材料力學(xué)題解

PAGEPAGE26材料力學(xué)習(xí)題集及解答一、填空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（）。強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。2.現(xiàn)代工程中常用的固體材料種類繁多，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。連續(xù)性、均勻性、各向同性。3.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。拉伸或壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲。解：各截面上內(nèi)力分量的方向從略，僅記大小。第二章:拉伸與壓縮一、填空1.軸力是指通過(guò)橫截面形心垂直于橫截面作用的內(nèi)力，而求軸力的基本方法是（）。截面法。2.工程構(gòu)件在實(shí)際工作環(huán)境下所能承受的應(yīng)力稱為（），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)稱為（）。許用應(yīng)力，失效。3.金屬拉伸標(biāo)準(zhǔn)試件有（）和（）兩種。圓柱形，平板形。４.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（）。四，彈性、屈服、強(qiáng)化和頸縮、斷裂。５.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（）。比例極限、彈性極限、屈服極限、強(qiáng)度極限。6.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（）。屈服極限，強(qiáng)度極限；伸長(zhǎng)率，斷面收縮率。7.功能守恒原理是指對(duì)于始終處于靜力平衡狀態(tài)的物體，緩慢施加的外力對(duì)變形體所做的外功W可近似認(rèn)為全部轉(zhuǎn)化為物體的變形能U，即（）。W=U8.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），稱它為（）。稱為（），這也是“多余”約束力或“多余”約束的數(shù)目。靜不定結(jié)構(gòu)，靜不定次數(shù)。二、選擇題1.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?。唬–）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。C2.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，C3.兩端固定的階梯桿如圖所示，橫截面面積，受軸向載荷P后，其軸力圖是（）。答案：2.圖示結(jié)構(gòu)由兩根尺寸完全相同的桿件組成。AC桿為銅合金，BC桿為低碳鋼桿，則此兩桿在力P作用下具有相同的拉應(yīng)力。（）答案：3.正應(yīng)變的定義為（）答案：4.任何溫度改變都會(huì)在結(jié)構(gòu)中引起應(yīng)變與應(yīng)力。（）答案：5.對(duì)于拉伸曲線上沒(méi)有屈服平臺(tái)的合金塑性材料，工程上規(guī)定作為名義屈服極限，此時(shí)相對(duì)應(yīng)的應(yīng)變量為（）答案：四、計(jì)算解：1）在可能危險(xiǎn)的1段B面，2段C面截開(kāi)（圖b），有所以：2）作軸力圖取1-1截面（AB段，見(jiàn)圖（b））取2-2截面（BC段）由式（a）NA=N(O)=P=12KNNB=N(L)=p+rA1L由式（b）在圖(c)所示NX坐標(biāo)下,由式(a)、(b)知N(X)隨X呈直線變化。由三個(gè)控制面上控制值畫出由兩段斜直線構(gòu)成的軸力圖。見(jiàn)下圖解：1）確定桿件受力根據(jù)圖（b）所示B鉸受力圖，在x-y坐標(biāo)下，由平衡條件解得2）校核各桿強(qiáng)度解:1)結(jié)構(gòu)中各桿應(yīng)滿足平衡條件對(duì)節(jié)點(diǎn)C取圖(b)所示研究對(duì)象，有由式（a）、(b)解得各桿軸力與外載的關(guān)系2）結(jié)構(gòu)中各桿應(yīng)滿足各自強(qiáng)度條件由式（e）、式(f)，有由式(f)、式（d），有解:根據(jù)軸向拉伸桿件斜截面上正應(yīng)力和剪力公式,各自的容許條件為式(b)除以式(a),得將此結(jié)果代入式(a),得可利用式(b)校核結(jié)果是否正確5.圖(a)所示簡(jiǎn)單桁架由AC桿、BC桿組成，桿的橫截面積為A，長(zhǎng)度為。試求節(jié)點(diǎn)C的鉛垂位移，已知：1）材料的彈性模量為E，在載荷P作用下處于線彈性范圍；2）材料在P作用下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為（圖（b）），其中n，B為已知材料常數(shù)。解:1)對(duì)線彈性材料(1)求桿的軸力（2）求桿的變形（3）求節(jié)點(diǎn)位移2）對(duì)非線性彈性材料(1)求桿的軸力：同1），結(jié)果仍為式（a）（2）由應(yīng)力求桿的變形，兩桿的正應(yīng)力均為3）求節(jié)點(diǎn)位移第三章:扭轉(zhuǎn)與剪切一、填空答案：2.圓截面桿扭轉(zhuǎn)時(shí)，其變形特點(diǎn)是變形過(guò)程中橫截面始終保持（），即符合（）假設(shè)。非圓截面桿扭轉(zhuǎn)時(shí)，其變形特點(diǎn)是變形過(guò)程中橫截面發(fā)生（），即不符合（）假設(shè)。答案：4.多邊形截面棱柱受扭轉(zhuǎn)力偶作用，根據(jù)（）定理可以證明其橫截面角點(diǎn)上的剪應(yīng)力為（）。二、選擇答案：C三、判斷題答案：正確答案：錯(cuò)誤答案：正確答案：錯(cuò)誤四、計(jì)算題解:1)求I-I截面上的扭距解:由鋼管外徑與壁厚可知第四章:彎曲內(nèi)力與強(qiáng)度問(wèn)題一、填空答案：以上至50頁(yè)答案：答案：答案：答案：二、選擇題第五章:彎曲變形與靜不定問(wèn)題一、填空答案：答案：答案：答案：答案：答案：以上至80頁(yè)答案：答案：二、選擇題答案：答案：答案：答案：答案：答案：三、判斷題答案：答案：答案：答案：答案：正確答案：答案：四、計(jì)算對(duì)AB段有：對(duì)BC段有：