受力杆的轴向线应变和横向线应变,μ为材料的泊松比,则下面结论正确的是

( )。

(A) ε

εμεεμ

'='-

=, (B) '='-=εεμεεμ, (C) ε

εμεεμ

-==, (D) εεμεεμ-==,

8.长度、横截面面积相同的两杆,一杆为钢杆,另一杆为铜杆,在相同拉力作用下,下述结论正确的是

( )。

(A) σ钢=σ铜 , ΔL 钢<ΔL 铜 (B) σ钢=σ铜 , ΔL 钢>ΔL 铜 (C) σ钢>σ铜 , ΔL 钢<ΔL 铜 (D) σ钢<σ铜 , ΔL 钢>ΔL 铜

9.阶梯杆ABC 受拉力P 作用,如图所示,AB 段横截面积为A 1,BC 段横截面积为A 2,各段杆长度均为L ,材料的弹性模量为E ,此杆的最大线应变为( )。

(A)

21EA P EA P + (B) 2

122EA P

EA P + (C) 2

EA P

(D) 1EA P

10.铰接的正方形结构,如图所示,各杆材料及横截面积相同,弹性模量为E ,横截面积为A ,在外力P 作用下,A 、C 两点间距离的改变量为( D )。

(A)

EA

Pa 2 (B) EA Pa

2

(C) EA Pa )22(- (D) EA

Pa

)22(+

11.建立圆轴的扭转应力公式P

T I M ρ

τρ?=时,“平面假设”起到什么作用?( )

(A) “平面假设”给出了横截面上内力与应力的关系 (B) “平面假设”给出了圆轴扭转时的变化规律 (C) “平面假设”使物理方程得到简化

(D) “平面假设”是建立剪应力互等定理的基础 12.扭转应力公式P

T I M ρτ

=

不适用的杆件是( D )。

(A) 等截面直杆 (B) 实心圆截面杆

(C) 实心或空心圆截面杆 (D) 矩形截面杆

13.空心圆轴扭转时横截面上的剪应力分布如下图所示,其中正确的分布图是( C )。

(A) (B) (C) (D)

14.圆轴受扭如图所示,已知截面上A 点的剪应力为5MPa , 则B 点的剪应力是( B )。

(A) 5MPa (B) 10MPa (C) 15MPa (D) 0

15.材料相同的两根圆轴,一根为实心轴,直径为D 1;另一根为空心轴,内直径为d 2,外直径为D 2,

α=2

2

D d 。若两圆轴横截面上的扭矩和最大剪应力均相同,则两轴横截面积之比

2

1

A A 为( D )。 (A) 2

1α- (B) 3

24

)1(α- (C) 3

24

2

)1)(1(αα-- (D) 2

3

241)

1(αα--

16.某传动轴的直径d =80mm ,转速n =70(r/min),材料的许用剪应力

[]MPa 50=τ,则此轴所能传递的最

大功率为( )kW 。

(A) 73.6 (B) 65.4 (C) 42.5 (D) 36.8

17.实心圆轴受扭,当轴的直径d 减小一半时,其扭转角φ则为原来轴扭转角的( )。 (A) 2倍 (B) 4倍 (C) 8倍 (D) 16倍

18.由直径为d 的圆截面杆组成的T 型刚架,受力如图。设材料的许用剪应力为[]

τ,则刚架的剪应力强度

条件为( )。

(A)

[]τπ≤332d Pa (B) []τπ≤3

64d Pa

(C) []τπ≤396d Pa (D) []τπ≤3

24d Pa

19.图示截面的面积为A ,形心位置为C ,X 1轴平行X 2轴,已知截面对X 1轴的惯性矩为I x 1,则截面对于X 2的惯性矩为( )。

(A) A b a I I X X 212)(++=

(B) A b a I I X X )(2212++= (C) A b a I I X X )(2212

-+=

(D) A a b I I X X )(2212-+=

20.多跨静定梁的两种受载情况如图。下列结论正确

的是( D )。

(A) 两者的Q 图和M 图均相同 (B) 两者的Q 图相同,M 图不同 (C) 两者的Q 图不同,M 图相同 (D) 两者的Q 图和M 图均不同

21.图示固定的悬臂梁,长L=4m ,其弯矩图如图所示。则梁的剪力图图形为

( D )。

(A) 矩形 (B) 三角形

(C) 梯形 (D) 零线(即与x 轴重合的水平线)

