昆工材料力学习题册
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第一章 绪论
一、是非判断题
1.1 材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。 ( × ) 1.2 内力只作用在杆件截面的形心处。 ( × ) 1.3 杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。 ( × ) 1.4 确定截面内力的截面法，适用于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。 ( ∨ ) 1.5 根据各向同性假设，可认为材料的弹性常数在各方向都相同。 ( ∨ ) 1.6 根据均匀性假设，可认为构件的弹性常数在各点处都相同。 ( ∨ ) 1.7 同一截面上正应力σ与切应力τ必相互垂直。 ( ∨ ) 1.8 同一截面上各点的正应力σ必定大小相等，方向相同。 ( × ) 1.9 同一截面上各点的切应力τ必相互平行。 ( × ) 1.10 应变分为正应变ε和切应变γ。 ( ∨ ) 1.11 应变为无量纲量。 ( ∨ ) 1.12 若物体各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零。 ( ∨ ) 1.13 若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。 ( × ) 1.14 平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。 ( ∨ ) 1.15 题1.15图所示结构中，AD 杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。 ( ∨ )
1.16 题1.16图所示结构中，AB 杆将发生弯曲与压缩的组合变形。 ( × )
二、填空题
1.1 材料力学主要研究 受力后发生
以及由此产生
1.2 拉伸或压缩的受力特征是 ，变形特征是 。
B
题1.15图
题1.16图
外力的合力作用线通过杆轴线 杆件
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1.3 剪切的受力特征是，变形特征是。
1.4 扭转的受力特征是，变形特征是。
1.5 弯曲的受力特征是，变形特征是。
1.6 组合受力与变形是指。
1.7 构件的承载能力包括，和三个方面。
1.8 所谓，是指材料或构件抵抗破坏的能力。所谓，是指构件抵抗变形
的能力。所谓，是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。
1.9 根据固体材料的性能作如下三个基本假设，，。1.10 认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了组成该物体的物质，这样的假设称
为。根据这一假设构件的、和就可以用坐标的连续函数来表示。
1.11 填题1.11图所示结构中，杆1发生变形，
杆2发生变形，杆3发生变形。
1.12 下图 (a)、(b)、(c)分别为构件内某点处取出的单元体，
变形后情况如虚线所示，则单元体(a)的切应变γ＝；
单元体(b)的切应变γ＝；单元体(c)的切应变γ＝。
三、选择题
α＞β
α
α
αα
α
β
(a) (b)
(c)
填题1.11图
沿杆轴线伸长或缩短
受一对等值，反向，作用线距离很近的力的作用
沿剪切面发生相对错动
外力偶作用面垂直杆轴线
任意二横截面发生绕杆轴线的相对转动
外力作用线垂直杆轴线，外力偶作用面通过杆轴线梁轴线由直线变为曲线
包含两种或两种以上基本变形的组合
强度刚度稳定性
强度刚度
稳定性
连续性均匀性各向同性连续性假设应力应变变形等
拉伸
压缩弯曲
2α
α-β0
1.1 选题1.1图所示直杆初始位置为ABC ，作用力P 后移至AB ’C ’，但右半段BCDE 的形状不发生变化。试分析哪一种答案正确。
1、AB 、BC 两段都产生位移。
