工程力學(xué)大作業(yè)1(答案)

大作業(yè)〔一〕一、填空題1、桿件變形的根本形式有〔軸向拉伸和壓縮〕、〔剪切〕、〔扭轉(zhuǎn)〕和〔彎曲〕2、材料力學(xué)所研究的問題是構(gòu)件的〔強(qiáng)度〕、〔剛度〕和〔穩(wěn)定性〕。3、脆性材料的抗壓能力遠(yuǎn)比抗拉能力〔強(qiáng)〕。4、同一種材料，在彈性變形范圍內(nèi)，橫向應(yīng)變ε/和縱向應(yīng)變ε之間有如下關(guān)系：〔ε/=-με〕5、〔彈性模量E〕是反映材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)。6、〔屈服點σs〕和〔抗拉強(qiáng)度σb〕是反映材料強(qiáng)度的兩個指標(biāo)7、(伸長率δ)和(斷面收縮率ψ)是反映材料塑性的指標(biāo)，一般把〔δ>5%〕的材料稱為塑性材料，把〔δ<5%〕的材料稱為脆性材料。8、應(yīng)力集中的程度可以用〔應(yīng)力集中因數(shù)K〕來衡量9、〔脆性材料〕對應(yīng)力集中十分敏感，設(shè)計時必須考慮應(yīng)力集中的影響10、擠壓面是外力的作用面，與外力〔垂直〕，擠壓面為半圓弧面時，可將構(gòu)件的直徑截面視為〔擠壓面〕11、如下圖，鉚接頭的連接板厚度t=d，那么鉚釘剪應(yīng)力=〔〕，擠壓應(yīng)力bs=〔〕。二、選擇題1、構(gòu)成構(gòu)件的材料是可變形固體，材料力學(xué)中對可變形固體的根本假設(shè)不包括〔C〕A、均勻連續(xù)性B、各向同性假設(shè)C、平面假設(shè)D、小變形假設(shè)2、以下力學(xué)性能指標(biāo)中，〔B〕是強(qiáng)度指標(biāo)A、彈性模量B、屈服強(qiáng)度C、伸長率δD、許用應(yīng)力3、以下力學(xué)性能指標(biāo)中，〔C〕是反映塑性的指標(biāo)A、比例極限B、抗拉強(qiáng)度C、斷面收縮率ψD、平安系數(shù)n4、以下構(gòu)件中，〔C〕不屬于軸向拉伸或軸向壓縮A、B、C、D、5、強(qiáng)度計算時，引入平安系數(shù)的原因不包括〔A〕A、力學(xué)性能指標(biāo)測定方法都不是太科學(xué)B、對構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、尺寸和受力等情況都作了一定程度的簡化C、加工工藝對構(gòu)件強(qiáng)度的影響考慮的不全面D、構(gòu)件需有必要的強(qiáng)度儲藏6、一直桿受外力作用如下圖，此桿各段的軸力圖為〔C〕A、B、C、D、7、一直桿受外力作用如下圖，此桿各段的軸力為〔A〕A、+6〔拉力〕，-4〔壓力〕，4〔拉力〕B、-6〔壓力〕，-4〔壓力〕，4〔拉力〕C、+6〔拉力〕，+4〔拉力〕，4〔拉力〕D、-6〔壓力〕，+4〔拉力〕，4〔拉力〕8、圖所示為兩端固定的桿。在C、D兩端處有一對力P作用，桿的橫截面面積為A，彈性模量為E，A、B處支座反力〔C〕22LPFBCFBFAAA、FA=FB=2F/3B、FA=FB=FC、FA=F/3FB=2P/3D、FA=2F/3FB=F9、一鋼制階梯桿如下圖，軸向外力P1=5KN，P2=2KN，各段桿長為l1=15mm，l2=l3=12mm，橫截面面積A1=A2=6mm2，A3=3mm2，鋼的彈性模量E=200Gpa，各段桿的線應(yīng)變分別為、、，以下選項正確的選項是〔B〕A、>>B、>>C、>>D、>>11、在研究材料的力學(xué)性能時，出現(xiàn)過σ0.2，以下(C)說法是正確的?A、σ0.2是塑性材料的屈服強(qiáng)度B、σ0.2是脆性材料的屈服強(qiáng)度C、σ0.2是指試件在卸載后產(chǎn)生數(shù)值為0.2％的塑性應(yīng)變時的應(yīng)力值D、σ0.2是指試件在加載后產(chǎn)生數(shù)值為0.2％的應(yīng)變時的應(yīng)力值12、對于脆性材料，以下說法〔C〕是錯誤的?A、試件在受拉過程中，不出現(xiàn)屈服和頸縮現(xiàn)象。