22.已知外径为D ,内径为d 的空心梁,其抗弯截面系数是( B )。

(A) )(64

4

4

d D W z -=π (B) )1(32443

D d D W z -=π

(C) )(32

33d D W z

-=

π

(D) )(64

33d D W z +=

π

23.要从直径为d 的圆截面木材中切割出一根矩形截面梁,并使其截面抗弯系数W z 为最大,则矩形的高宽

b

h

应为( )。 (A) 2 (B) 3

(C) 1.5 (D) 2

24.下面四种形式的截面,其横截面积相同,从抗弯强度角度来看,哪种最合理?( A )。

(A) (B) (C) (D) 25.在应用弯曲正应力公式时,最大正应力应限制在( A )以内。

(A) 比例极限σp (B) 弹性极限σe (C) 屈服极限σs (D) 强度极限σb

26.图示四种受均布载荷q 作用的梁,为了提高承载能力,梁的支座应采用哪种方式安排最合理。( D )

27.梁的变形叠加原理适用的条件是:梁的变形必须是载荷的线性齐次函数。要符合此条件必须满足( D )要求。

(A) 梁的变形是小变形 (B) 梁的变形是弹性变形 (C) 梁的变形是小变形,且梁内正应力不超过弹性极限 (D) 梁的变形是小变形,且梁内正应力不超过比例极限

28.悬臂梁上作用有均布载荷q ,则该梁的挠度曲线方程y (x )是( D )。

(A) x 的一次方程 (B) x 的二次方程 (C) x 的三次方程 (D) x 的四次方程 29.圆轴扭转时,轴表面上各点处于(B )。

(A) 单向应力状态 (B) 二向应力状态 (C) 三向应力状态 (D) 各向应力状态

30.图A 、B 、C 、D 分别为四个单元体的应力圆,其中只有图( B )为单向应力状态。

(A) (B) (C) (D) 31.一个二向应力状态与另一个单向应力状态叠加,结果是( C )。 (A) 为二向应力状态

(B) 为二向或三向应力状态

(C) 为单向,二向或三向应力状态

(D) 可能为单向、二向或三向应力状态,也可能为零向应力状态。 32.图示单元体中,主应力是( B )组。(应力单位为MPa) (A) 0555555

321=--=+-=σσσ,, (B) 5550555321--==+-=σσσ,, (C) 5555550321--=+-==σσσ,, (D) 10555555321

=--=+-=σσσ,,

33.图示为单元体的应力圆,其中最大剪应力为( A )。 (应力单位为MPa)

(A) 25 (B) 20 (C) 15 (D) 5

34.图示为单元体的应力圆,点D 1(10,–10),D 2(10,10)分别为单元体

中o

0=α和o

90=α两个截面的应力情况,那么o

45=α的截面的应力情况是( D )。 (应力单位为MPa)

(A) ( 0 ,0 ) (B) (10 ,10) (C) (10 ,–10) (D) (20 ,0 )

35.某单元体的三个主应力为σ1、σ2、σ3,那么其最大剪应力为( D )。

(A) (σ1-σ2)/2 (B) (σ2-σ3)/2 (C) (σ3-σ1)/2 (D) (σ1-σ3)/2

36.图示直角刚性折杆,折杆中哪段杆件为组合变形?( )。

(A) 杆①、②、③ (B) 杆①、② (C) 杆① (D) 杆②

37.图示正方形截面短柱承受轴向压力P 作用,若将短柱中间开一槽如图所示,开槽所消弱的面积为原面积的一半,则开槽后柱中的最大压应力为原来的( C )倍。

(A) 2 (B) 4 (C) 8 (D) 16

38.已知圆轴的直径为d ,其危险截面同时承受弯矩M ,扭矩M T 及轴力N 的作用。试按第三强度理论写出该截面危险点的相当应力( D )。 (A) 22233

416d N M M d T r ππσ++=

(B) 2

2

233432d N M M d T

r ππσ++=

(C) 232233

)16()432(

d M d N d M T r πππσ++= (D) 2

3

2233

)32()432(d M d N d M T r πππσ++= 39.图示桁架受集中力P 作用,各杆的弹性模量均为E ,横截面面积均为A ,则桁架的变形能U 是( )。

(A) EA

a P 2)2223(+ (B) EA a

P 2)

223(+ (C) EA a P 2

)223(+ (D) EA

a P 2)23(+

40.起重机起吊重物Q ,由静止状态开始以等加速度上升,经过时间t ,重物上升的高度为H ,则起吊过程中,吊绳内的拉力为( )。 (A) )1(2gt H Q +