2、AB 、BC 两段都产生变形。 正确答案是 1 。
1.2 选题1.2图所示等截面直杆在两端作用有力偶，数值为M ，力偶作用面与杆的对称面一
致。关于杆中点处截面 A —A 在杆变形后的位置（对于左端，由 A ’ —A ’表示；对于右端，由 A ”—A ”表示），有四种答案，试判断哪一种答案是正确的。
正确答案是 C 。
1.3 等截面直杆其支承和受力如图所示。关于其轴线在变形后的位置（图中虚线所示），有
四种答案，根据弹性体的特点，试分析哪一种是合理的。
正确答案是 C 。
选题1.1图
选题1.2图
’ 选题1.3图
第二章 拉伸、压缩与剪切
一、是非判断题
2.1 因为轴力要按平衡条件求出，所以轴力的正负与坐标轴的指向一致。 ( × ) 2.2 轴向拉压杆的任意截面上都只有均匀分布的正应力。 ( × ) 2.3 强度条件是针对杆的危险截面而建立的。 ( × ) 2.4. 位移是变形的量度。 ( × )
2.5 甲、乙两杆几何尺寸相同，轴向拉力相同，材料不同，则它们的应力和变形均相同。
( × )
2.6 空心圆杆受轴向拉伸时，在弹性范围内，其外径与壁厚的变形关系是外径增大且壁厚也
同时增大。 ( × ) 2.7 已知低碳钢的σp ＝200MPa ，E =200GPa ，现测得试件上的应变ε＝0.002，则其应力能用
胡克定律计算为：σ＝E ε=200×103
×0.002=400MPa 。 ( × )
2.9 图示三种情况下的轴力图是不相同的。 ( × )
2.10 图示杆件受轴向力F N 的作用，C 、D 、E 为杆件AB 的三个等分点。在杆件变形过程中，
此三点的位移相等。 ( × )
2.11 对于塑性材料和脆性材料，在确定许用应力时，有相同的考虑。 （ × ） 2.12连接件产生的挤压应力与轴向压杆产生的压应力是不相同的。 （ ∨ ） 二、填空题
2.1 轴力的正负规定为 。 2.2 受轴向拉伸或压缩的直杆，其最大正应力位于 横 截面，计算公式
，最大切应力位于 450
截面，计算公式
2.3 拉压杆强度条件中的不等号的物理意义是 最大工作应力σmax 不超过许用应力[σ] ，
强度条件主要解决三个方面的问题是（1） 强度校核 ；
拉力为正，压力为负
（2）截面设计；（3）确定许可载荷。
2.4 轴向拉压胡克定理的表示形式有2种，其应用条件是σmax≤σp。
2.5 由于安全系数是一个__大于1_____数，因此许用应力总是比极限应力要___小___。
2.6 两拉杆中，A1=A2=A；E1＝2E2；υ1＝2υ2；若ε1′＝ε2′（横向应变），则二杆轴力
F N1_=__F N2。
2.7 低碳钢在拉伸过程中依次表现为弹性、屈服、强化、局部变形四
个阶段，其特征点分别是σp，σe，σs，σb。
2.8 衡量材料的塑性性质的主要指标是延伸率δ、断面收缩率ψ。
2.9 延伸率δ＝（L1－L）/L×100％中L1指的是拉断后试件的标距长度。
2.10 塑性材料与脆性材料的判别标准是塑性材料：δ≥5%，脆性材料：δ< 5%。
2.11 图示销钉连接中，2t2>t1，销钉的切应力τ＝2F/πd2，销钉的最大挤压应力σbs= F/dt1。
2.12 螺栓受拉力F作用，尺寸如图。若螺栓材料的拉伸许用应力为[σ]，许用切应力为[τ]，
按拉伸与剪切等强度设计，螺栓杆直径d与螺栓头高度h的比值应取d/ h = 4[τ]/[σ]。
2.13木榫接头尺寸如图示，受轴向拉力F作用。接头的剪切面积A= hb，切应力
τ＝F/hb；挤压面积A bs= cb，挤压应力σbs= F/cb。
2.14 两矩形截面木杆通过钢连接器连接(如图示)，在轴向力F作用下，木杆上下两侧的剪切
面积A= lb，切应力τ＝F/2lb；挤压面积A bs=δb，挤压应力σbs= F/2δb。
2.15挤压应力与压杆中的压应力有何不同 挤压应力作用在构件的外表面，一般不是均匀分
布；压杆中的压应力作用在杆的横截面上且均匀分布 。 2.16图示两钢板钢号相同，通过铆钉连接，钉与板的钢号不同。对铆接头的强度计算应
包括： 铆钉的剪切、挤压计算；钢板的挤压和拉伸强度计算 。 若将钉的排列由（a ）改为（b ），上述计算中发生改变的是
