材料力學(xué)習(xí)題冊1-14概念答案

材料力學(xué)習(xí)題冊1-14概念答案第一章緒論一、是非判斷題1.1材料力學(xué)的研究方法與理論力學(xué)的研究方法完全相同。(×)1.2內(nèi)力只作用在桿件截面的形心處。(×)1.3桿件某截面上的內(nèi)力是該截面上應(yīng)力的代數(shù)和。(×)合變1.4確定截面內(nèi)力的截面法，適用于不論等截面或變截面、直桿或曲桿、基本變形或組形、橫截面或任意截面的普遍情況。(∨)1.5根據(jù)各向同性假設(shè)，可認(rèn)為材料的彈性常數(shù)在各方向都相同。(∨)1.6根據(jù)均勻性假設(shè)，可認(rèn)為構(gòu)件的彈性常數(shù)在各點(diǎn)處都相同。(∨)1.7同一截面上正應(yīng)力ζ與切應(yīng)力η必相互垂直。(∨)1.8同一截面上各點(diǎn)的正應(yīng)力ζ必定大小相等，方向相同。(×)1.9同一截面上各點(diǎn)的切應(yīng)力η必相互平行。(×)1.10應(yīng)變分為正應(yīng)變ε和切應(yīng)變γ。(∨)1.11應(yīng)變?yōu)闊o量綱量。(∨)1.12若物體各部分均無變形，則物體內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)變均為零。(∨)。(×)1.13若物體內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)變均為零，則物體無位移1.14平衡狀態(tài)彈性體的任意部分的內(nèi)力都與外力保持平衡。(∨)1.15題1.15圖所示結(jié)構(gòu)中，AD桿發(fā)生的變形為彎曲與壓縮的組合變形。(∨)1.16題1.16圖所示結(jié)構(gòu)中，AB桿將發(fā)生彎曲與壓縮的組合變形。(×)FFABACBCDD題1.16圖題1.15圖二、填空題桿件變形1.1材料力學(xué)主要研究受力后發(fā)生的，以及由此產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)變的。線外力的合力作用線通過桿軸1.2拉伸或壓縮的受力特征是，變形特征是。1沿桿軸線伸長或縮短受一對等值，反向，作用線距離很近的力的作用1.3剪切的受力特征是，變形特征沿剪切面發(fā)生相對錯動是。外力偶作用面垂直桿軸線1.4扭轉(zhuǎn)的受力特征是，變形特征任意二橫截面發(fā)生繞桿軸線的相對轉(zhuǎn)動是。外力作用線垂直桿軸線，外力偶作用面通過桿軸線1.5彎曲的受力特征是，變形特梁軸線由直線變?yōu)榍€征是。1.6組合受力與變形是指包含兩種或兩種以上基本變形的組合。強(qiáng)度剛度穩(wěn)定性1.7構(gòu)件的承載能力包括，和三個方面。強(qiáng)度剛度1.8所謂，是指材料或構(gòu)件抵抗破壞的能力。所謂，是指構(gòu)件抵抗變形的能力。所謂穩(wěn)定性，是指材料或構(gòu)件保持其原有平衡形式的能力。連續(xù)性均勻性各向同性1.9根據(jù)固體材料的性能作如下三個基本假設(shè)，，。1.10認(rèn)為固體在其整個幾何空間內(nèi)無間隙地充滿了組成該物體的物質(zhì)，這樣的假設(shè)稱連續(xù)性假設(shè)應(yīng)力應(yīng)變變形等為。根據(jù)這一假設(shè)構(gòu)件的、和就可以用坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)來表示。F13拉伸1.11填題1.11圖所示結(jié)構(gòu)中，桿1發(fā)生變形，桿2發(fā)生壓縮變形，桿3發(fā)生彎曲變形。21.12下圖(a)、(b)、(c)分別為構(gòu)件內(nèi)某點(diǎn)處取出的單元體，變形填題1.11圖2α后情況如虛線所示，則單元體(a)的切應(yīng)變γ＝；單元體α-β0(b)的切應(yīng)變γ＝；單元體(c)的切應(yīng)變γ＝。αβααααα＞β(a)(b)(c)三、選擇題1.1選題1.1圖所示直桿初始位置為ABC，P2ABCB’C’ED作用力P后移至AB’C’，但右半段BCDE的形狀不發(fā)生變化。