習(xí)題( 材料力學(xué)部分

1、一、填空題（請(qǐng)將答案填入劃線內(nèi)。）1、材料力學(xué)是研究構(gòu)件 ， ， 計(jì)算的科學(xué)。2、構(gòu)件在外力作用下，抵抗_的能力稱為強(qiáng)度 , 抵抗_的能力稱為剛度，保持_的能力稱為穩(wěn)定性 。3、在強(qiáng)度計(jì)算中，根據(jù)強(qiáng)度條件可以解決三方面的問題：即 、 、 和 。4、桿件變形的基本形式有、。5、研究桿件內(nèi)力的基本方法是。6、材料的破壞通常分為兩類，即和。7.桿件沿軸向方向伸長或縮短，這種變形形式稱為 。8. 在低碳鋼的拉伸試驗(yàn)中，材料的應(yīng)力變化不大而變形顯著增加的現(xiàn)象稱為 。9.因截面形狀尺寸突變而引起局部應(yīng)力增大的現(xiàn)象，稱為 。10、低碳鋼拉伸圖可以分為四個(gè)階段，它們分別是 _階段，_階段，_階段和 _ _階段

2、。11.扭轉(zhuǎn)的變形特點(diǎn)是截面繞軸線發(fā)生相對(duì) 12.直桿受力后，桿件軸線由直線變?yōu)榍€，這種變形稱為 。13、矩形截面桿最大的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力發(fā)生在；最大的彎曲剪應(yīng)力發(fā)生在。14、根據(jù)彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件，截面的合理程度由值決定。15.梁的彎矩方程對(duì)軸線坐標(biāo)x的一階導(dǎo)數(shù)等于_方程。16、描述梁變形通常用和兩個(gè)位移量。17.梁有三種類型，即， 、 和 18、單元體內(nèi)切應(yīng)力等于零的平面稱為 ，該平面上的應(yīng)力稱為 19.由構(gòu)件內(nèi)一點(diǎn)處切取的單元體中，正應(yīng)力最大的面與切應(yīng)力最大的面夾角為_度。20、構(gòu)件某點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)如右圖所示，則該點(diǎn)的主應(yīng)力分別為。21.橫力彎曲時(shí)，矩形截面梁橫截面中性軸上各點(diǎn)處于_應(yīng)力狀態(tài)。2

3、2.圓軸彎扭組合變形時(shí)，除軸心外，各點(diǎn)處的三個(gè)主應(yīng)力1，2，3中，等于零的主應(yīng)力是_。23、壓桿的柔度，綜合反映了影響壓桿穩(wěn)定性的因素有、。24、交變應(yīng)力作用下，影響構(gòu)件疲勞極限的主要因素有：構(gòu)件 的影響，構(gòu)件 的影響及構(gòu)件_的影響。25. 對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力的應(yīng)力循環(huán)特性r等于_。26、簡(jiǎn)支梁承受集中載荷如圖所示，則梁內(nèi)C點(diǎn)處最大正應(yīng)力等于 。27、如圖所示兩梁的材料和截面相同，則兩梁的最大撓度之比 。28、受力構(gòu)件內(nèi)的一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)如圖所示，其最小主應(yīng)力等于 。29、如圖所示，兩梁的幾何尺寸相同：（b）最大彎矩是（a）梁的 倍。30、圖示桿的抗拉（壓）剛度為EA，桿長為2l ，則桿總伸長量l

4、=_ ，桿內(nèi)縱向最大線應(yīng)變max=_ 。二、選擇題（請(qǐng)將答案的序號(hào)填入劃線內(nèi)。）1、桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。（A）只與材料的力學(xué)性質(zhì)有關(guān)；（B）只與構(gòu)件的形狀尺寸有關(guān)；（C）與二者都有關(guān)；（D）與二者都無關(guān)。2. 軸向拉伸或壓縮時(shí)，直桿橫截面上的內(nèi)力稱為軸力，表示為（ ）A. B. FS C. D.3.假設(shè)變形固體在其整個(gè)體積內(nèi)毫無間隙地充滿了物質(zhì)，且各處的材料( )都相同，這就是均勻連續(xù)性假設(shè)。A.強(qiáng)度 B.硬度 C. 力學(xué)性能 D. 塑性4、（ ）的橫截面是軸向拉壓桿件的危險(xiǎn)截面。（A）軸力最大； （B）正應(yīng)力最大；（C）面積最??； （D）位移最大。5、進(jìn)入屈服階段后，材料發(fā)生變形。（A