。对于（a ）、（b ）两种排列，铆接头能承受较大拉力的是（a ） 。（建议画板的轴力图分析）
三、选择题
2.1 为提高某种钢制拉（压）杆件的刚度，有以下四种措施：
(A) 将杆件材料改为高强度合金钢； (B) 将杆件的表面进行强化处理（如淬火等）； (C) 增大杆件的横截面面积； (D) 将杆件横截面改为合理的形状。
正确答案是 C 2.2 甲、乙两杆，几何尺寸相同，轴向拉力F 相同，材料不同，它们的应力和变形有四种可能：
（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。
正确答案是 C 2.3 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；
（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。
正确答案是 A 2.4 在弹性范围内尺寸相同的低碳钢和铸铁拉伸试件，在同样载荷作用下，低碳钢试件的弹
钢板的拉伸强度计算 ∵ E s > E a
2
F 4
F 4
3F F
F
）
（+）
（+
性变形为1δ，铸铁的弹性变形为2δ，则1δ与2δ的关系是；
（A ）1δ>2δ ； （B ）1δ <2δ； （C ）1δ =2δ ； （D ）不能确定。
正确答案是 B
2.5 等直杆在轴向拉伸或压缩时，横截面上正应力均匀分布是根据何种条件得出的。 （A ）静力平衡条件； （B ）连续条件；
（C ）小变形假设； （D 平面假设及材料均匀连续性假设。
正确答案是 D
第三章 扭转
一、是非判断题
3.1 单元体上同时存在正应力和切应力时，切应力互等定理不成立。 （ × ） 3.2 空心圆轴的外径为D 、内径为d ，其极惯性矩和扭转截面系数分别为
16
16
,
32
32
33
4
4
d D W d D I t p ππππ-
=
-
=
（ × ）
3.3 材料不同而截面和长度相同的二圆轴，在相同外力偶作用下，其扭矩图、切应力及相对
扭转角都是相同的。 （ × ） 3.4 连接件承受剪切时产生的切应力与杆承受轴向拉伸时在斜截面上产生的切应力是相同
的。 （ × ） 二、填空题
3.1 图示微元体，已知右侧截面上存在与z 方向成θ 角的切应力τ，试根据切应力互等定理
画出另外五个面上的切应力。
3.2 试绘出圆轴横截面和纵截面上的扭转切应力分布图。
填题3.2 填题3.1
3.3 保持扭矩不变，长度不变，圆轴的直径增大一倍，则最大切应力τmax 是原来的 1/ 8 倍，
单位长度扭转角是原来的 1/ 16 倍。
3.4 两根不同材料制成的圆轴直径和长度均相同，所受扭矩也相同，两者的最大切应力
_________相等 __，单位长度扭转 _不同___ _______。
3.5 公式P I T ρτρ=的适用范围是 等直圆轴； τmax ≤ τp 。
3.6对于实心轴和空心轴，如果二者的材料、长度及横截面的面积相同，则它们的抗扭能 力 空心轴大于实心轴 ；抗拉（压）能力 相同 。 3.7 当轴传递的功率一定时，轴的转速愈小，则轴受到的外力偶距愈__大__，当外力偶距一
定时，传递的功率愈大，则轴的转速愈 大 。
3.8两根圆轴，一根为实心轴，直径为D 1，另一根为空心轴，内径为d 2，外径为D 2，
8.02
2
==
D d α，若两轴承受的扭矩和最大切应力均相同，则21D D ＝ 。
y
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3.9 等截面圆轴上装有四个皮带轮，合理安排应为 D 、C 轮位置对调 。
3.10
图中
3.11 由低碳钢、木材和灰铸铁三种材料制成的扭转圆轴试件，受扭后破坏现象呈现为：图（b ），
扭角不大即沿45o螺旋面断裂；图（c ），发生非常大的扭角后沿横截面断开；图（d ），表面出现纵向裂纹。据此判断试件的材料为，图（b ）： 灰铸铁 ；图（c ）： 低碳钢
， 图（d ）： 木材 。若将一支粉笔扭断，其断口形式应同图 （b ） .
