材料力學作業(yè)題集(學院)

1、 臺 州 學 院材料力學作業(yè)題集 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學 號：任課教師：前 言材料力學是變形體力學的入門課程，是土木工程專業(yè)學生必修的技術基礎課。要求學生明確從幾何、物理和靜力平衡三個方面分析桿件力學問題的基本思路，掌握桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性的基本概念；培養(yǎng)學生具備必要的基礎理論知識，比較熟練的計算能力、一定的分析能力和實驗能力，為學習結構力學、鋼結構、混凝土結構等后續(xù)課程提供必要的基礎。為此，為配合課堂教學環(huán)節(jié)，建筑工程學院材料力學課程組特按教材章節(jié)編寫了此作業(yè)題集，各章包括作圖題，簡答題，計算題，綜合題等題型，重點考查學生對基本概念，基本原理，基本方法的理解和掌握，訓練學生的計

2、算能力，建模能力以及思維能力。 建筑工程學院材料力學課程組 2013年6月材料力學作業(yè)題集 軸向拉壓 一、試作出圖示各桿的軸力圖。150N50N200N100N50kN10kNP4=60kNP1=20kNP3=30kNP3=10kN二、圖示結構中，1、2兩桿的橫截面直徑分別為15mm和20mm，試求兩桿的應力。設兩根橫梁皆為剛體。15kN三、圖示結構中，為剛體，1、2桿的抗拉（壓）剛度分別為，2。試求兩桿的軸力。四、在圖示簡易吊車中，為鋼桿，為木桿。木桿的橫截面面積，許用應力；鋼桿的橫截面面積，許用應力。試求許可吊重。ABC4mmm3mm五、圖示結構中，BC由一束直徑為2mm的鋼絲組成，若鋼絲

3、的許用應力為，q=20kN/m，AC桿長4m。試求BC需由多少根鋼絲組成。六、結構尺寸及受力如圖所示，AB可視為剛體，CD為圓截面鋼桿，直徑為D=30mm，材料為Q235鋼，許用應力為MPa，求許可載荷。七、桁架的尺寸及受力如圖所示，若F=200kN，桿的橫截面面積A=4000mm2，試求桿的應力。八、圖示桁架結構，桿AC由兩根L63×10 等邊角鋼組成，桿CD由兩根L75×10等邊角鋼組成，已知：L63×10 的橫截面為11.657cm2，L75×10的橫截面積為14.126cm2，s=150MPa。請校核桿AC和桿CD的強度。ABDC220kN220

4、kN4m4m4m4m九、圖示支架中的三根桿件材料相同，桿1的橫截面面積為150mm2，桿2的橫截面面積為200mm2，桿3的橫截面面積為300mm2。若F=20kN，試求各桿內的應力。十、在低碳鋼拉伸實驗用的力與變形曲線及應力應變曲線中分別標出、和、，并回答在曲線中的、是否是構件中的真實應力，如果不是請另繪出強化階段與頸縮階段真實應力曲線的大致形狀。 第14頁共42頁材料力學作業(yè)題集 扭轉 一、作圖示桿的扭矩圖5kN·m2kN·m3kN·m5.50.5113單位N·mm2l10kN.m45kN.m30kN.m5kN.m二、已知傳動軸為鋼制實心軸，最大扭矩

5、MT7kNm，材料的許可切應力t30MPa，切變模量G80GPa，許可扭角q0.2°/m，試按強度條件和剛度條件設計軸徑d。四、已知圓軸受外力偶矩m5kN·m，材料的許可切應力t80MPa。（1）試設計實心圓軸的直徑D1；（2）若該軸改為a=d/D=0.9的空心圓軸，試設計空心圓軸的內、外徑d2 、D2。五、圖示傳動軸，軸的直徑D80 mm，在截面A、B、C、三處輸入或輸出的功率分別為PA150 kW、PB90 kW、PC60 kW，軸的轉速n100 r/min，材料的許用切應力t60 MPa。試校核軸的強度。MeBMeAMeCACB六、圖示階梯形圓軸，已知圓軸直徑d2=1

6、.5d1，若使兩段內單位長度的扭轉角相等，則Me2/ Me1的比值為多少？材料力學作業(yè)題集 剪切與擠壓 一、 何為剪切？剪切的性質？二、沖床的最大沖力為300kN，被剪鋼板的剪切極限應力，沖頭材料的，試求在最大沖力作用下所能沖剪的圓孔的最小直徑和板的最大厚度。三、在厚度的鋼板上，沖出一個形狀如圖所示的孔，鋼板剪切時的剪切極限應力，求沖床所需的沖力。四、 圖示接頭，由兩塊鋼板用四個直徑相同的鋼鉚釘連接而成。已知荷載F=100kN，板寬b=100mm，板厚d=12mm，鉚釘直徑d=16mm，許用切應力t=100MPa，許用擠壓應力sbs=300MPa，請校核連接的強度。五、圖示螺釘在拉力作用下。已