5、）彈性；（B）線彈性；（C）塑性；（D）彈塑性。6、工程上通常把延伸率的材料稱為脆性材料。（A）5%；（B）5%；（D）0.5%7. 材料的塑性指標(biāo)有（ ）A. b和 B. S和C. U和 D. 和8.低碳鋼的極限應(yīng)力是( ) A.e B.p C.s D.b9、低碳鋼試件扭轉(zhuǎn)破壞是。（A）沿橫截面拉斷；（B）沿45度螺旋面拉斷；（C）沿橫截面剪斷；（D）沿45度螺旋面剪斷；10.鑄鐵圓軸受扭轉(zhuǎn)破壞時(shí)是（ ）A.在與軸線成45o 傾角的螺旋面上斷裂，是由于最大拉應(yīng)力過大引起的。B.在與軸線成45o 傾角的螺旋面上斷裂，是由于最大剪應(yīng)力過大引起的。C.沿橫截面上斷裂，是由于最大拉應(yīng)力過大引起的。D

6、.沿橫截面上斷裂，是由于最大剪應(yīng)力過大引起的。11. 插銷穿過水平放置的平板上的圓孔（如右圖），在其下端受有拉力P。則插銷的剪切面面積和擠壓面面積分別等于（ ）A. ；B. C. ； D. 12.圖示拉桿用四個(gè)直徑都為d 的鉚釘固定在連接板上，拉力為P ，各鉚釘?shù)氖芰ο嗤瑒t鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度條件為（ ）A、 B、 C、 D、13.在剪切實(shí)用計(jì)算中，假定切應(yīng)力在剪切面上是_分布的。14.擠壓強(qiáng)度條件是，擠壓應(yīng)力不得超過材料的( ) A.許用擠壓應(yīng)力 B.極限擠壓應(yīng)力C.最大擠壓應(yīng)力 D.破壞擠壓應(yīng)力15、直徑為D的實(shí)心圓軸兩端受扭轉(zhuǎn)力矩作用，軸內(nèi)最大剪應(yīng)力為，若軸的直徑改為D2，則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力

7、變?yōu)?。（A）2;（B）4;（C）8;（D）16.16.空心圓軸，其內(nèi)外徑之比為，扭轉(zhuǎn)時(shí)軸內(nèi)最大剪應(yīng)力為，這時(shí)橫截面上內(nèi)邊緣的剪應(yīng)力為（ ）。A.0 B. C. D.17.影響圓軸扭轉(zhuǎn)角大小的因素是( ) A.扭矩、材料、軸長 B.扭矩、軸長、抗扭剛度C.扭矩、材料、截面尺寸 D.扭矩、軸長、截面尺寸18、簡(jiǎn)支梁跨長為L，中截面上受集中力P作用，若將P改為QPL的均布力，則梁內(nèi)最大彎矩M和最大剪力V的變化情況是。（A）M減小，V不變；（B）二者都不變；（C）V減小，M不變；（D）二者都減??；19、高度等于寬度兩倍的矩形截面梁，在載荷作用下發(fā)生平面彎曲，若將豎放改為平放，其它條件不變，則梁的強(qiáng)度。

8、（A）提高到原來的2倍；（B）提高到原來的4倍；（C）降低到原來的12；（D）降低到原來的1420、在等值梁的最大彎矩所在附近，局部加大橫截面尺寸。（A）僅對(duì)提高梁的強(qiáng)度是有效的；（B）僅對(duì)提高梁的剛度是有效的；（C）對(duì)提高梁的強(qiáng)度和剛度都有效；（D）對(duì)提高梁的剛度和強(qiáng)度都無效；21.關(guān)于梁中內(nèi)力變化規(guī)律，下列（ ）說法是正確的。A.集中外力作用的橫截面，剪力Q值有突變，彎矩M值也有突變。B.集中外力作用的橫截面，剪力Q值有突變，彎矩M值無突變。C.集中外力偶作用的橫截面，剪力Q值有突變，彎矩M值也有突變。D.集中外力偶作用的橫截面，剪力Q值無突變，彎矩M值也無突變。22.從彎曲強(qiáng)度的角度考慮