三、选择题
3.1 图示圆轴，已知
GI p ，当m 为何值时，自由端的扭转角为零。 （ B ）
A. 30 N ·m ；
B. 20 N ·m ；
C. 15 N
·m ； D. 10 N ·m 。
3.2 三根圆轴受扭，已知材料、直径、扭矩均相同，而长度分别为L ；2L ；4L ，则单位扭转
角θ必为 D 。
A.第一根最大；
B.第三根最大；
C.第二根为第一和第三之和的一半；
D.相同。 3.3
实心圆轴和空心圆轴，它们的横截面面积均相同，受相同扭转作用，则其最大切应力
是 C 。
A . 实空max max ττ>； B. 实空＝max max ττ； C. 实
空max
max ττ<； D. 无法比较。 3.4 一个内外径之比为α = d /D 的空心圆轴，扭转时横截面上的最大切应力为τ，则内圆
周处的切应力为 B 。
A. τ；
B. ατ；
C. （1－α3
）τ； D. （1－α4
）τ； 3.5 满足平衡条件，但切应力超过比例极限时，下列说法正确的是 D 。
A B C D
切应力互等定理： 成立 不成立 不成立 成立 剪切虎克定律： 成立 不成立 成立 不成立
3.6 在圆轴扭转横截面的应力分析中，材料力学研究横截面变形几何关系时作出的假设
是 C 。
A ．材料均匀性假设；
B ．应力与应变成线性关系假设；
C ．平面假设。 3.7 图示受扭圆轴，若直径d 不变；长度l 不变，所受外力偶矩M 不变，仅将材料由钢变为
铝，则轴的最大切应力（E ），轴的强度（B ），轴的扭转角（C ），轴的刚度（B ）。 A ．提高 B ．降低 C ．增大 D ．减小 E ．不变
第四章 弯曲内力
一、是非判断题
4.1 杆件整体平衡时局部不一定平衡。 （ × ） 4.2 不论梁上作用的载荷如何，其上的内力都按同一规律变化。 （ × ） 4.3 任意横截面上的剪力在数值上等于其右侧梁段上所有荷载的代数和，向上的荷载在该截
实
空）（）（t t W W > [][]A
S A S G G >>ττ
面产生正剪力，向下的荷载在该截面产生负剪力。（×）4.4 若梁在某一段内无载荷作用，则该段内的弯矩图必定是一直线段。（∨）4.5简支梁及其载荷如图所示，假想沿截面 m－m将梁截分为二，若取梁的左段为研究对象，
则该截面上的剪力和弯矩与q、M无关；若取梁的右段为研究对象，则该截面上的剪力和弯矩与F无关。（×）
二、填空题
4.1 外伸梁ABC承受一可移动的载荷如图所示。设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 /5。
4.2 图示三个简支梁承受的总载荷相同，但载荷的分布情况不同。在这些梁中，最大剪力F Qmax=
F/ 2 ；发生在三个梁的支座截面处；最大弯矩M max= F l/4 ；发生在(a)梁的C截面处。
三、选择题
4.1 梁受力如图，在B截面处D。
A. F s图有突变，M图连续光滑；
B. F s图有折角（或尖角），M图连续光滑；
C. F s图有折角，M图有尖角；
D. F s图有突变，M图有尖角。
4.2 图示梁，剪力等于零截面位置的x之
∵Fa = F(l - a) / 4
值为 D 。 A. 5a /6； B. 5a /6； C. 6a /7； D. 7a /6。
4.3 在图示四种情况中，截面上弯矩 M 为正，剪力F s 为负的是 ( B ) 。
4.4 在图示梁中，集中力 F 作用在固定于截面B 的倒 L 刚臂上。梁上最大弯矩 M max 与 C 截
面上弯矩M C 之间的关系是 B 。
4.5 在上题图中，如果使力 F 直接作用在梁的C 截面上，则梁上max
M 与max s F 为 C 。
A ．前者不变，后者改变
B ．两者都改变
C ．前者改变，后者不变
D ．两者都不变
附录I 平面图形的几何性质
一、是非判断题
I.1 静矩等于零的轴为对称轴。 （ × ） I.2 在正交坐标系中，设平面图形对y 轴和z 轴的惯性矩分别为I y 和I z ，则图形对坐标原
点的极惯性矩为I p = I y 2
+ I z 2
