材料力學(xué)習(xí)題集

1、材料力學(xué)習(xí)題集,精 品 課 程 資 料,第一章:緒論,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（ ）。,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，除非有特別提示，一般將材料看成由（ ）、（ ）、（ ）的介質(zhì)組成。,答案：,答案：,強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。,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

2、案：,拉伸或壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲。,二、計算,1. 試求下列桿件中指定截面上內(nèi)力分量，并指出相應(yīng)的變形形式。,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（ ）。,答案：,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)力不能超過此應(yīng)力，超過此應(yīng)力時稱為（ ）。,答案：,許用應(yīng)力 ，失效 。,3.金屬拉伸標(biāo)準(zhǔn)試件有（ ）和（）兩種。,答案：,圓柱形，平板形 。,.在低碳鋼拉伸曲線中，其變形破壞全過程可分為（）個變形階段，它們依次是 （）、（）、（）、和（）。,

3、答案：,四，彈性、屈服、強(qiáng)化和頸縮、斷裂。,.用塑性材料的低碳鋼標(biāo)準(zhǔn)試件在做拉伸實(shí)驗(yàn)過程中，將會出現(xiàn)四個重要的極限應(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)力只作微小波動而變形迅速增加時的應(yīng)力為（ ）；材料達(dá)到所能承受的最大載荷時的應(yīng)力為（ ）。,答案：,比例極限、彈性極限、屈服極限、強(qiáng)度極限。,6.通過低碳鋼拉伸破壞試驗(yàn)可測定強(qiáng)度指標(biāo)（ ）和（ ）；塑性指標(biāo)（ ）和（ ）。,答案：,屈服極限，強(qiáng)度極限 ；伸長率，斷面收縮率。,7.功能守恒原理是指對于始終處于靜力平衡狀態(tài)的物體，緩慢施加的外力對變形體所做的外功W可近似認(rèn)為全部轉(zhuǎn)化為物體

4、的變形能U，即（ ）。,答案：,W=U,8.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，單憑平衡條件不能確定全部未知力，相對靜定結(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。,答案：,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，對應(yīng)力集中不敏感； （B）相同拉力作用下變形?。?（C）斷裂前幾乎沒有塑性變形； （D）應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系嚴(yán)格遵循胡克定律。,答案：,C,2. 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（ ）

5、；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，C,3.兩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：,C,三、判斷題,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：,答案：,答案：,4.任何溫度改變都會在結(jié)構(gòu)中引起應(yīng)變與應(yīng)力。 （ ）,5.對于拉伸曲線上沒有屈服平臺的合金塑性材料，工程上規(guī)定 作為名義屈服極限，此時相對應(yīng)的應(yīng)變量為 （ ）,四、計算,1.礦井起重機(jī)鋼繩

6、如圖（a）所示，AB段截面積 BC段截面積 鋼繩的單位體積重量 長度 起吊重物的重量 求：1）鋼繩內(nèi)的最大應(yīng)力；2）作軸力圖。,解：1）在可能危險的1段B面，2段C面截開（圖b），有,所以,2）作軸力圖,取1-1截面（AB段，見圖（b）,取2-2截面（BC段）,由式（a）,由式（b）,在圖(c)所示 坐標(biāo)下,由式(a)、(b)知 隨 呈直線變化。由三個控制面上控制值 畫出由兩段斜直線構(gòu)成的軸力圖。見下圖,2.某車間一自制桅桿式起重機(jī)的簡圖如圖(a)。已知起重桿（桿1）為鋼管，外徑D=400mm，內(nèi)徑d=20mm，許用應(yīng)力 鋼絲繩2的橫截面積 ，許用應(yīng)力 若最大起重量P=55kN，試校核此起重機(jī)

7、的強(qiáng)度是否安全。,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,3.圖（a）所示結(jié)構(gòu)中，桿1材料為碳鋼，橫截面面積為 ，許用應(yīng)力 ；桿2材料為銅合金，橫截面積 ，許用應(yīng)力 ，試求此結(jié)構(gòu)許可載荷 。,解: 1)結(jié)構(gòu)中各桿應(yīng)滿足平衡條件,對節(jié)點(diǎn)C取圖(b)所示研究對象，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,4. 圖示桿件由兩種材料在I-I斜面上用粘結(jié)劑粘結(jié)而成。已知桿件橫截面面積 ，根據(jù)粘結(jié)劑強(qiáng)度指標(biāo)要求粘結(jié)面上拉應(yīng)力不超過 ，剪應(yīng)力不超過 ，若

8、要求粘結(jié)面上正應(yīng)力與剪應(yīng)力同時達(dá)到各自容許值，試給定粘結(jié)面的傾角a并確定其容許軸向拉伸載荷P。,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)所示簡單桁架由AC桿、BC桿組成，桿的橫截面積為A，長度為 。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）對非線性彈性材料,同1），結(jié)果仍為式

9、（a）,(1) 求桿的軸力,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,1.空心圓軸外徑為D，內(nèi)徑為d=D/2，兩端受扭轉(zhuǎn)力偶 作用，則其橫截面上剪應(yīng)力呈（ ）分布， （ ），,2.圓截面桿扭轉(zhuǎn)時，其變形特點(diǎn)是變形過程中橫截面始終保持（ ），即符合（ ）假設(shè)。非圓截面桿扭轉(zhuǎn)時，其變形特點(diǎn)是變形過程中橫截面發(fā)生（ ），即不符合（ ）假設(shè)。,答案：,答案：,3.圖（a）、圖（b）所示兩圓軸的材料、長度相同，扭轉(zhuǎn)時兩軸表面上各點(diǎn)的剪應(yīng)力相同 ，此時作用于兩端的扭轉(zhuǎn)力偶之比,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（ ）

10、。,答案：,答案：,二、選擇,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判斷題,答案：,答案：,答案：,答案：,答案：,四、計算題,解:1)求I-I截面上的扭距,解:由鋼管外徑與壁厚可知,5. 如圖(a)所示，實(shí)心軸和空心軸通過牙式離合器連接在一起。已知軸的轉(zhuǎn)速n100r/min，傳遞的功率P 7.5kW，材料的許用切應(yīng)力 。試選擇實(shí)心軸的直徑d1和內(nèi)外徑比值為0.5的實(shí)心軸的外徑D2。,第四章:彎曲內(nèi)力與強(qiáng)度問題,一、填空,答案：,答案：,答案：,答案：,二、選擇題,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判斷題,答案：,答案：,答案：,答案：,四、計算題,第五章:彎曲變形與靜不定問題,一、填空,答案：,答案：,答案：,答案：,二、選擇題,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判斷題,答案：,答案：,答案：,答案：,四、計算,對AB段,有,對BC段,有,第六章:應(yīng)力、應(yīng)變分析,一、填空,答案：,答案：,答案：,答案：,二、選擇題,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判斷題,答案：,答案：,答案：,答案：,四、計算,第七章:強(qiáng)度理論,一、填空,答案：,答案：,答案：,二、選擇題,答案：,答案：,答案：,答案：,答