7、知材料的剪切許用應力和拉伸許用應力之間的關系為：，試求螺釘直徑與釘頭高度的合理比值。材料力學作業(yè)題集 平面圖形的幾何性質 一、求圖示圖形形心的位置。二、計算半圓形對形心軸的慣性矩。三、試確定圖示平面圖形的形心主慣性軸的位置，并求形心主慣性矩。材料力學作業(yè)題集 彎曲內力1 一、試求圖示各梁中截面1-1、2-2、3-3上的剪力和彎矩，這些截面無限接近于截面或截面。設、均為已知。2qa2二、作出圖示各梁的剪力圖與彎矩圖，并指出與。2qa20kN/m2110kN·m三、已知簡支梁的彎矩圖如圖所示，試作該梁的剪力圖和載荷圖。1m1m1m10kN·m四、簡支梁的剪力圖如圖所示，已知梁上

8、沒有集中力偶作用，試作該梁的彎矩圖和載荷圖。2m1m1m5kN5kN五、試作出圖示平面剛架的內力圖（、）。30kN10kN/m1m1m2m第36頁共42頁材料力學作業(yè)題集 彎曲內力2 一、把直徑的鋼絲繞在直徑的輪緣上，已知材料的彈性模量，試求鋼絲內的最大彎曲正應力。二、簡支梁受均布載荷如圖所示。若分別采用橫截面面積相等的實心和空心圓截面，且，。試分別計算它們的最大彎曲正應力，并問空心截面比實心截面的最大彎曲正應力減少了百分之幾。3kN/m4m三、鑄鐵梁的載荷及橫截面尺寸如圖所示。許用拉應力，許用壓應力。試按正應力強度條件校核該梁的強度。若載荷不變，但將T形梁倒置，即成為形，是否合理？何故？2m

9、2m2m2020四、由三根木條膠合而成的懸臂梁截面尺寸如圖所示，跨度l=2m。若膠合面上的許用切應力，木材的許用彎曲正應力，許用切應力，試求許可載荷。2050五、試計算圖示矩形截面簡支梁的11截面上點的切應力及該截面上的最大切應力。20100 材料力學作業(yè)題集 彎曲內力 六、試判斷圖示各截面的切應力流的方向和彎曲中心的大致位置。設剪力鉛垂向下。七、圖示為一用鋼板加固的木梁。已知木材的彈性模量，鋼的彈性模量，若木梁與鋼板不能相互滑動，試求木材與鋼板中的最大正應力。（此題為選做題）材料力學作業(yè)題集 彎曲變形 一、寫出圖示各梁的定解條件。圖中桿的抗拉剛度為，圖中彈性支座處彈簧的剛度為。梁的

10、抗彎剛度均為常量。二、用疊加法求圖示簡支梁端截面轉角和，跨度中點的撓度，設為常數。三、用疊加法求圖示懸臂梁自由端截面的撓度和轉角，梁的抗彎剛度為。四、已知梁的抗彎剛度為，試求中間鉸鏈左、右兩截面的相對轉角。五、圖示薄鋼片長度l=1000mm，厚度t=1mm，在Me作用下兩端橫截面的相對轉角，已知材料的E=206GPa。試求鋼片內的最大彎曲正應力。     六、一端固定的板條截面尺寸為，將它彎成半圓形。求力偶矩及最大正應力的數值。設。試問這種情況下，能否用計算應力？能否用計算變形？何故？（選做）材料力學作業(yè)題集 應力分析 一、在圖示應力狀態(tài)中，試

11、用解析法和圖解法求出指定截面上的應力及其主應力并畫主單元體（應力單位為）。3020二、矩形截面細長懸臂梁如圖所示。（1）試求A、B、C三點的應力；（2）用單元體分別表示這三點的應力狀態(tài)。三、試求圖示應力狀態(tài)的主應力及最大切應力。應力單位為。8040四、懸臂梁右邊部分作用有未知的分布力，現測得距自由端處的中性層上點與軸線成方向的線應變（）。材料的彈性模量，泊松比，。試求分布力的合力大小及方向。五、已知受力構件表面某點處沿三個方向的線應變?yōu)椋?，。材料的彈性模量，泊松比，試求該點的主應力。材料力學作業(yè)題集 強度理論 一、從低碳鋼零件中某點取出一單元體，其應力狀態(tài)如圖所示，試按第三和第四強度理論計算單

12、元體的相當應力。圖中應力單位是。 (1)、, (2)、,二、上題中若材料為鑄鐵，試按第一和第二強度理論計算單元體的相當應力。圖中應力單位是，泊松比。三、懸臂木梁由兩個尺寸完全相同的正方形截面的木梁疊合而成，在右端用兩個螺栓聯結為一個整體梁。在梁上作用集中力F。已知螺栓的許用切應力為，梁的尺寸如下圖所示，求螺栓的最小直徑。Faaal四、圖示簡支梁選用25a工字鋼，受力及尺寸如圖。已知鋼材的彈性模量，許用應力，梁的容許撓度為。試對此梁進行強度和剛度校核。1m1m五、平面直角折桿在C端受到鉛直力P作用，如圖所示。材料的=160MPa。若P =10kN，l =2m，a = 1.2m。試根據第四強度理論設計軸AB的直徑d。ladABCP六、下圖示圓軸直徑d=15mm，受彎矩My與扭矩Mx共同作用。測得軸表面上點A沿軸線方向的線應變，點B沿與軸線成45o方向的線應變，E=210GPa，MPa。試求My與Mx，并用第四強度理論校核軸的強度。 材料力學作業(yè)題集 組合變形與能量理論 一、計算圖示各桿的變形能。設