材料力學(xué)復(fù)習(xí)題

1、材料力學(xué)復(fù)習(xí)題考試形式：開(kāi)卷。1. 構(gòu)件在外荷載作用下具有抵抗破壞的能力為材料的（ ）；具有一定的抵抗變形的能力為材料的（ ）；保持其原有平衡狀態(tài)的能力為材料的（ ）。答案：強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。2. 圖示圓截面桿件,承受軸向拉力F作用。設(shè)拉桿的直徑為d，端部墩頭的直徑為D，高度為h，試從強(qiáng)度方面考慮，建立三者間的合理比值。已知許用應(yīng)力=120MPa，許用切應(yīng)力=90MPa，許用擠壓應(yīng)力bs=240MPa。 解： 由正應(yīng)力強(qiáng)度條件由切應(yīng)力強(qiáng)度條件 由擠壓強(qiáng)度條件式(1)：式(3)得 式(1)：式(2)得 故 D：h：d=1.225：0.333：1 3. 軸力是指通過(guò)橫截面形心垂直于橫截面作用的內(nèi)

2、力，而求軸力的基本方法是（ ）。答案：截面法。4. 工程構(gòu)件在實(shí)際工作環(huán)境下所能承受的應(yīng)力稱(chēng)為（ ），工件中最大工作應(yīng)力不能超過(guò)此應(yīng)力，超過(guò)此應(yīng)力時(shí)稱(chēng)為（ ）。答案：許用應(yīng)力，失效 。5. 所有脆性材料，它與塑性材料相比，其拉伸力學(xué)性能的最大特點(diǎn)是（ ）。（A）強(qiáng)度低，對(duì)應(yīng)力集中不敏感；（B）相同拉力作用下變形小；（C）斷裂前幾乎沒(méi)有塑性變形；（D）應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系嚴(yán)格遵循胡克定律。答案：C6. 現(xiàn)有三種材料的拉伸曲線如圖所示。分別由此三種材料制成同一構(gòu)件，其中：1）強(qiáng)度最高的是（ ）；2）剛度最大的是（ ）；3）塑性最好的是（ ）；4）韌性最高，抗沖擊能力最強(qiáng)的是（ ）。答案：A，B，C，C7

3、. 試計(jì)算圖示各桿的軸力，并指出其最大值。答案（a） FNAB=F,FNBC=0,FN，max=F（b） FNAB=F,FNBC=F,FN，max=F（c）FNAB=2 kN, FN2BC=1 kN,FNCD=3 kN,FN，max=3 kN（d） FNAB=1 kN,FNBC=1 kN,FN，max=1 kN 8. 在低碳鋼拉伸曲線中，其變形破壞全過(guò)程可分為（）個(gè)變形階段，它們依次是 （）、（）、（）、和（）。答案：四，彈性、屈服、強(qiáng)化和頸縮、斷裂。9. 試求圖示各桿1-1和2-2橫截面上的軸力，并作軸力圖。（a）解： ； ；（b）解： ； ； （c）解： ； 。(d) 解： 。10. 石砌

4、橋墩的墩身高，其橫截面面尺寸如圖所示。荷載，材料的密度，試求墩身底部橫截面上的壓應(yīng)力。解：墩身底面的軸力為： 墩身底面積：因?yàn)槎諡檩S向壓縮構(gòu)件，所以其底面上的正應(yīng)力均勻分布。11. 現(xiàn)代工程中常用的固體材料種類(lèi)繁多，物理力學(xué)性能各異。所以，在研究受力后物體（構(gòu)件）內(nèi)部的力學(xué)響應(yīng)時(shí)，除非有特別提示，一般將材料看成由（ ）、（ ）、（ ）的介質(zhì)組成。 答案：連續(xù)性、均勻性、各向同性。12. 構(gòu)件所受的外力可以是各式各樣的，有時(shí)是很復(fù)雜的。材料力學(xué)根據(jù)構(gòu)件的典型受力情況及截面上的內(nèi)力分量可分為（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四種基本變形。答案：拉伸或壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲。13. 一木樁柱受力如圖所示

