材料力學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題答案

資料力學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題及答案配高等教育第一版社第五版一、填空題：1.受力后幾何形狀和尺寸均保持不變的物體稱(chēng)為。2.構(gòu)件抵擋的能力稱(chēng)為強(qiáng)度。3.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上各點(diǎn)的切應(yīng)力與其到圓心的距離成比。4.梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為。5.偏愛(ài)壓縮為的組合變形。6.柔索的拘束反力沿走開(kāi)物體。7.構(gòu)件保持的能力稱(chēng)為穩(wěn)固性。8.力對(duì)軸之矩在狀況下為零。9.梁的中性層與橫截面的交線稱(chēng)為。10.圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力是。11.物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分別是。12.外力排除后可消逝的變形，稱(chēng)為。13.力偶對(duì)隨意點(diǎn)之矩都。14.階梯桿受力以下圖，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A，彈性模量為E，則桿中最大正應(yīng)力為。15.梁上作用集中力處，其剪力爭(zhēng)在該地點(diǎn)有。16.圓滑接觸面拘束的拘束力沿指向物體。17.外力排除后不可以消逝的變形，稱(chēng)為。18.平面隨意力系均衡方程的三矩式，只有知足三個(gè)矩心的條件時(shí)，才能成為力系均衡的充要條件。19.圖所示，梁最大拉應(yīng)力的地點(diǎn)在點(diǎn)處。20.圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知資料的許用正應(yīng)力[σ]，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是。21.物體相關(guān)于地球處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，稱(chēng)為。22.在截面突變的地點(diǎn)存在集中現(xiàn)象。23.梁上作用集中力偶地點(diǎn)處，其彎矩圖在該地點(diǎn)有。24.圖所示點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，已知資料的許用正應(yīng)力[σ]，其第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件是。25.臨界應(yīng)力的歐拉公式只合用于桿。26.只受兩個(gè)力作用而處于均衡狀態(tài)的構(gòu)件，稱(chēng)為。27.作使勁與反作使勁的關(guān)系是。28.平面隨意力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的結(jié)果的三種情況是。29.階梯桿受力以下圖，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A，彈性模量為E，則截面C的位移為。30.若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力爭(zhēng)為。二、計(jì)算題：梁構(gòu)造尺寸、受力以下圖，不計(jì)梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C處的拘束力。42.鑄鐵T梁的載荷及橫截面尺寸以下圖，C為截面形心。已知Iz=mm，yC=，資料許用壓應(yīng)力[σc]=160MPa，許用拉應(yīng)力[σt]=40MPa。試求：①畫(huà)梁的剪力爭(zhēng)、彎矩圖。②按正應(yīng)力強(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度。3.傳動(dòng)軸以下圖。已知Fr=2KN，F(xiàn)t=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齒輪直徑D=400mm，軸的[σ]=100MPa。試求：①力偶M的大??；②作AB軸各基本變形的內(nèi)力爭(zhēng)。③用第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)軸AB的直徑d。4.圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知Iz=4500cm4，y1=，y2=，資料許用壓應(yīng)力[σc]=120MPa，許用拉應(yīng)力[σt]=35MPa，a=1m。試求：①畫(huà)梁的剪力爭(zhēng)、彎矩圖。②按正應(yīng)力強(qiáng)度條件確立梁截荷P。5.如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力F1，水平力F2，實(shí)心軸AB的直徑d，長(zhǎng)度l，拐臂的長(zhǎng)度a。試求：①作AB軸各基本變形的內(nèi)力爭(zhēng)。②計(jì)算AB軸危險(xiǎn)點(diǎn)的第三強(qiáng)度理論相當(dāng)應(yīng)力。6.圖所示構(gòu)造，載荷P=50KkN，AB桿的直徑d=40mm，長(zhǎng)度l=1000mm，兩頭鉸支。已知資料E=200GPa，p=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=，穩(wěn)固安全系數(shù)nst=，[σ]=140MPa。試校核AB桿能否安全。7.鑄鐵梁如圖5，單位為mm，已知Iz=10180cm4，資料許用壓應(yīng)力[σc]=160MPa，許用拉應(yīng)力[σt]=40MPa，試求：①畫(huà)梁的剪力爭(zhēng)、彎矩圖。②按正應(yīng)力強(qiáng)度條件確立梁截荷P。圖所示直徑d=100mm的圓軸受軸向力F=700kN與力偶M=6kN·m的作用。已知M=200GPa，μ=，[σ]=140MPa。試求：①作圖示圓軸表面點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖。②求圓軸表面點(diǎn)圖示方向的正應(yīng)變。③按第四強(qiáng)度理論校核圓軸強(qiáng)度。圖所示構(gòu)造中，q=20kN/m，柱的截面為圓形d=80mm，資料為Q235鋼。已知資料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=，穩(wěn)固安全系數(shù)