試分析哪一種答案正確。1、AB、BC兩段都產(chǎn)生位移。2、AB、BC兩段都產(chǎn)生變形。正確答案是1。選題1.1圖1.2選題1.2圖所示等截面直桿在兩端作用有力偶，數(shù)值為M，力偶作用面與桿的對稱面一致。關(guān)于桿中點(diǎn)處截面A—A在桿變形后的位置（對于左端，由A’—A’表示；對于右端，由A”—A”表示），有四種答案，試判斷哪一種答案是正確的。正確答案是C。選題1.2圖1.3等截面直桿其支承和受力如圖所示。關(guān)于其軸線在變形后的位置（圖中虛線所示），有四種答案，根據(jù)彈性體的特點(diǎn)，試分析哪一種是合理的。正確答案是C。選題1.3圖第二章拉伸、壓縮與剪切3一、是非判斷題。(×)向一致2.1因?yàn)檩S力要按平衡條件求出，所以軸力的正負(fù)與坐標(biāo)軸的指2.2軸向拉壓桿的任意截面上都只有均勻分布的正應(yīng)力。(×)立的。(×)2.3強(qiáng)度條件是針對桿的危險截面而建2.4.位移是變形的量度。(×)2.5甲、乙兩桿幾何尺寸相同，軸向拉力相同，材料不同，則它們的應(yīng)力和變形均相同。(×)壁厚也2.6空心圓桿受軸向拉伸時，在彈性范圍內(nèi)，其外徑與壁厚的變形關(guān)系是外徑增大且同時增大。(×)2.7已知低碳鋼的ζp＝200MPa，E=200GPa，現(xiàn)測得試件上的應(yīng)變ε＝0.002，則其應(yīng)力能用胡克定律計算為：ζ＝Eε=200×103×0.002=400MPa。(×)2.9圖示三種情況下的軸力圖是不相同的。(×)FFFFFF鋼木鋼2.10圖示桿件受軸向力FN的作用，C、D、E為桿件AB的三個等分點(diǎn)。在桿件變形過程中，此三點(diǎn)的位移相等。(×)ACDEBF（×）。2.11對于塑性材料和脆性材料，在確定許用應(yīng)力時，有相同的考慮2.12連接件產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力與軸向壓桿產(chǎn)生的壓應(yīng)力是不相同的。（∨）二、填空題拉力為正，壓力為負(fù)2.1軸力的正負(fù)規(guī)定為。2.2受軸向拉伸或壓縮的直桿，其最大正應(yīng)力位于橫截面，計算公式截面，計算公式max(FNA)max為，最大切應(yīng)力位于45max2(FN2A)maxmax為。2.3拉壓桿強(qiáng)度條件中的不等號的物理意義是最大工作應(yīng)力σmax不超過許用應(yīng)力[σ]，強(qiáng)度條件主要解決三個方面的問題是（1）強(qiáng)度校核；（2）截面設(shè)荷。計；（3）確定許可載2.4軸向拉壓胡克定理的表示形式有2種，其應(yīng)用條件是σmax≤σp。42.5由于安全系數(shù)是一個__大于1_____數(shù)，因此許用應(yīng)力總是比極限應(yīng)力要___小___。2.6兩拉桿中，A1=A2=A；E1＝2E2；υ1＝2υ2；若ε1′＝ε2′（橫向應(yīng)變），則二桿軸力FN1_=__FN2。表現(xiàn)為彈性、屈服、強(qiáng)化、局部變形四2.7低碳鋼在拉伸過程中依次個階段，其特征點(diǎn)分別是σp，σe，σs，σb。2.8衡量材料的塑性性質(zhì)的主要指標(biāo)是延伸率δ、斷面收縮率ψ。。度2.9延伸率δ＝（L1－L）/L×100％中L1指的是拉斷后試件的標(biāo)距長是塑性材料：δ≥5%，脆性材料：δ<5%。2.10塑性材料與脆性材料的判別標(biāo)準(zhǔn)2，銷釘?shù)淖畲髷D壓應(yīng)力ζ2.11圖示銷釘連接中，2t2>t1，銷釘?shù)那袘?yīng)力η＝2F/πdbs=F/dt1。2.12螺栓受拉力F作用，尺寸如圖。若螺栓材料的拉伸許用應(yīng)力為[ζ]，許用切應(yīng)力為[η]，按拉伸與剪切等強(qiáng)度設(shè)計，螺栓桿直徑d與螺栓頭高度h的比值應(yīng)取d/h=4[τ]/[σ]。2.13木榫接頭尺寸如圖示，受軸向拉力F作用。