。 （ × ） I.3 若一对正交坐标轴中，其中有一轴为图形的对称轴，则图形对这对轴的惯性积一定为零。
（ ∨ ）
(A)
(B)
(C)
(D)
∵M C =F D a = 2 a F/ 3 M max = F D 2a = 4 a F/ 3 2F/3
F/3
二、填空题
I.1 任意横截面对形心轴的静矩等于___0________。
I.2 在一组相互平行的轴中，图形对__形心_____轴的惯性矩最小。
三、选择题
I.1 矩形截面，C 为形心，阴影面积对z C 轴的静矩为(S z )A ，
其余部分面积对z C 轴的静矩为(S z )B ，(S z )A 与(S z )B 之
间的关系正确的是 D 。
A. (S z )A >(S z )B ；
B. (S z )A <(S z )B ；
C. (S z )A =(S z )B ；
D. (S z )A =－(S z )B 。
I.2 图示截面对形心轴z C 的W Zc 正确的是 B 。
A. bH 2/6-bh 2
/6；
B. （bH 2/6）〔1-（h /H ）3
〕；
C. （bh 2/6）〔1-（H /h ）3
〕；
D. （bh 2/6）〔1-（H /h ）4
〕。 I.3 已知平面图形的形心为C ，面积为 A ，对z 轴的
惯性矩为I z ，则图形对在z 1轴的惯性矩正确的是 D 。
A. I z +b 2
A ；
B. I z +(a +b )2
A ；
C. I z +(a 2-b 2) A ；
D. I z +( b 2-a 2
) A 。
第五章 弯曲应力
一、是非判断题
5.1 平面弯曲变形的特征是，梁在弯曲变形后的轴线与载荷作用面同在一个平面内。 （ ∨ ） 5.2 在等截面梁中，正应力绝对值的最大值│σ│max 必出现在弯矩值│M │max 最大的截面上。
（
∨ ）
5.3 静定对称截面梁，无论何种约束形式，其弯曲正应力均与材料的性质无关。 （ ∨
） 二、填空题
选题I.2图
5.1 直径为d
曲正应力σmax
___钢丝___的
直径或增大 圆筒
的直径。
5.2 圆截面梁，保持弯矩不变，若直径增加一倍，则其最大正应力是原来的 1/8 倍。 5.3 横力弯曲时，梁横截面上的最大正应力发生在 截面的上下边缘 处，梁横截面上
的最大切应力发生在 中性轴 处。矩形截面的最大切应力是平均切应力的 3/2 倍。 5.4 矩形截面梁，若高度增大一倍（宽度不变），其抗弯能力为原来的 4 倍；若宽度
增大一倍（高度不变），其抗弯能力为原来的 2 倍；若截面面积增大一倍（高宽
比不变） 5.5 从弯曲正应力强度的角度考虑，梁的合理截面应使其材料分布远离 中性轴 。 5.6 两梁的几何尺寸和材料相同，按正应力强度条件，（B ）的承载能力是（A ）的 5 倍。
5.7 图示“T ”型截面铸铁梁，有（A ）、（B ）两种截面放置方式，较为合理的放置方式
为 。
第六章 弯曲变形
一、是非判断题
6.1 正弯矩产生正转角，负弯矩产生负转角。 ( × ) 6.2 弯矩最大的截面转角最大，弯矩为零的截面上转角为零。 ( × ) 6.3 弯矩突变的地方转角也有突变。 ( × ) 6.4 弯矩为零处，挠曲线曲率必为零。 ( ∨ ) 6.5 梁的最大挠度必产生于最大弯矩处。 ( × )
A
B
(b)
二、填空题
6.1 梁的转角和挠度之间的关系是
6.2 梁的挠曲线近似微分方程的应用条件是 等直梁、线弹性范围内和小变形 。 6.3 画出挠曲线的大致形状的根据是 约束和弯矩图 。判断挠曲线的凹凸性与拐
点位置的根据是 弯矩的正负；正负弯矩的分界处 。 6.4 用积分法求梁的变形时，梁的位移边界条件及连续性条件起 确定积分常数的 作用。 6.5 梁在纯弯时的挠曲线是圆弧曲线，但用积分法求得的挠曲线却是抛物线，其原因是
用积分法求挠曲线时，用的是挠曲线近似方程 。
6.6 两悬臂梁，其横截面和材料均相同，在梁的自由端作用有大小相等的集中力，但一
梁的长度为另一梁的2倍，则长梁自由端的挠度是短梁的 8 倍，转角又是 短梁的 4 倍。
