习题(-材料力学部分).doc

一、填空题（请将答案填入划线内。）1、材料力学是研究构件 ， ， 计算的科学。2、构件在外力作用下，抵抗_的能力称为强度 , 抵抗_的能力称为刚度，保持_的能力称为稳定性 。3、在强度计算中，根据强度条件可以解决三方面的问题：即 、 、 和 。4、杆件变形的基本形式有、。5、研究杆件内力的基本方法是。6、材料的破坏通常分为两类，即和。7.杆件沿轴向方向伸长或缩短，这种变形形式称为 。8. 在低碳钢的拉伸试验中，材料的应力变化不大而变形显著增加的现象称为 。9.因截面形状尺寸突变而引起局部应力增大的现象，称为 。10、低碳钢拉伸图可以分为四个阶段，它们分别是 _阶段，_阶段，_阶段和 _ _阶段。11.扭转的变形特点是截面绕轴线发生相对 12.直杆受力后，杆件轴线由直线变为曲线，这种变形称为 。13、矩形截面杆最大的扭转剪应力发生在；最大的弯曲剪应力发生在。14、根据弯曲正应力强度条件，截面的合理程度由值决定。15.梁的弯矩方程对轴线坐标x的一阶导数等于_方程。16、描述梁变形通常用和两个位移量。17.梁有三种类型，即， 、 和 18、单元体内切应力等于零的平面称为 ，该平面上的应力称为 19.由构件内一点处切取的单元体中，正应力最大的面与切应力最大的面夹角为_度。20、构件某点应力状态如右图所示，则该点的主应力分别为。21.横力弯曲时，矩形截面梁横截面中性轴上各点处于_应力状态。22.圆轴弯扭组合变形时，除轴心外，各点处的三个主应力1，2，3中，等于零的主应力是_。23、压杆的柔度，综合反映了影响压杆稳定性的因素有、。24、交变应力作用下，影响构件疲劳极限的主要因素有：构件 的影响，构件 的影响及构件_的影响。25. 对称循环交变应力的应力循环特性r等于_。26、简支梁承受集中载荷如图所示，则梁内C点处最大正应力等于 。27、如图所示两梁的材料和截面相同，则两梁的最大挠度之比 。28、受力构件内的一点应力状态如图所示，其最小主应力等于 。29、如图所示，两梁的几何尺寸相同：（b）最大弯矩是（a）梁的 倍。30、图示杆的抗拉（压）刚度为EA，杆长为2l ，则杆总伸长量l =_ ，杆内纵向最大线应变max=_ 。二、选择题（请将答案的序号填入划线内。）1、杆件的强度、刚度和稳定性。（A）只与材料的力学性质有关；（B）只与构件的形状尺寸有关；（C）与二者都有关；（D）与二者都无关。2. 轴向拉伸或压缩时，直杆横截面上的内力称为轴力，表示为（ ）A. B. FS C. D.3.假设变形固体在其整个体积内毫无间隙地充满了物质，且各处的材料( )都相同，这就是均匀连续性假设。A.强度 B.硬度 C. 力学性能 D. 塑性4、（ ）的横截面是轴向拉压杆件的危险截面。（A）轴力最大； （B）正应力最大；（C）面积最小； （D）位移最大。5、进入屈服阶段后，材料发生变形。（A）弹性；（B）线弹性；（C）塑性；（D）弹塑性。6、工程上通常把延伸率的材料称为脆性材料。（A）5%；（B）5%；（D）0.5%7. 材料的塑性指标有（ ）A. b和 B. S和C. U和 D. 和8.低碳钢的极限应力是( ) A.e B.p C.s D.b9、低碳钢试件扭转破坏是。（A）沿横截面拉断；（B）沿45度螺旋面拉断；（C）沿横截面剪断；（D）沿45度螺旋面剪断；10.铸铁圆轴受扭转破坏时是（ ）A.在与轴线成45o 倾角的螺旋面上断裂，是由于最大拉应力过大引起的。B.在与轴线成45o 倾角的螺旋面上断裂，是由于最大剪应力过大引起的。C.沿横截面上断裂，是由于最大拉应力过大引起的。D.沿横截面上断裂，是由于最大剪应力过大引起的。11. 插销穿过水平放置的平板上的圆孔（如右图），在其下端受有拉力P。则插销的剪切面面积和挤压面面积分别等于（ ）A. ；B. C. ； D. 12.图示拉杆用四个直径都为d 的铆钉固定在连接板上，拉力为P ，各铆钉的受力相同，则铆钉的剪切强度条件为（ ）A、 B、 C、 D、13.在剪切实用计算中，假定切应力在剪切面上是_分布的。14.挤压强度条件是，挤压应力不得超过材料的( ) A.许用挤压应力 B.极限挤压应力C.最大挤压应力 D.破坏挤压应力15、直径为D的实心圆轴两端受扭转力矩作用，轴内最大剪应力为，若轴的直径改为D2，则轴内的最大剪应力变为。（A）2;（B）4;（C）8;（D）16.16.空心圆轴，其内外径之比为，扭转时轴内最大剪应力为，这时横截面上内边缘的剪应力为（ ）。A.0 B. C. D.17.