材料工程基礎(chǔ)習題

1、填空與問答題：強度失效：構(gòu)件在外力作用下發(fā)生不可恢復(fù)的塑性變形或斷裂剛度失效：構(gòu)件在外力作用下產(chǎn)生過量的彈性變形穩(wěn)定失效：構(gòu)件在外力作用下其平衡形式發(fā)生突然改變工程力學的任務(wù)：提出保證構(gòu)件具有足夠強度、剛度和穩(wěn)定性的設(shè)計準則和方法。靜力學的任務(wù)：研究物體的受力和平衡的規(guī)律。材料力學的任務(wù)：研究物體在外力作用下的內(nèi)力、變形和失效的規(guī)律。靜力學研究作用于物體上的力及其平衡的一般規(guī)律。 平衡是指物體相對于慣性參考系處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。工程上一般把慣性系固結(jié)在地球上，研究物體相對于地球的平衡問題。力的三要素：力的大小、力的方向、力的作用點剛體：是指在力的作用下，其內(nèi)部任意兩點之間的距離始終保持

2、不變。合力矩定理：合力對平面內(nèi)任一點的矩，等于所有分力對該點的矩的代數(shù)和。由大小相等、方向相反且不共線的兩個平行力組成的力系，稱為力偶力偶的特點：力偶不能合成為一個合力，也不能用一個力來平衡，力偶只能有力偶來平衡。力偶中兩個力在任一坐標軸上的投影的代數(shù)和恒為零。力偶對其作用面內(nèi)任一點的力矩的代數(shù)和恒等于力偶矩。即：力偶對物體轉(zhuǎn)動效應(yīng)與矩心無關(guān)。作用在剛體上的兩個力，使剛體保持平衡的必要和充分條件是這兩個力的大小相等，方向相反，且在同一直線上。力的可傳性原理：作用于剛體上某點的力，可以沿著它的作用線移到剛體內(nèi)任意一點，并不改變該力對剛體的作用。三力平衡匯交定理： 作用在剛體上三個相互平衡的力，若

3、其中兩個力作用線匯交于一點，則此三個力必在同一平面內(nèi)，且第三個力的作用線通過匯交點。約束：對非自由體某些方向運動（或運動趨勢）起限制或阻礙作用的周圍物體為非自由體的約束。約束力特點：方向：總是與約束所能阻礙的運動方向相反； 作用點：一般在約束與被約束物體的接觸點； 大?。河善胶鈼l件來確定。 材料拉伸時的力學性能分為明顯的四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段、強化階段剪切受力特點：作用在構(gòu)件兩側(cè)面上的外力合力大小相等、方向相反且作用線很近。剪切變形特點：位于兩力之間的截面發(fā)生相對錯動。作圖與計算題：1、如圖，P=10kN。兩桿自重不計。求兩桿的受力。ABCP30°60° 解

4、：2 剛架如圖所示，受水平力作用， P=20kN，不計剛架自重，求A、D 處的約束反力。解：3、已知如圖，不計桿和滑輪重力及滑輪大小。求二桿的受力。解： 4、用多軸鉆床在水平工件上鉆孔時，每個鉆頭對工件施加一壓力和一力偶，如圖所示。已知三個力偶矩分別為： m1m210Nm，m320Nm。固定螺釘A、B的間距為l200mm。 求兩個螺釘所受的水平力。 m3m1m2 lAB 解：m3m1m2 Am3m1m2 AB FBFA5、水平梁AB長為l為1m，受三角形分布載荷的作用，分布載荷q的最大值為100(N/m），試求合力的大小及作用線的位置。q（N/m）ABl6、水平梁長為4m，重P=10kN，作用

5、在梁的中點C。承受均布載荷q=6kN/m ，力偶矩M8kNm。試求A、B處的約束力P4m2mqmCBA45°7、塔式起重機如圖。機架重力W，吊起的最大重物重力P，欲使起重機在滿載和空載時都不致翻倒，求平衡配重的重量QPlbBAWQ2a8、物體重為P，放在傾角為a（足夠大）的斜面上，它與斜面間的摩擦因數(shù)為fS。當物體處于平衡時，試求水平力F1的大小。解：力F1太大，物塊將上滑；力F1太小，物塊將下滑。因此，F(xiàn)1的數(shù)值必在一范圍內(nèi)。 9、曲軸沖床由輪I、連桿AB和沖頭B組成。OAR，ABl。當OA水平、沖壓力為F時系統(tǒng)處于平衡。求：(1) m；(2) O點約束力；(3) AB受的力；(4

6、)沖頭給導(dǎo)軌的側(cè)壓力。mF10、已知F20kN，q10kN/m，m20kN m，l1m。求固定端A和鏈桿約束B的約束力30°mFDCBqllll60°A11、已知F1=10kN；F2=20kN； F3=35kN；F4=25kN;試畫出圖示桿件的軸力圖F1F3F2F4ABCD12、圖示結(jié)構(gòu)，試求桿件AB、CB的應(yīng)力。已知 F=20kN；斜桿AB為直徑20mm的圓截面桿，水平桿CB為15×15的方截面桿。解：1、計算各桿件的軸力。（設(shè)斜桿為1桿，水平桿為2桿）用截面法取節(jié)點B為研究對象13、懸臂吊車的斜桿AB為直徑d=20mm的鋼桿，載荷W=15kN。當W移到A點時，

7、求斜桿AB橫截面上的應(yīng)力。0.8mABC1.9md CA解：當載荷W移到A點時，斜桿AB受到拉力最大，設(shè)其值為Fmax。討論橫梁平衡14、油缸蓋與缸體采用6個螺栓連接。已知油缸內(nèi)徑D=350mm，油壓p=1MPa。螺栓許用應(yīng)力=40MPa， 求螺栓的內(nèi)徑15、AC為50×50×5的等邊角鋼，AB為10號槽鋼，=120MPa。確定許可載荷F AF16、AB長2m, 面積為200mm2。AC面積為250mm2。E=200GPa。F=10kN。試求桿的伸長或縮短長度。 AF3007、已知三角拱的重力及載荷和幾何尺寸，求 鉸鏈A出的相互作用力和固定鉸支座B 、 C 的約束力。FBACPP8、圖示為一