5、。柱的橫截面為邊長(zhǎng)200mm的正方形，材料可認(rèn)為符合胡克定律，其彈性模量E=10 GPa。如不計(jì)柱的自重，試求：（1）作軸力圖；（2）各段柱橫截面上的應(yīng)力；（3）各段柱的縱向線應(yīng)變；（4）柱的總變形。解： （壓） （壓）14. 用塑性材料的低碳鋼標(biāo)準(zhǔn)試件在做拉伸實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將會(huì)出現(xiàn)四個(gè)重要的極限應(yīng)力；其中保持材料中應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系的最大應(yīng)力為（）；使材料保持純彈性變形的最大應(yīng)力為（ ）；應(yīng)力只作微小波動(dòng)而變形迅速增加時(shí)的應(yīng)力為（ ）；材料達(dá)到所能承受的最大載荷時(shí)的應(yīng)力為（ ）。答案：比例極限、彈性極限、屈服極限、強(qiáng)度極限。15. 圖示A和B兩點(diǎn)之間原有水平方向的一根直徑的鋼絲，在鋼絲的中點(diǎn)

6、C加一豎向荷載F。已知鋼絲產(chǎn)生的線應(yīng)變?yōu)椋洳牧系膹椥阅Ａ?，鋼絲的自重不計(jì)。試求： （1）鋼絲橫截面上的應(yīng)力（假設(shè)鋼絲經(jīng)過(guò)冷拉，在斷裂前可認(rèn)為符合胡克定律）；（2）鋼絲在C點(diǎn)下降的距離；（3）荷載F的值。解：（1）求鋼絲橫截面上的應(yīng)力 （2）求鋼絲在C點(diǎn)下降的距離 。其中，AC和BC各。 （3）求荷載F的值 以C結(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，由其平稀衡條件可得：16. 用截面法求圖示各桿在截面1-1、2-2、3-3上的扭矩。并于截面上有矢量表示扭矩，指出扭矩的符號(hào)。作出各桿扭矩圖。(b)5kN.m3kN.m2kN.m11223312kN.m(a)4kN.m2kN.m122解（a）（1）用截面法求1-1截面上

7、的扭矩12kN.m1T1x（2）用截面法求2-2截面上的扭矩2kN.m22T2x（3）畫(huà)扭矩圖Tx2kN.m2kN.m（b）（1）用截面法求1-1截面上的扭矩5kN.m3kN.m2kN.m11T1x（2）用截面法求2-2截面上的扭矩3kN.m2kN.m22T2x（3）用截面法求3-3截面上的扭矩2kN.m33T3xTx1kN.m2kN.m4kN.m（4）畫(huà)扭矩圖17. 直徑D=50 mm的圓軸受扭矩T=2.15 kN.m的作用。試求距軸心10 mm處的切應(yīng)力，并求橫截面上的最大切應(yīng)力。解：（1）圓軸的極慣性矩點(diǎn)的切應(yīng)力（2）圓軸的抗扭截面系數(shù)截面上的最大切應(yīng)力注：截面上的切應(yīng)力成線性分布，所以

8、也可以用比例關(guān)系求最大切應(yīng)力。18. 通過(guò)低碳鋼拉伸破壞試驗(yàn)可測(cè)定強(qiáng)度指標(biāo)（ ）和（ ）；塑性指標(biāo)（ ）和（ ）。答案：屈服極限，強(qiáng)度極限 ；伸長(zhǎng)率，斷面收縮率。19. 當(dāng)結(jié)構(gòu)中構(gòu)件所受未知約束力或內(nèi)力的數(shù)目n多于靜力平衡條件數(shù)目m時(shí)，單憑平衡條件不能確定全部未知力，相對(duì)靜定結(jié)構(gòu)（n=m），稱(chēng)它為（ ）。n=m稱(chēng)為（ ），這也是“多余”約束力或“多余”約束的數(shù)目。答案：靜不定結(jié)構(gòu)，靜不定次數(shù)20. 發(fā)電量為1500 kW的水輪機(jī)主軸如圖示。D=550 mm，d=300 mm，正常轉(zhuǎn)速n=250 r/min。材料的許用剪應(yīng)力=500 MPa。試校核水輪機(jī)主軸的強(qiáng)度。dD發(fā)電機(jī)軸水輪機(jī)軸解：（1）