B、壓縮強(qiáng)度極限比拉伸強(qiáng)度極限高出許多C、抗沖擊性能好D、脆性材料拉伸斷裂前的變形很少13、齒輪與軸由平鍵〔b×h×L=20×12×100〕連接，它傳遞的扭矩m=2KNm，軸的直徑d=70mm，鍵的許用切應(yīng)力為[]=60MPa，許用擠壓應(yīng)力為=100MPa，那么鍵的〔B〕。A、剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度都缺乏B、剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度都足夠C、剪切強(qiáng)度缺乏D、擠壓強(qiáng)度缺乏三、計算題1、一直桿受外力作用如下圖，求此桿各段的軸力，并作軸力圖解：〔1〕AB段：用截面1-1假想將桿截開，取左段研究，設(shè)截面上的軸力為正方向，受力如下圖。列平衡方程式：〔拉力〕〔2〕BC段，取2-2截面左段研究，F(xiàn)N2設(shè)為正向，受力如下圖，列平衡方程式：〔壓力〕；〔3〕CD段，取3-3截面右段研究，F(xiàn)N3設(shè)為正，受力如下圖，列平衡方程式：〔拉力〕〔4〕畫軸力圖2、如下圖空心圓截面桿，外徑D=20mm，內(nèi)徑d=15mm，承受軸向載荷F=20kN，材料的屈服應(yīng)力σs=235MPa，平安因數(shù)n=1.5，試問該桿的強(qiáng)度解：桿件橫截面上的正壓力材料的許用應(yīng)力3、如下圖吊環(huán)，由圓截面斜桿AB，AC與橫梁BC所組成。吊環(huán)的最大吊重F=500kN，斜桿用鍛鋼制成，其許用應(yīng)力[σ]=120MPa，斜桿與拉桿軸線的夾角α=20°，試確定斜桿的直徑。解：〔1〕斜桿軸力分析節(jié)點A的受力如圖，設(shè)軸力FN，那么有平衡方程〔2〕截面設(shè)計取斜桿的截面直徑4、如下圖桁架，由桿1與桿2組成，在節(jié)點B承受載荷F作用。試計算載荷F的最大允許值即所謂許用載荷。桿1與桿2的橫面積A=100mm2，許用拉應(yīng)力為[σt]=200MPa，許用壓應(yīng)力[σc]=150MPa.解：〔1〕軸力分析設(shè)桿1和桿2軸向受拉，桿1與2的軸力分別為FN1和FN2，節(jié)點B的受力圖如下圖。列節(jié)點B的平衡方程得〔2〕計算許用載荷桿1的強(qiáng)度條件桿2的強(qiáng)度條件可見，桁架所能承受的最大載荷即許用載荷為5、如下圖結(jié)構(gòu)中，梁AB可視為剛體，其彎曲變形可忽略不計，桿1為鋼質(zhì)圓桿，直徑d1=20mm，其彈性模量E1=200Gpa，桿2為銅桿，其直徑d2=25mm，彈性模量E2=100Gpa，不計剛梁AB的自重，試求：〔1〕載荷P加在何處，才能使剛梁AB受力后保持水平？〔2〕假設(shè)此時P=30KN，求兩桿內(nèi)橫截面上的正應(yīng)力？解：〔1〕、選取剛梁AB為研究對象，畫出其受力圖?！艶y=0：NA-P+NB=0?！?(1)∑mA(F)=0：-PX+NB×2=0……………(2)變形諧調(diào)條件為：△l1=△l2。即：〔虎克定律〕解得：NA=0.8533NB………………(3)由〔1〕和〔2〕得：x=2NB/〔NA+NB〕。由〔3〕代入上式得：x=1.08m?！?〕、由〔2〕式得：NB=PX/2=30×1.08/2=16.2KN。NA=P-NB=13.8KN?！唳?=NA/A1=13.8×4/π×(0.02)2=43.9Mpa。σ2=NB/A2=16.2×4/π×(0.025)2=33Mpa。6、齒輪與軸由平鍵〔b×h×L=20×12×100〕連接，它傳遞的扭矩m=2KNm，軸的直徑d=70mm，鍵的許用切應(yīng)力為[]=60MPa，許用擠壓應(yīng)力為=100MPa，試校核鍵的強(qiáng)度。解：(1)鍵的受力分析如圖,(2)切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核剪切面,擠壓面綜上，鍵滿足強(qiáng)度要求。7、一鉚接頭如下圖，受力F=110kN，鋼板厚度為t=1cm，寬度b=8.5cm，許用應(yīng)力為[]=160MPa；鉚釘?shù)闹睆絛=1.6cm，許用切應(yīng)力為[]=140MPa，許用擠壓應(yīng)力為[bs]=320MPa，試校核鉚接頭的強(qiáng)度?！布俣總€鉚釘受力相等。〕解：〔1〕取下面鋼板為研究對象，受力