9、，梁橫截面合理設(shè)計(jì)的原則是（ ） A.采用與中心軸對(duì)稱的截面。B.采用實(shí)心截面。C.采用抗彎截面模量與截面積之比盡可能大的截面。D.將盡可能多的材料放置在中心軸附近。23.一鑄鐵簡(jiǎn)支梁受力如圖所示，當(dāng)其橫截面分別按圖示（a）、（b）兩種情況放置，則梁的（ ）。A.強(qiáng)度相同，剛度不同 B.強(qiáng)度不同，剛度相同24. 某機(jī)軸材料為45號(hào)鋼，工作時(shí)發(fā)生彎扭組合變形，對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，宜采用( )強(qiáng)度理論。A. 第一或第二 B. 第二或第三 C. 第三或第四 D. 第四或第一25.對(duì)稱循環(huán)交變應(yīng)力的應(yīng)力循環(huán)特性r等于( ) A.-1 B.0 C.0.5 D.1C.強(qiáng)度、剛度均相同 D.強(qiáng)度、剛度均不相

10、26.斜彎曲實(shí)質(zhì)上是 ( ) 的組合變形。 A 兩個(gè)平面彎曲 B. 軸向拉伸（壓縮）與平面彎曲C.軸向拉伸（壓縮）與剪切 D. 平面彎曲與扭轉(zhuǎn)27、圖示桿件的拉壓剛度為EA，在外力作用下，其變形能U的表達(dá)式為（ ）PablP(A) P2l/2EA- P2b/2EA(B) P2a/2EA+ P2b/2EA(C) P2l/2EA+ P2b/2EA(D) P2a/2EA 28、圖中所示四個(gè)單元體中標(biāo)示正確的是（ ）。（圖中應(yīng)力單位為MPa）(A)(B)29.下列不屬于組合變形的是( )。A.拉伸與壓縮 B.扭轉(zhuǎn)與彎曲 C.拉伸與彎曲 D.扭轉(zhuǎn)與剪切(D)(C)30、對(duì)于細(xì)長壓桿來說，桿端的約束越強(qiáng)，

11、則（ ）。（A）長度系數(shù)越小，臨界載荷越大； （B）長度系數(shù)越大，臨界載荷越大；（C）長度系數(shù)越小，臨界載荷越小； （D）長度系數(shù)越大，臨界載荷越小。31.疲勞失效的特點(diǎn)如下，試分析哪個(gè)答案是錯(cuò)誤的（ ）。A.疲勞極限高于靜強(qiáng)度極限。B.疲勞失效呈現(xiàn)脆性斷裂。C.在交變應(yīng)力作用下，需經(jīng)過一定的應(yīng)力循環(huán)才發(fā)生破壞。D.破壞斷口上，通常出現(xiàn)兩個(gè)區(qū)域：光滑區(qū)和粗糙區(qū)。32.材料力學(xué)中下列正確的陳述應(yīng)為（ ）：（1） 桿的簡(jiǎn)單拉伸其拉力必須與桿的軸線重合（2） 桿的簡(jiǎn)單壓縮可適用于大柔度桿件（3） 桿件剪切應(yīng)力計(jì)算公式基于剪應(yīng)力在受剪截面上均勻分布的假設(shè)（4） 桿件的扭轉(zhuǎn)計(jì)算公式適用于矩形截面桿A.（

12、1），（3） B.（2），（3）C.（3），4. D.（1），（2）33、從構(gòu)件某點(diǎn)取出的原始單元體為如圖所示的純剪切應(yīng)力狀態(tài)，則用第三強(qiáng)度理論建立的強(qiáng)度條件為（ ）。A. B. (1+) C. 2 D. 3 34、 研究超靜定問題的一般方法是（ ）A. 靜力平衡。B. 節(jié)點(diǎn)法或截面法。C. 綜合考慮幾何方程、物理方程和靜力平衡方程三方面因素。D. 虎克定律。35、 作剛架內(nèi)力圖規(guī)定，彎矩圖畫在桿件的（ ） 。A上邊一側(cè) B右邊一側(cè) C受拉一側(cè) D受壓一側(cè)36、細(xì)長桿AB受軸向壓力P作用，如圖示。設(shè)桿的臨界力為Plj，則下列結(jié)論中 是正確的。 A. 僅當(dāng)PPlj時(shí)，桿AB的軸線才保持直線，桿件