nst=，[σ]=140MPa。試校核柱

BC能否安全。以下圖的平面桁架，在鉸鏈H處作用了一個(gè)20kN的水平力，在鉸鏈D處作用了一個(gè)60kN的垂直力。求A、E處的拘束力和FH桿的內(nèi)力。11.圖所示圓截面桿件d=80mm，長(zhǎng)度l=1000mm，承受軸向力F1=30kN，橫向力F2=，外力偶M=700N·m的作用，資料的許用應(yīng)力[σ]=40MPa，試求：①作桿件內(nèi)力爭(zhēng)。②按第三強(qiáng)度理論校核桿的強(qiáng)度。12.圖所示三角桁架由Q235鋼制成，已知AB、AC、BC為1m，桿直徑均為d=20mm，已知資料E=200GPa，p=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=，穩(wěn)固安全系數(shù)nst=。試由BC桿的穩(wěn)固性求這個(gè)三角架所能承受的外載F。13.槽形截面梁尺寸及受力爭(zhēng)以下圖，AB=3m，BC=1m，z軸為截面形心軸，Iz=×1084mm，q=15kN/m。資料許用壓應(yīng)力[σc]=160MPa，許用拉應(yīng)力[σt]=80MPa。試求：①畫(huà)梁的剪力爭(zhēng)、彎矩圖。②按正應(yīng)力強(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度。14.圖所示平面直角剛架ABC在水平面xz內(nèi)，AB段為直徑d=20mm的圓截面桿。在垂直平面內(nèi)F1=，在水平面內(nèi)沿z軸方向F2=，資料的[σ]=140MPa。試求：①作AB段各基本變形的內(nèi)力爭(zhēng)。②按第三強(qiáng)度理論校核剛架AB段強(qiáng)度。圖所示由5根圓鋼構(gòu)成正方形構(gòu)造，載荷P=50KkN，l=1000mm，桿的直徑d=40mm，聯(lián)絡(luò)處均為鉸鏈。已知資料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=，穩(wěn)固安全系數(shù)核1桿能否安全。（15分）

nst=，[σ]=140MPa。試校16.圖所示為一連續(xù)梁，已知q、a及θ，不計(jì)梁的自重，求A、B、C三處的拘束力。圖所示直徑為d的實(shí)心圓軸，受力如圖示，試求：①作軸各基本變形的內(nèi)力爭(zhēng)。②用第三強(qiáng)度理論導(dǎo)出此軸危險(xiǎn)點(diǎn)相當(dāng)應(yīng)力的表達(dá)式。以下圖，AB=800mm，AC=600mm，BC=1000mm，桿件均為等直圓桿，直徑d=20mm，資料為Q235鋼。已知資料的彈性模量E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=。壓桿的穩(wěn)固安全系數(shù)nst=3，試由CB桿的穩(wěn)固性求這個(gè)三角架所能承受的外載F。參照答案一、填空題：1.剛體2.損壞3.正4.二次拋物線5.軸向壓縮與曲折6.柔索軸線7.原有均衡狀態(tài)8.力與軸訂交或平行9.中性軸11.變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）與運(yùn)動(dòng)效應(yīng)（外效應(yīng)）12.彈性變形13.相等2A15.突變16.接觸面的公法線17.塑性變形18.不共線τx≤[σ]22.均衡22.應(yīng)力23.突變24.242[]25.大柔度（修長(zhǎng)）26.二力構(gòu)件27.等值、反向、共線28.力、力偶、均衡2EA30.斜直線二、計(jì)算題：解：以CB為研究對(duì)象，成立均衡方程MB(F)0:1010.5FC20Fy0:FBFC1010解得：FB7.5kNFC2.5kN以AC為研究對(duì)象，成立均衡方程Fy0:FAyFC0MA(F)0:MA10FC20解得：FAy2.5kNMA5kNm解：①求支座拘束力，作剪力爭(zhēng)、彎矩圖MB(F)0:1021203FD40Fy0:FBFD102200解得：FB30kNFD10kN②梁的強(qiáng)度校核y1157.5mmy2230157.572.5mm拉應(yīng)力強(qiáng)度校核截面MBy22010372.5103t]tmax60125000101224.1MPa[IzC截面MCy110103157.5103t]tmax60125000101226.2MPa[Iz壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)剖析最大壓應(yīng)力在B截面）MBy120103157.5103c]cmaxIz60125000101252.4MPa[因此梁的強(qiáng)度知足要求解：①以整個(gè)系統(tǒng)為為研究對(duì)象，成立均衡方程Mx(F)0:tD0FM2解得：M1kNm（3分）②求支座拘束力，作內(nèi)力爭(zhēng)由題可得：FAyFBy1kNFAzFBz2.5kN③由內(nèi)力爭(zhēng)可判斷危險(xiǎn)截面在C處r3M2T232(My2Mz2)T2[]Wd332(My2Mz2)T2d35.1mm[]解：①求支座拘束力，作剪力爭(zhēng)、彎矩圖MA(F)0:FDy22P1P30Fy0:FAyFDy2PP0解得：FAy1PFDy5P22②梁的強(qiáng)度校核拉應