(B) )21(2gt H Q + (C) )21(2gt

H Q + (D) )21(2

gt H

Q + 41.钢质薄壁圆环绕中心O 作匀速旋转。已知圆环横截面积为A ,平均直径D ,材料容重γ,旋转角速度ω,当圆环应力超过材料许用应力时,为保证圆环强度,采取( )是无效的。

(A) 减小角速度ω (B) 减小直径D (C) 改选高强度钢材 (D) 增加横截面积A 42.下列A 、B 、C 、D 为相同杆件的四种不同的加载方式,则杆件内动应力最大的是( )。 (A) 重锤Q 以静载荷方式作用在杆件上 (B) 重锤Q 以突加载荷方式作用在杆件上 (C) 重锤Q 从H 高度自由落在杆件上

(D) 重锤Q 从H 高度自由落在垫有橡皮的杆件上。 43.对于交变应力,符号0

1-σ表示( )。

(A) 应力作脉冲循环时,材料的持久极限 (B) 应力作对称循环时,材料的持久极限 (C) 应力作脉冲循环时,构件的持久极限 (D) 应力作对称循环时,构件的持久极限 44.图示交变应力的循环特征为( )。

(A) –0.6 (B) 0.6 (C) –1.67 (D) 1.67

45.影响构件持久极限的主要因素是( )。

(A) 材料的强度极限、应力集中、表面加工质量 (B) 材料的塑性指标、应力集中、构件尺寸 (C) 交变应力的循环特征、构件尺寸、构件外形 (D) 应力集中、表面加工质量、构件尺寸 46.以下措施中,( )可以提高构件的持久极限。

(A) 增大构件的几何尺寸 (B) 提高构件表面的光洁度 (C) 减小构件连结部分的圆角半径 (D) 尽量采用强度极限高的材料 47.在弯曲对称循环交变应力,构件的持久极限应为( )。 (A) σ

εβ

σσk 10

1

--=

(B) β

εσσσ

k 10

1

--=

(C) ε

βσσσ

k 10

1

--=

(D) σεβσσk 10

1

--=

48.两端固定的细长杆,设抗弯刚度为EI ,长为l ,则其临界力是( D )。 (A)

2

24l EI

π (B)

2

2l EI

π (C)

2

249.0l EI

π (D)

2

225.0l EI

π

49.由细长杆组成的两个桁架,如图所示,各杆的材料和横截面均相同,稳定安全系数也相同。设P 1和P 2分别表示这两个桁架所受的最大许可载荷,则下列结论中( A )正确。

(A) P 1

P 2 (C) P 1=P 2

(D) 条件不足,无法判断 50.设cr σ表示压杆的临界应力,P σ表示杆件的比例极限,则下列结论( C )正确。 (A) 当cr σ

2

2λπE

(B)当

cr σ>P σ时,cr σ<22λπE (C) 当cr σ=P σ时,cr σ=22λπE (D) 在一切情况下,22λ

πσE

cr ≤

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)

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

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。

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。

材料力学练习题集与答案解析~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 班级 姓名____________ 学号 不 准 答 题-------------------------------------------------------------

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:( )

大学材料力学习题及标准答案(题库)

大学材料力学习题及答案(题库)