13、只產(chǎn)生壓縮變形；B. 當(dāng)PPlj時(shí)，桿AB的軸線仍保持直線，桿件不出現(xiàn)彎曲變形；C. 當(dāng)PPlj時(shí)，桿AB不可能保持平衡；D. 為保證桿AB處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，應(yīng)使P=Plj。三、分析簡(jiǎn)答題1.低碳鋼拉伸過程有哪幾個(gè)階段？寫出主要性能指標(biāo)。在圖示低碳鋼和鑄鐵拉伸試驗(yàn)的“應(yīng)力應(yīng)變”圖上，注明材料的強(qiáng)度指標(biāo)(名稱和代表符號(hào))，并由圖判斷：_是脆性材料，_是塑性材料。2試寫出圖示結(jié)構(gòu)的剪切面面積和擠壓面積3若將圓形截面桿的直徑增加一倍，試問桿的抗拉剛度、抗扭剛度和抗彎剛度各增加多少倍？4. 結(jié)合工程實(shí)際，試簡(jiǎn)述提高梁彎曲強(qiáng)度的主要措施。5.已知梁ABC的抗彎剛度為常數(shù)，受力如圖所示。（1）試畫出梁的彎

14、矩圖（2）寫出梁的位移邊界條件和連續(xù)光滑條件（3）根據(jù)梁的彎矩和支承條件，畫出撓曲軸的大致形狀6、圖示圓截面懸臂梁,受力如圖示.（1）試指出危險(xiǎn)截面和危險(xiǎn)點(diǎn)的位置？（2）并畫出危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)單元體. 7試用單元體表示圖示圓截面桿表面點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知桿的直徑為。8.圖示矩形截面懸臂梁,在B截面上分別受水平力P及鉛垂力P的作用，試指出危險(xiǎn)截面和危險(xiǎn)點(diǎn)的位置？9在設(shè)計(jì)圖示細(xì)長壓桿時(shí)，有正方形和圓形兩種截面可供選擇，它們的面積相同。試判斷哪種截面的穩(wěn)定性好？10.壓桿分為哪三種類型?適用歐拉公式與直線經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的各為哪一種壓桿?11、寫出圖示懸臂梁自由端B的撓度表達(dá)式。12、 用積分法求圖示梁的轉(zhuǎn)

15、角和撓度時(shí)，應(yīng)分幾段積分?出現(xiàn)幾個(gè)積分常數(shù)?寫出確定這些積分常數(shù)的邊界條件及連續(xù)性條件。13、 圖示鋼桁架中各桿的橫截面及材料相同，在節(jié)點(diǎn)A承受豎直向下的集中力P。若力的方向改為向上，其它條件不變，則結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性將會(huì)增加還是降低？ 14、畫出圖示階梯形圓軸的扭矩圖，用圖中m和d寫出圓軸最大剪應(yīng)力的計(jì)算式，并指出其作用點(diǎn)位置。15、微體各面的應(yīng)力如圖所示，試求主應(yīng)力的大小和最大切應(yīng)力。40MPa20MPa30MPa五、計(jì)算題1、圖中的螺栓內(nèi)徑=10.1mm，擰緊后在計(jì)算長度=800mm上產(chǎn)生的總伸長=0.03mm。鋼的彈性模量=200GPa。試計(jì)算螺栓內(nèi)的應(yīng)力和螺栓的預(yù)緊力。M12d2、試求圖示

16、桿件斜截面m-m上的正應(yīng)力和切應(yīng)力。3、階梯狀直桿受力如圖所示，已知AB段橫截面面積AAB800mm2，BD段的橫截面面積ABD1200mm2，材料的彈性模量E200Gpa。試求整個(gè)桿的總變形量。 CGBDA1A2Pxl4、CG為剛體，BC為銅桿，DG為鋼桿，兩桿的橫截面面積分別為A1和A2 ,長度分別為l1和l2，彈性模量分別為E1和E2。如要求CG桿始終保持水平位置，試求x5、實(shí)心軸和空心軸通過牙嵌式離合器連接在一起，如圖所示。已知軸的轉(zhuǎn)速n=100r/min，傳遞的功率p=7.5kw，材料的許用應(yīng)力=40Mpa。試選擇實(shí)心軸的直徑d1和內(nèi)外徑比值為1/2的空心軸的外徑D2D2d2d1 6