影响圆轴扭转角大小的因素是( ) A.扭矩、材料、轴长 B.扭矩、轴长、抗扭刚度C.扭矩、材料、截面尺寸 D.扭矩、轴长、截面尺寸18、简支梁跨长为L，中截面上受集中力P作用，若将P改为QPL的均布力，则梁内最大弯矩M和最大剪力V的变化情况是。（A）M减小，V不变；（B）二者都不变；（C）V减小，M不变；（D）二者都减小；19、高度等于宽度两倍的矩形截面梁，在载荷作用下发生平面弯曲，若将竖放改为平放，其它条件不变，则梁的强度。（A）提高到原来的2倍；（B）提高到原来的4倍；（C）降低到原来的12；（D）降低到原来的1420、在等值梁的最大弯矩所在附近，局部加大横截面尺寸。（A）仅对提高梁的强度是有效的；（B）仅对提高梁的刚度是有效的；（C）对提高梁的强度和刚度都有效；（D）对提高梁的刚度和强度都无效；21.关于梁中内力变化规律，下列（ ）说法是正确的。A.集中外力作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值也有突变。B.集中外力作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值无突变。C.集中外力偶作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值也有突变。D.集中外力偶作用的横截面，剪力Q值无突变，弯矩M值也无突变。22.从弯曲强度的角度考虑，梁横截面合理设计的原则是（ ） A.采用与中心轴对称的截面。B.采用实心截面。C.采用抗弯截面模量与截面积之比尽可能大的截面。D.将尽可能多的材料放置在中心轴附近。23.一铸铁简支梁受力如图所示，当其横截面分别按图示（a）、（b）两种情况放置，则梁的（ ）。A.强度相同，刚度不同 B.强度不同，刚度相同24. 某机轴材料为45号钢，工作时发生弯扭组合变形，对其进行强度计算时，宜采用( )强度理论。A. 第一或第二 B. 第二或第三 C. 第三或第四 D. 第四或第一25.对称循环交变应力的应力循环特性r等于( ) A.-1 B.0 C.0.5 D.1C.强度、刚度均相同 D.强度、刚度均不相26.斜弯曲实质上是 ( ) 的组合变形。 A 两个平面弯曲 B. 轴向拉伸（压缩）与平面弯曲C.轴向拉伸（压缩）与剪切 D. 平面弯曲与扭转27、图示杆件的拉压刚度为EA，在外力作用下，其变形能U的表达式为（ ）PablP(A) P2l/2EA- P2b/2EA(B) P2a/2EA+ P2b/2EA(C) P2l/2EA+ P2b/2EA(D) P2a/2EA 28、图中所示四个单元体中标示正确的是（ ）。（图中应力单位为MPa）(A)(B)29.下列不属于组合变形的是( )。A.拉伸与压缩 B.扭转与弯曲 C.拉伸与弯曲 D.扭转与剪切(D)(C)30、对于细长压杆来说，杆端的约束越强，则（ ）。（A）长度系数越小，临界载荷越大； （B）长度系数越大，临界载荷越大；（C）长度系数越小，临界载荷越小； （D）长度系数越大，临界载荷越小。31.疲劳失效的特点如下，试分析哪个答案是错误的（ ）。A.疲劳极限高于静强度极限。B.疲劳失效呈现脆性断裂。C.在交变应力作用下，需经过一定的应力循环才发生破坏。D.破坏断口上，通常出现两个区域：光滑区和粗糙区。32.材料力学中下列正确的陈述应为（ ）：（1） 杆的简单拉伸其拉力必须与杆的轴线重合（2） 杆的简单压缩可适用于大柔度杆件（3） 杆件剪切应力计算公式基于剪应力在受剪截面上均匀分布的假设（4） 杆件的扭转计算公式适用于矩形截面杆A.（1），（3） B.（2），（3）C.（3），4. D.（1），（2）33、从构件某点取出的原始单元体为如图所示的纯剪切应力状态，则用第三强度理论建立的强度条件为（ ）。A. B. (1+) C. 2 D. 3 34、 研究超静定问题的一般方法是（ ）A. 静力平衡。B. 节点法或截面法。C. 综合考虑几何方程、物理方程和静力平衡方程三方面因素。D. 虎克定律。35、 作刚架内力图规定，弯矩图画在杆件的（ ） 。A上边一侧 B右边一侧 C受拉一侧 D受压一侧36、细长杆AB受轴向压力P作用，如图示。设杆的临界力为Plj，则下列结论中 是正确的。 A. 仅当PPlj时，杆AB的轴线才保持直线，杆件只产生压缩变形；B. 当PPlj时，杆AB的轴线仍保持直线，杆件不出现弯曲变形；C. 当PPlj时，杆AB不可能保持平衡；D. 为保证杆AB处于稳定平衡状态，应使P=Plj。