(yīng)力強(qiáng)度校核C截面tmaxMCy20.5Pay2[t]IzIzP24.5kND截面MDy1Pay1[t]tmaxIzIzP22.1kN壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)剖析最大壓應(yīng)力在D截面）cmaxMDy2Pay2[c]IzIzP42.0kN因此梁載荷P22.1kN解：①由內(nèi)力爭(zhēng)可判斷危險(xiǎn)截面在A處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為FNM4F232(Fa)2(Fl)221AWd2d316F1aWpd3224F232(Fa)2(Fl)2216F1a24())r3d2d34(d3解：以CD桿為研究對(duì)象，成立均衡方程MC(F)0:0.8FAB0.6500.90解得：FAB93.75kNAB桿柔度l11000100i40/4p2E220010999.3200106p因?yàn)閜，因此壓桿AB屬于大柔度桿2Ed22200109402106FcrcrA2410024248.1kN工作安全因數(shù)Fcr248.12.65nstn93.75FAB因此AB桿安全7.解：①②梁的強(qiáng)度校核y196.4mmy225096.4153.6mm拉應(yīng)力強(qiáng)度校核A截面MAy10.8Py1[t]tmaxIzIzP52.8kNC截面MCy20.6Py2[t]tmaxIzIzP44.2kN壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)剖析最大壓應(yīng)力在A截面）MAy20.8Py2[c]cmaxIzIzP132.6kN因此梁載荷P44.2kN解：①點(diǎn)在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力FN470010389.1MPaA0.12T16610330.6MPa點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)圖以下列圖：WP0.13②由應(yīng)力狀態(tài)圖可知σx=，σy=0，τx=xyxycos2xsin22245o13.95MPa45o75.15MPa由廣義胡克定律o1(o45o)1(13.950.375.15)1064.297510545E45920010③強(qiáng)度校核r423289.12330.62103.7MPa[]因此圓軸強(qiáng)度知足要求解：以梁AD為研究對(duì)象，成立均衡方程MA(F)0:FAB42052.50解得：FBC62.5kNBC桿柔度l14000200i80/4p2E220010999.3p200106因?yàn)閜，因此壓桿BC屬于大柔度桿FcrcrA2Ed222001098021062420024248.1kN工作安全因數(shù)nFcr248.13.97nstFAB62.5因此柱BC安全解：以整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，成立均衡方程Fx0:FEx200Fy0:FAyFEy600MA(F)0:FEy82036060解得：FEx20kNFEy52.5kNFAy7.5kN過(guò)桿FH、FC、BC作截面，取左半部分為研究對(duì)象，成立均衡方程MC(F)0:AyHF12F4F05解得：FHF12.5kN解：①②由內(nèi)力爭(zhēng)可判斷危險(xiǎn)截面在固定端處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為FNMz430103321.210329.84MPaAWz0.0820.083T167006.96MPaWp0.083r324229.84246.96232.9MPa[]因此桿的強(qiáng)度知足要求解：以節(jié)點(diǎn)C為研究對(duì)象，由均衡條件可求FBCFBC桿柔度l11000200i20/4p2E220010999.3200106p因?yàn)閜，因此壓桿BC屬于大柔度桿FcrcrA2Ed22200109202106242002415.5kNnFcr15.5nst3.0FABF解得：F5.17kN解：①求支座拘束力，作剪力爭(zhēng)、彎矩圖MA(F)0:FBy315420Fy0:FAyFBy1540解得：FAy20kNFBy40kN②梁的強(qiáng)度校核拉應(yīng)力強(qiáng)度校核D截面MDy140/3103183103t]tmax1.73108101214.1MPa[Iz截面MBy27.5103400103t]tmax1.73108101217.3MPa[Iz壓應(yīng)力強(qiáng)度校核（經(jīng)剖析最大壓應(yīng)力在D截面）MDy240/3103400103c]tmax1.73108101230.8MPa[Iz因此梁的強(qiáng)度知足要求解：①②由內(nèi)力爭(zhēng)可判斷危險(xiǎn)截面在A處，該截面危險(xiǎn)點(diǎn)在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為M32602482W0.02397.8MPaT166038.2MPaWp0.023r324297.82438.22124.1MPa[]因此剛架AB段的強(qiáng)度知足要求解：以節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，由均衡條件可求F12P35.36kN2桿柔度l11000100i40/42E220010999.3p200106p因?yàn)閜，因此壓桿AB屬于大柔度桿FcrcrA2Ed222001094021062410024248.1kN工作安全因數(shù)Fcr248.1n7nstF135.36因此1桿安全16.解：以BC為研究對(duì)象，成立均衡方程MB(F)0:FCcosaqaa02Fx0:FBxFCsin0MC(F)0:qaaFBya02解得：FBxqatanFByqaFCqa222cos以AB為研究對(duì)象，成立均衡方程Fx0:FAxFBx0Fy0:FAyFBy0MA(F)0:MAFB