17、、某傳動(dòng)軸如圖示，齒輪2為主動(dòng)輪，齒輪1消耗功率為 1.5KW，齒輪3消耗的功率為5.8KW，軸的轉(zhuǎn)速為230轉(zhuǎn)/分，材料為A3號(hào)鋼，G=80GPa, =1.5 0 /m 。試設(shè)計(jì)軸的直徑。M1M2M37、矩形截面懸臂梁如圖所示，已知，。試確定此梁橫截面的尺寸。 BA(a)zy1=157.5 y2C302002001m 3m15kN 30kN8、鑄鐵梁的載荷及截面尺寸如圖所示，C為T形截面的形心，慣性矩Iz=6031104mm4，材料的許用拉應(yīng)力，許用壓應(yīng)力，試校核梁的強(qiáng)度。y309. 簡(jiǎn)支梁如圖所示，l=2m，a=0.2m,截面為圓形， d= 150 mm,梁上的載荷F=200kN。材料的許

18、用應(yīng)力為=160MPa，=100MPa。試校核該梁的強(qiáng)度FFaa BAld10、D1=40mm，。試分別計(jì)算它們的最大正應(yīng)力。并求空心截面比實(shí)心截面的最大正應(yīng)力減小了百分之幾？2mD2d211、如右圖所示矩形截面外伸梁，在外伸端A、D處分別作用集中力F。已知材料的許用應(yīng)力120Mpa，b30mm，h60mm，試求梁的最大許用載荷F。 12、圖示結(jié)構(gòu)中，梁為16號(hào)工字鋼；拉桿的截面為圓形，d=10mm。兩者均為A3鋼，E=200GPa。試求梁及拉桿內(nèi)的最大正應(yīng)力。（附16號(hào)工字鋼：，）4mq=10kN/m5m13、薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)-拉伸試驗(yàn)的示意圖如圖所示，若；，且，試求圓筒上A點(diǎn)在指定斜截面上的應(yīng)

19、力。dlPmmPmPdPdz題22-11圖）14、圖示圓截面懸臂梁，已知P4KN，M2KNm，L=1m，d=80mm，材料=170MPa，不計(jì)彎曲剪應(yīng)力，試按第三強(qiáng)度理論對(duì)梁作強(qiáng)度校核。15. 邊長為0.1m的銅立方塊，無間隙地放入變形可略去不計(jì)的剛性凹槽中（圖（a）。已知銅的彈性模量E=100GPa，泊松比=0.34。當(dāng)銅塊受到了F=300kN的均勻壓力作用時(shí)，試求銅塊的三個(gè)主應(yīng)力的大小。16、絞車軸的直徑d=30m m，如許用應(yīng)力=80MPa，試按第三強(qiáng)度理論計(jì)算絞車所能吊起的最大許可載荷。18030P400400P17圖示矩形截面拉桿受偏心拉力F作用，用電測(cè)法測(cè)得該桿表面A、B兩點(diǎn)的軸向

20、線應(yīng)變分別為和。試證明偏心距。18、新195型柴油機(jī)的挺桿長度L=257mm，直徑d=8mm，彈性模量E=210GPa，作用于挺桿的最大軸向壓力為1.76kN。已知穩(wěn)定安全系數(shù)=3，試校核挺桿的穩(wěn)定性。 nmmnMABCDp 19如圖所示圓筒形薄壁容器(壁厚t遠(yuǎn)小于直徑D)，受到流體內(nèi)壓力的作用。試求筒壁外表面任一點(diǎn)M處的最大正應(yīng)力和最大剪應(yīng)力 。20、圓周直徑d=20mm，受力如圖所示。在軸的上邊緣A點(diǎn)處，測(cè)得縱向線應(yīng)變ea=410-4；在水平直徑平面的外側(cè)B點(diǎn)處，測(cè)得e-45=410-4。材料的彈性模量E=200GPa，泊松比u=0.25。求作用在軸上的荷載F、力偶m的大小21、圖示梁，已知a和q,試建立其剪力方程、彎矩方程，作剪力圖和彎矩圖，標(biāo)明端值，并確定|FS|max和|M|max。22、 圖示結(jié)構(gòu)，梁AB和桿CD是同種材料制成，已知許用應(yīng)力為=160Mpa，CD桿的直徑d=20mm，AB梁的截面為70*120mm2的矩形，試求許可荷載P的值。23、 所示外伸梁為等截面形梁，截面對(duì)中性軸Z的慣性矩z=1.36106 (mm4 )，制成該梁的材料拉、壓強(qiáng)度不相等，其許用拉應(yīng)力t60MPa，許用壓應(yīng)力c