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一.是非题:(正确的在括号中打“√”、错误的打“×”) (60小题) 1.材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题,因此在研究构件的平衡与运动时,可不计构件的变形。( √ ) 2.构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关,而材料的力学性质又是通过试验测定的。 ( √ ) 3.在载荷作用下,构件截面上某点处分布内力的集度,称为该点的应力。(√ ) 4.在载荷作用下,构件所发生的形状和尺寸改变,均称为变形。( √ ) 5.截面上某点处的总应力p 可分解为垂直于该截面的正应力σ和与该截面相切的剪应力τ,它们的单位相同。( √ ) 6.线应变ε和剪应变γ都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量,它们都是无量纲的量。( √ ) 7.材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。( ) 8.在强度计算中,塑性材料的极限应力是指比例极限p σ,而脆性材料的极限应力是指强度极限b σ。( ) 9.低碳钢在常温静载下拉伸,若应力不超过屈服极限s σ,则正应力σ与线应变ε成正比,称这一关系为拉伸(或压缩)的虎克定律。( ) 10.当应力不超过比例极限时,直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比,而与横截面面积成反比。( √ ) 11.铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成450,这是由压应力引起的缘故。( ) 12.低碳钢拉伸时,当进入屈服阶段时,试件表面上出现与轴线成45o 的滑移线,这是由最大剪应力max τ引起的,但拉断时截面仍为横截面,这是由最大拉应力max σ引起的。( √ ) 13.杆件在拉伸或压缩时,任意截面上的剪应力均为零。( ) 14.EA 称为材料的截面抗拉(或抗压)刚度。( √ ) 15.解决超静定问题的关键是建立补充方程,而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系,称这种关系为变形协调关系。( √ ) 16.因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象,称为应力集中。(√ ) 17.对于剪切变形,在工程计算中通常只计算剪应力,并假设剪应力在剪切面内是均匀分布的。( ) 18.挤压面在垂直挤压平面上的投影面作为名义挤压面积,并且假设在此挤压面积上的挤压应力为均匀分布的。( ) 19.挤压力是构件之间的相互作用力是一种外力,它和轴力、剪力等内力在性质上是不同的。( ) 20.挤压的实用计算,其挤压面积一定等于实际接触面积。( ) 21.园轴扭转时,各横截面绕其轴线发生相对转动。( ) 22.薄壁圆筒扭转时,其横截面上剪应力均匀分布,方向垂直半径。( ) 23.空心圆截面的外径为D ,内径为d ,则抗扭截面系数为16 16 3 3P d D W ππ- =。( ) 24.静矩是对一定的轴而言的,同一截面对不同的坐标轴,静矩是不相同的,并且它们可以为正,可以为负,亦可以为零。( ) 25.截面对某一轴的静矩为零,则该轴一定通过截面的形心,反之亦然。 ( ) 26.截面对任意一对正交轴的惯性矩之和,等于该截面对此两轴交点的极惯性矩,

材料力学习题答案

第二章轴向拉伸与压缩 2-1 试求图示直杆横截面1-1、2-2、3-3上的轴力,并画出轴 ( (b) 2-2图示中部对称开槽直杆,试求横截面1-1和2-2上的正应 力。 解: 1.轴力 由截面法可求得,杆各横截面上的轴力为 kN 14 N - = - =F F 2.应力 4 20 10 143 1 1 N 1 1? ? - = = - -A F σMPa175 - =MPa ()4 10 20 10 143 2 2 N 2 2? - ? - = = - -A F σMPa350 - =MPa

2-3 图示桅杆起重机,起重杆AB 的横截面是外径为mm 20、内径为mm 18的圆环,钢丝绳BC 的横截面面积为2mm 10。试求起重杆AB 和钢丝绳 =2kN 解: 1.轴力 取节点B 为研究对象,受力如图所示, 0=∑x F : 045cos 30cos N N =++οοF F F AB BC 0=∑y F : 045sin 30sin N =--οοF F AB 由此解得: 83.2N -=AB F kN , 04.1N =BC F kN 2.应力 起重杆横截面上的应力为 () 223 N 18204 1083.2-??-= =πσAB AB AB A F MPa 4.47-=MPa 钢丝绳横截面上的应力为 10 1004.13 N ?==BC BC BC A F σMPa 104=MPa 2-4 图示由铜和钢两种材料组成的等直杆,铜和钢的弹性模量分别为GPa 1001=E 和GPa 2102=E 。若杆的总伸长为 mm 126.0Δ=l ,试求载荷F 和杆横截面上的应力。 解: 1.横截面上的应力 由题意有 ???? ??+=+= ?+?=?221 1221121E l E l A E Fl A E Fl l l l σ 由此得到杆横截面上的应力为 33221110210400 10100600126 .0?+?= + ?=E l E l l σMPa 9.15=MPa 2.载荷 2404 9.15??==π σA F N 20=kN