6.7 应用叠加原理的条件是 线弹性范围内和小变形 。 6.8 试根据填题6.8图所示载荷及支座情况，写出由积分法求解时，积分常数的数目及确定
积分常数的条件。积分常数 6 个； 支承条件 w A = 0，θA = 0，w B = 0 。 连续条件是 w CL = w CR ，w BL = w BR ，θBL = θBR 。 6.9 试根据填题6.9图用积分法求图示挠曲线方程时，
需应用的支承条件是 w A = 0，w B = 0，w D = 0 ； 连续条件是 w CL = w CR ，w BL = w BR ，θBL = θBR 。
填题6.8图 填题6.9图
第七章应力和应变分析强度理论
一、是非判断题
7.1 纯剪应力状态是二向应力状态。（∨）7.2 一点的应力状态是指物体内一点沿某个方向的应力情况。（×）7.3 轴向拉（压）杆内各点均为单向应力状态。（∨）7.4 单元体最大正应力面上的切应力恒等于零。（∨）7.5 单元体最大切应力面上的正应力恒等于零。（×）7.6 等圆截面杆受扭转时，杆内任一点处沿任意方向只有切应力，无正应力。（×）7.7 单元体切应力为零的截面上，正应力必有最大值或最小值。（×）7.8 主方向是主应力所在截面的法线方向。（∨）
7.9 单元体最大和最小切应力所在截面上的正应力，总是大小相等，正负号相反。（ × ） 7.10 一点沿某方向的正应力为零，则该点在该方向上线应变也必为零。 （ × ） 二、填空题
7.1 一点的应力状态是指 过一点所有截面上的应力集合 ，一点的应力状
态可以用 单元体和应力圆 表示，研究一点应力状态的目的是 解释构件的破坏现象；建立复杂应力状态的强度条件 。
7.2 主应力是指 主平面上的正应力 ；主平面是指 τ=0的平面 ；主
方向是指 主平面的法线方向 ；主单元体是指 三对相互垂直的平面上τ= 0的单元体 。
7.3
7.4 在 二个主应力相等的 情况下，平面应力状态下的应力圆退化为一个点圆；
在 纯剪切 情况下，平面应力状态下的应力圆的圆心位于原点； 在 单向应力状态 情况下，平面应力状态下的应力圆与τ轴相切。
7.5 应力单元体与应力圆的对应关系是： 点面对应
； 转向相同 ； 转角二倍 。
7.6 对图示受力构件，试画出表示A 点应力状态的单元体。
三、选择题
7.1 图示单元体所描述的应力状态为平面应力状态， 该点所有斜方向中最大的切应力
272.51
(a)
(c)
为 C 。
A. 15 MPa
B. 65 MPa
C. 40 MPa
D. 25 MPa
7.2 图示各单元体中 （d ） 为单向应力状态， （a ） 为纯剪应力状态。
(a) (b) (c) (d)
7.3 单元体斜截面上的正应力与切应力的关系中 A 。 A. 正应力最小的面上切应力必为零； B. 最大切应力面上的正应力必为零； C. 正应力最大的面上切应力也最大； D. 最大切应力面上的正应力却最小。
第八章 组合变形
一、是非判断题
8.1 材料在静荷作用下的失效形式主要有脆性断裂和塑性屈服两种。 （ ∨ ） 8.2 砖、石等脆性材料的试样在压缩时沿横截面断裂。 （ × ） 8.3 在近乎等值的三向拉应力作用下，钢等塑性材料只可能发生断裂。 （ ∨ ） 8.4 不同的强度理论适用于不同的材料和不同的应力状态。 （ ∨ ） 8.5 矩形截面杆承受拉弯组合变形时，因其危险点的应力状态是单向应力，所以不必根据强
度理论建立相应的强度条件。 ( ∨ ) 8.6 圆形截面杆承受拉弯组合变形时，其上任一点的应力状态都是单向拉伸应力状态。( ×
)
8.7 拉（压）弯组合变形的杆件，横截面上有正应力，其中性轴过形心。 （ × ） 8.8 设计受弯扭组合变形的圆轴时，应采用分别按弯曲正应力强度条件及扭转切应力强度条
件进行轴径设计计算，然后取二者中较大的计算结果值为设计轴的直径。 （ × ）
8.9 弯扭组合圆轴的危险点为二向应力状态。 （ ∨ ） 8.10 立柱承受纵向压力作用时，横截面上只有压应力。 ( × ） 二、填空题
8.1 铸铁制的水管在冬天常有冻裂现象，这是因为 σ1>0且远远大于σ2,σ3；σbt 较小 。 8.2 将沸水倒入厚玻璃杯中，如果发生破坏，则必是先从外侧开裂，这是因为