接頭的剪切面積A=hb，切應(yīng)力η＝F/hb；擠壓面積Abs=cb，擠壓應(yīng)力ζbs=F/cb。2.14兩矩形截面木桿通過鋼連接器連接(如圖示)，在軸向力F作用下，木桿上下兩側(cè)的剪切Abs=2δb，擠壓應(yīng)力ζbs=F/2δb。面積A=2lb，切應(yīng)力η＝F/2lb；擠壓面積分2.15擠壓應(yīng)力與壓桿中的壓應(yīng)力有何不同擠壓應(yīng)力作用在構(gòu)件的外表面，一般不是均勻布；壓桿中的壓應(yīng)力作用在桿的橫截面上且均勻分布。2.16圖示兩鋼板鋼號相同，通過鉚釘連接，釘與板的鋼號不同。對鉚接頭的強(qiáng)度計算應(yīng)5包括：鉚釘?shù)募羟小D壓計算；鋼板的擠壓和拉伸強(qiáng)度計算。鋼板的拉伸強(qiáng)度計算若將釘?shù)呐帕杏桑╝）改為（b），上述計算中發(fā)生改變的是。對于（a）、（b）兩種排列，鉚接頭能承受較大拉力的是（a）。（建議畫板的軸力圖分析）F3FFF4F2（（））4三、選擇題2.1為提高某種鋼制拉（壓）桿件的剛度，有以下四種措施：(A)將桿件材料改為高強(qiáng)度合金鋼；(B)將桿件的表面進(jìn)行強(qiáng)化處理（如淬火等）；(C)增大桿件的橫截面面積；(D)將桿件橫截面改為合理的形狀。正確答案是C2.2甲、乙兩桿，幾何尺寸相同，軸向拉力F相同，材料不同，它們的應(yīng)力和變形有四種可能：（A）應(yīng)力和變形△l都相同；(B)應(yīng)力不同，變形△l相同；（C）應(yīng)力相同，變形△l不同；(D)應(yīng)力不同，變形△l不同。正確答案是C2.3長度和橫截面面積均相同的兩桿，一為鋼桿，另一為鋁桿，在相同的軸向拉力作用下，兩桿的應(yīng)力與變形有四種情況；（A）鋁桿的應(yīng)力和鋼桿相同，變形大于鋼桿；(B)鋁桿的應(yīng)力和鋼桿相同，變形小于鋼桿；（C）鋁桿的應(yīng)力和變形均大于鋼桿；(D)鋁桿的應(yīng)力和變形均小于鋼桿。∵Es>Ea正確答案是A2.4在彈性范圍內(nèi)尺寸相同的低碳鋼和鑄鐵拉伸試件，在同樣載荷作用下，低碳鋼試件的彈性變形為1，鑄鐵的彈性變形為2，則1與2的關(guān)系是；（A）1>2；（B）1<2；（C）1=2；（D）不能確定?！逧ms>Eci見P33，表2.2正確答案是B62.5等直桿在軸向拉伸或壓縮時，橫截面上正應(yīng)力均勻分布是根據(jù)何種條件得出的。（A）靜力平衡條件；（B）連續(xù)條件；（C）小變形假設(shè)；（D平面假設(shè)及材料均勻連續(xù)性假設(shè)。正確答案是D第三章扭轉(zhuǎn)一、是非判斷題3.1單元體上同時存在正應(yīng)力和切應(yīng)力時，切應(yīng)力互等定理不成立。（×）3.2空心圓軸的外徑為D、內(nèi)徑為d，其極慣性矩和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)分別為44D3d3DdIpt（×）,W323216163.3材料不同而截面和長度相同的二圓軸，在相同外力偶作用下，其扭矩圖、切應(yīng)力及相對7扭轉(zhuǎn)角都是相同的。（×）3.4連接件承受剪切時產(chǎn)生的切應(yīng)力與桿承受軸向拉伸時在斜截面上產(chǎn)生的切應(yīng)力是相同的。（×）二、填空題3.1圖示微元體，已知右側(cè)截面上存在與z方向成θ角的切應(yīng)力τ，試根據(jù)切應(yīng)力互等定理畫出另外五個面上的切應(yīng)力。z3.2試?yán)L出圓軸橫截面和縱截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力分布圖。MeTτoyxmaxmax填題3.2填題3.13.3保持扭矩不變，長度不變，圓軸的直徑增大一倍，則最大切應(yīng)力ηmax是原來的1/8倍，單位長度扭轉(zhuǎn)角是原來的1/16倍。3.4兩根不同材料制成的圓軸直徑和長度均相同，所受扭矩也相同，兩者的最大切應(yīng)力_________相等__，單位長度扭轉(zhuǎn)_不同__________。