9、計(jì)算外力偶矩（2）計(jì)算扭矩（3）計(jì)算抗扭截面系數(shù)（4）強(qiáng)度校核強(qiáng)度足夠。21. 圖示軸AB的轉(zhuǎn)速n=120 r/min，從B輪輸入功率P=44.1 kW，功率的一半通過(guò)錐形齒輪傳送給軸C，另一半由水平軸H輸出。已知D1=60 cm，D2=24 cm，d1=10 cm，d2=8 cm，d3=6 cm，=20 MPa。試對(duì)各軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。d1d2d3D1D2ABHC解：（1）計(jì)算外力偶矩（2）計(jì)算內(nèi)力扭矩（3）計(jì)算抗扭截面系數(shù)（4）強(qiáng)度校核強(qiáng)度足夠。22. 某傳動(dòng)軸，轉(zhuǎn)速n=300 r/min，輪1為主動(dòng)輪，輸入功率P1=50kW，輪2、輪3與輪4為從動(dòng)輪，輸出功率分別為P2=10kW，P3=P

10、4=20kW。 （1）試求軸內(nèi)的最大扭矩； （2）若將輪1與輪3的位置對(duì)調(diào)，試分析對(duì)軸的受力是否有利。 解：輪1、2、3、4作用在軸上扭力矩分別為軸內(nèi)的最大扭矩若將輪1與輪3的位置對(duì)調(diào)，則最大扭矩變?yōu)?最大扭矩變小，當(dāng)然對(duì)軸的受力有利。23. 圖示圓截面桿，兩端承受一對(duì)方向相反、力偶矩矢量沿軸線且大小均為M的力偶作用。試問(wèn)在桿件的任一橫截面m-m上存在何種內(nèi)力分量，并確定其大小。 解：從橫截面m-m將桿切開(kāi)，橫截面上存在沿軸線的內(nèi)力偶矩分量Mx，即扭矩，其大小等于M。 24. 一傳動(dòng)軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速 ，軸上裝有五個(gè)輪子，主動(dòng)輪輸入的功率為60kW，從動(dòng)輪，依次輸出18kW，12kW,22kW

11、和8kW。求各軸的輸出轉(zhuǎn)矩。解： kN kN kN kN 25. 實(shí)心圓軸的直徑 mm，長(zhǎng) m，其兩端所受外力偶矩 ，材料的切變模量 。試求：（1）最大切應(yīng)力；（2）圖示截面上A，B，C三點(diǎn)處切應(yīng)力的數(shù)值及方向；（3）C點(diǎn)處的切應(yīng)變。解：（1）最大切應(yīng)力。式中，。故：（2）求截面上A、B、C三點(diǎn)處切應(yīng)力的數(shù)值及方向 ， 由橫截面上切應(yīng)力分布規(guī)律可知：， A、B、C三點(diǎn)的切應(yīng)力方向如圖所示。（3）計(jì)算C點(diǎn)處的切應(yīng)變 26. 圖示矩形截面直桿，右端固定，左端在桿的對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)作用有集中力偶，數(shù)值為M。關(guān)于固定端處橫截面AA上的內(nèi)力分布，有四種答案，根據(jù)彈性體的特點(diǎn)，試分析哪一種答案比較合理。答案：C

12、27. 圖示帶缺口的直桿在兩端承受拉力FP作用。關(guān)于AA截面上的內(nèi)力分布，有四種答案，根據(jù)彈性體的特點(diǎn)，試判斷哪一種答案是合理的。答案： D 28. 軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力公式=適用于如下截面軸（ ） A.矩形截面軸 B.橢圓截面軸 C.圓形截面軸 D.任意形狀截面軸 答案：C29. 用同一材料制成的實(shí)心圓軸和空心圓軸，若長(zhǎng)度和橫截面面積均相同，則抗扭剛度較大的是哪個(gè)?（ ） A.實(shí)心圓軸 B.空心圓軸 C.兩者一樣 D.無(wú)法判斷 答案：B30. 矩形截面梁當(dāng)橫截面的高度增加一倍、寬度減小一半時(shí)，從正應(yīng)力強(qiáng)度考慮，該梁的承載能力的變化為（ ） A.不變 B.增大一倍 C.減小一半 D.增大三倍 答案：B31. 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。答案： 正32. 梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為（ ）。答案：拋物線。33. 偏心壓縮為（ ）的組合變形。答案：軸向壓縮與彎曲34. 柔索的約束反力沿（ ）離開(kāi)物體。答案：柔索軸線35. 構(gòu)件保持（ ）的能力稱(chēng)為穩(wěn)定性。答案：原有平衡狀態(tài)36. 力對(duì)軸之矩在（ ）情況下為零。答案：力與軸相交或平行37. 梁的中性層與橫截面的交線稱(chēng)為（ ）。答案：中性軸38. 階梯桿受力如圖所示，設(shè)