《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

材料力学试题及答案完整版

材料力学试题及答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

材料力学-模拟试题 一、单项选择题 1. 截面上的全应力的方向( ) A 、平行于截面 B 、垂直于截面 C 、可以与截面任意夹角 D 、与截面无关 2. 脆性材料的延伸率( ) A 、小于5% B 、小于等于5% C 、大于5% D 、大于等于5% 3. 如图所示简支梁,已知C 点转角为θ。在其它条件不变的情况下,若将荷载F 减小一半,则C 点的转角为( ) A 、θ B 、θ C 、θ D 、2θ 4.危险截面是()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 5. 图示单元体应力状态,沿x 方向的线应变εx 可表示为( ) A 、E y σ B 、)(1 y x E μσσ- C 、)(1x y E μσσ- D 、G τ 6. A 、线位移 B 、转角 C 、线应变 D 7. 塑性材料的名义屈服应力使用( ) A 、σS 表示 B 、σb 表示 C 、σp 表示 D 、σ表示 8.拉(压)杆应力公式A F N =σ的应用条件是() A 、应力在比例极限内 B 、应力在屈服极限内 C 、外力合力作用线必须沿着杆的轴线 D 、杆件必须为矩形截面杆 9.下列截面中,弯曲中心与其形心重合者是() A 、Z 字形型钢 B 、槽钢 C 、T 字形型钢 D 、等边角钢 10. 如图所示简支梁,已知C 点转角为θ。在其它条件不变的情况下,若将杆长增加一倍,则C 点的转角为( ) A 、2θ B 、4θ C 、8θ D 、16θ x

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≥≥≥

材料力学试题及答案

材料力学试题及答案Revised on November 25, 2020

1.轴的扭转剪应力公式τρ=T I P ρ适用于如下截面轴( C ) 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( C ) 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( B ) 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( B ) A.ma a EI ()l -2 B. ma a EI 32()l - C.ma EI D. ma a EI 22()l - 5.图示微元体的最大剪应力τmax 为多大( A ) 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( D ) 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. (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 ) A. U=P a EA 22 B. U=P EA P b EA 2222l + C. U=P EA P b EA 2222l - D. U=P EA P b EA 2222a +

材料力学试题及答案69429

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 作用。已知轴的许用切应力[]τ、切(15 五、小锥度变截面悬臂梁如题五图所示,直径2b a d d =,试求最大正应力的位置及大小。(10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 )) 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 )) 图(b ) (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: 二、(15分) 以手柄和半个键为隔离体, 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) 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) 五、(10分) 解:在距截面A 为x 由 d 0d x σ=,可求得 x 对应的max 312827π)a Fl d σ=( 六、(15分) 由边界条件,0x l w w '===得34 33 0032,ql ql C D b h b h ==- 4 302A ql w Eb h =- (↓) , 3 3 083C ql Eb h θ= () 七、(15分) F

材料力学习题集 (有答案)

绪 论 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。 ( ) 1.2 内力只能是力。 ( ) 1.3 若物体各点均无位移,则该物体必定无变形。 ( ) 1.4 截面法是分析应力的基本方法。 ( ) 二、选择题 1.5 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 1.6 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 1.7 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 √ 1.2 × 1.3 √ 1.4 × 1.5 C,A,B 1.6 C 1.7 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ρ,试问下列结论中哪一个是正确的? (A) q gA ρ=; (B) 杆内最大轴力Nmax F ql =; (C) 杆内各横截面上的轴力N 2 gAl F ρ= ; (D) 杆内各横截面上的轴力N 0F =。 2. 低碳钢试样拉伸时,横截面上的应力公式N F A 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) 3. 在A 和B

和点B 的距离保持不变,绳索的许用拉应力为[]σ 取何值时,绳索的用料最省? (A) 0; (B) 30; (C) 45; (D) 60。 4. 桁架如图示,载荷F 可在横梁(刚性杆)DE 为A ,许用应力均为[]σ(拉和压相同)。求载荷F 的许用值。以下四种答案中哪一种是正确的? (A) []2 A σ; (B) 2[]3A σ; (C) []A σ; (D) 2[]A σ。 5. 一种是正确的? (A) 外径和壁厚都增大; (B) 外径和壁厚都减小; (C) 外径减小,壁厚增大; (D) 外径增大,壁厚减小。 6. 三杆结构如图所示。今欲使杆3的轴力减小,问应采取以下哪一种措施? (A) 加大杆3的横截面面积; (B) 减小杆3的横截面面积; (C) 三杆的横截面面积一起加大; (D) 增大α角。 7. 图示超静定结构中,梁AB 为刚性梁。设l ?示杆1的伸长和杆2的正确答案是下列四种答案中的哪一种? (A) 12sin 2sin l l αβ?=?; (B) 12cos 2cos l l αβ?=?; (C) 12sin 2sin l l βα?=?; (D) 12cos 2cos l l βα?=?。 8. 图示结构,AC 为刚性杆,杆1和杆2力变化可能有以下四种情况,问哪一种正确? (A) 两杆轴力均减小; (B) 两杆轴力均增大; (C) 杆1轴力减小,杆2轴力增大; (D) 杆1轴力增大,杆2轴力减小。 9. 结构由于温度变化,则: (A) (B) (C)

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