3.5公式T的適用范圍是等直圓軸；τmax≤τp。IP3.6對于實(shí)心軸和空心軸，如果二者的材料、長度及橫截面的面積相同，則它們的抗扭能力空心軸大于實(shí)心軸；抗拉（壓）能力相同。3.7當(dāng)軸傳遞的功率一定時，軸的轉(zhuǎn)速愈小，則軸受到的外力偶距愈__大__，當(dāng)外力偶距一定時，傳遞的功率愈大，則軸的轉(zhuǎn)速愈大。3.8兩根圓軸，一根為實(shí)心軸，直徑為D1，另一根為空心軸，內(nèi)徑為d2，外徑為D2，d，若兩軸承受的扭矩和最大切應(yīng)力均相同，則20.8D23-4.1084D＝。1D23.9等截面圓軸上裝有四個皮帶輪，合理安排應(yīng)為D、C輪位置對調(diào)。ABCDkN·m）（單位：0.20.20.61.083.10圖中T為橫截面上的扭矩，試畫出圖示各截面上的切應(yīng)力分布圖。TTT3.11由低碳鋼、木材和灰鑄鐵三種材料制成的扭轉(zhuǎn)圓軸試件，受扭后破壞現(xiàn)象呈現(xiàn)為：圖（b），扭角不大即沿45o螺旋面斷裂；圖（c），發(fā)生非常大的扭角后沿橫截面斷開；圖（d），表面出現(xiàn)縱向裂紋。據(jù)此判斷試件的材料為，圖（b）：灰鑄鐵；圖（c）：低碳鋼，圖（d）：木材。若將一支粉筆扭斷，其斷口形式應(yīng)同圖（b）.三、選擇題3.1圖示圓軸，已知GIp，當(dāng)m為何值時，自由端的扭轉(zhuǎn)角為零。（B）A.30N·m；30N·mmB.20N·m；C.15N·m；D.10N·m。AB2aaC3.2三根圓軸受扭，已知材料、直徑、扭矩均相同，而長度分別為L；2L；4L，則單位扭轉(zhuǎn)角θ必為D。A.第一根最大；B.第三根最大；C.第二根為第一和第三之和的一半；D.相同。3.3實(shí)心圓軸和空心圓軸，它們的橫截面面積均相同，受相同扭轉(zhuǎn)作用，則其最大切應(yīng)力是C。（Wt空（W）t）F1實(shí)9F2F2A.空實(shí)max；B.max空＝實(shí)max；C.max空實(shí)max；D.無法比較。max3.4一個內(nèi)外徑之比為α=d/D的空心圓軸，扭轉(zhuǎn)時橫截面上的最大切應(yīng)力為η，則內(nèi)圓周處的切應(yīng)力為B。3）η；D.（1－α4）η；A.η；B.α；ηC.（1－α3.5滿足平衡條件，但切應(yīng)力超過比例極限時，下列說法正確的是D。ABCD切應(yīng)力互等定理：成立不成立不成立成立剪切虎克定律：成立不成立成立不成立3.6在圓軸扭轉(zhuǎn)橫截面的應(yīng)力分析中，材料力學(xué)研究橫截面變形幾何關(guān)系時作出的假設(shè)是C。A．材料均勻性假設(shè)；B．應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系假設(shè)；C．平面假設(shè)。3.7圖示受扭圓軸，若直徑d不變；長度l不變，所受外力偶矩M不變，僅將材料由鋼變?yōu)殇X，則軸的最大切應(yīng)力（E），軸的強(qiáng)度（B），軸的扭轉(zhuǎn)角（C），軸的剛度（B）。A．提高B．降低C．增大D．減小E．不變SAGGSA第四章彎曲內(nèi)力一、是非判斷題4.1桿件整體平衡時局部不一定平衡。（×）4.2不論梁上作用的載荷如何，其上的內(nèi)力都按同一規(guī)律變化。（×）4.3任意橫截面上的剪力在數(shù)值上等于其右側(cè)梁段上所有荷載的代數(shù)和，向上的荷載在該截面產(chǎn)生正剪力，向下的荷載在該截面產(chǎn)生負(fù)剪力。（×）4.4若梁在某一段內(nèi)無載荷作用，則該段內(nèi)的彎矩圖必定是一直線段。（∨）4.5簡支梁及其載荷如圖所示，假想沿截面m－m將梁截分為二，若取梁的左段為研究對象，則該截面上的剪力和彎矩與q、M無關(guān)；若取梁的右段為研究對象，則該截面上的剪力和彎矩與F無關(guān)。（×）10二、填空題4.1外伸梁ABC承受一可移動的載荷如圖所示。設(shè)F、l均為已知，為減小梁的最大彎矩值則外伸段的合理長度a=l/5?！逨a=F(l-a)/44.2圖示三個簡支梁