外侧有较大拉应力产生且σbt 较小 。
8.3
8.4
偏心压缩呢？
471.77
F
(b)
471.77
(a)
C
上
下
第九章压杆稳定
一、是非判断题
9.1 所有受力构件都存在失稳的可能性。（×）9.2 在临界载荷作用下，压杆既可以在直线状态保持平衡，也可以在微弯状态下保持平衡。
（×）9.3 引起压杆失稳的主要原因是外界的干扰力。（×）9.4 所有两端受集中轴向力作用的压杆都可以采用欧拉公式计算其临界压力。（×）9.5 两根压杆，只要其材料和柔度都相同，则他们的临界力和临界应力也相同。（×）9.6 临界压力是压杆丧失稳定平衡时的最小压力值。（∨）9.7 用同一材料制成的压杆，其柔度（长细比）愈大，就愈容易失稳。（∨）9.8 只有在压杆横截面上的工作应力不超过材料比例极限的前提下，才能用欧拉公式计算其
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)
材料力学习题答案
材料力学习题答案2 7.3 在图示各单元体中，试用解析法和图解法求斜截面ab 上的应力。应力的单位为MPa 。 解 (a) 如受力图(a)所示 ()70x MPa σ=，()70y MPa σ=-，0xy τ=，30α= (1) 解析法计算（注：P217） () cos 2sin 222 70707070 cos 6003522x y x y xy MPa ασσσσσατα +-=+--+=+-= ()7070sin cos 2sin 60060.622 x y xy MPa ασστατα-+=+=-= (2) 图解法 作O στ坐标系, 取比例1cm=70MPa, 由x σ、xy τ定Dx 点, y σ、yx τ定Dy 点, 连Dx 、Dy , 交τ轴于C 点, 以C 点为圆心, CDx 为半径作应力圆如图(a1)所示。由CDx 起始, 逆时针旋转2α= 60°,得D α点。从图中可量得 D α点的坐标, 便是ασ和ατ数值。 7.4 已知应力状态如图所示，图中 应力单位皆为MPa 。试用解析法及图解 法求: (1) 主应力大小，主平面位置； (2) 在单元体上绘出主平面位置及主应力方向；
(3) 最大切应力。 解 (a) 受力如图(a)所示 ()50x MPa σ=，0y σ=，()20xy MPa τ= (1) 解析法 （数P218） 2max 2min 22x y x y xy σσσσστσ+-?? ? =±+? ?? ?? () ( )2 25750050020722MPa MPa ?+-???=±+=? ?-???? 按照主应力的记号规定 ()157MPa σ=，20σ=，()37MPa σ=- 022 20 tan 20.8500xy x y τασσ?=-=-=---，019.3α=- ()13max 577 3222MPa σστ-+=== (2) 图解法 作应力圆如图(a1)所示。应力圆 与σ轴的两个交点对应着两个主应 力1σ、3σ 的数值。由x CD 顺时针旋 转02α，可确定主平面的方位。应力 圆的半径即为最大切应力的数值。 主应力单元体如图(a2)所示。 (c) 受力如图(c)所示 0x σ=，0y σ=，()25xy MPa τ= (1) 解析法
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
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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）
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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》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