三、分析简答题1.低碳钢拉伸过程有哪几个阶段？写出主要性能指标。在图示低碳钢和铸铁拉伸试验的“应力应变”图上，注明材料的强度指标(名称和代表符号)，并由图判断：_是脆性材料，_是塑性材料。2试写出图示结构的剪切面面积和挤压面积3若将圆形截面杆的直径增加一倍，试问杆的抗拉刚度、抗扭刚度和抗弯刚度各增加多少倍？4. 结合工程实际，试简述提高梁弯曲强度的主要措施。5.已知梁ABC的抗弯刚度为常数，受力如图所示。（1）试画出梁的弯矩图（2）写出梁的位移边界条件和连续光滑条件（3）根据梁的弯矩和支承条件，画出挠曲轴的大致形状6、图示圆截面悬臂梁,受力如图示.（1）试指出危险截面和危险点的位置？（2）并画出危险点应力状态单元体. 7试用单元体表示图示圆截面杆表面点的应力状态，已知杆的直径为。8.图示矩形截面悬臂梁,在B截面上分别受水平力P及铅垂力P的作用，试指出危险截面和危险点的位置？9在设计图示细长压杆时，有正方形和圆形两种截面可供选择，它们的面积相同。试判断哪种截面的稳定性好？10.压杆分为哪三种类型?适用欧拉公式与直线经验公式计算的各为哪一种压杆?11、写出图示悬臂梁自由端B的挠度表达式。12、 用积分法求图示梁的转角和挠度时，应分几段积分?出现几个积分常数?写出确定这些积分常数的边界条件及连续性条件。13、 图示钢桁架中各杆的横截面及材料相同，在节点A承受竖直向下的集中力P。若力的方向改为向上，其它条件不变，则结构的稳定性将会增加还是降低？ 14、画出图示阶梯形圆轴的扭矩图，用图中m和d写出圆轴最大剪应力的计算式，并指出其作用点位置。15、微体各面的应力如图所示，试求主应力的大小和最大切应力。40MPa20MPa30MPa五、计算题1. 阶梯状直杆受力如图所示，已知AB段横截面面积AAB800mm2，BD段的横截面面积ABD1200mm2，材料的弹性模量E200Gpa。试求整个杆的总变形量。 CGBDA1A2Pxl2、CG为刚体，BC为铜杆，DG为钢杆，两杆的横截面面积分别为A1和A2 ,长度分别为l1和l2，弹性模量分别为E1和E2。如要求CG杆始终保持水平位置，试求x3、某传动轴如图示，齿轮2为主动轮，齿轮1消耗功率为 1.5KW，齿轮3消耗的功率为5.8KW，轴的转速为230转/分，材料为A3号钢，G=80GPa, =1.5 0 /m 。试设计轴的直径。M1M2M34、矩形截面悬臂梁如图所示，已知，。试确定此梁横截面的尺寸。 BA(a)zy1=157.5 y2C302002001m 3m15kN 30kN5、铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示，C为T形截面的形心，惯性矩Iz=6031104mm4，材料的许用拉应力，许用压应力，试校核梁的强度。y306. 简支梁如图所示，l=2m，a=0.2m,截面为圆形， d= 150 mm,梁上的载荷F=200kN。材料的许用应力为=160MPa，=100MPa。试校核该梁的强度FFaa BAld7、如右图所示矩形截面外伸梁，在外伸端A、D处分别作用集中力F。已知材料的许用应力120Mpa，b30mm，h60mm，试求梁的最大许用载荷F。 8、图示结构中，梁为16号工字钢；拉杆的截面为圆形，d=10mm。两者均为A3钢，E=200GPa。试求梁及拉杆内的最大正应力。（附16号工字钢：，）4mq=10kN/m5m9、薄壁圆筒扭转-拉伸试验的示意图如图所示，若；，且，试求圆筒上A点在指定斜截面上的应力。dlPmmPmPdPdz题22-11图）10、图示圆截面悬臂梁，已知P4KN，M2KNm，L=1m，d=80mm，材料=170MPa，不计弯曲剪应力，试按第三强度理论对梁作强度校核。11. 边长为0.1m的铜立方块，无间隙地放入变形可略去不计的刚性凹槽中（图（a）。已知铜的弹性模量E=100GPa，泊松比=0.34。当铜块受到了F=300kN的均匀压力作用时，试求铜块的三个主应力的大小。12图示矩形截面拉杆受偏心拉力F作用，用电测法测得该杆表面A、B两点的轴向线应变分别为和。试证明偏心距。nmmnMABCDp 13如图所示圆筒形薄壁容器(壁厚t远小于直径D)，受到流体内压力的作用。试求筒壁外表面任一点M处的最大正应力和最大剪应力 。14、 图示结构，梁AB和杆CD是同种材料制成，已知许用应力为=160Mpa，CD杆的直径d=20mm，AB梁的截面为70*120mm2的矩形，试求许可荷载P的值。15、 所示外伸梁为等截面