工程力学习题册第五章 - 答案

1、一、填空题第五章拉伸与压缩1、轴向拉伸或压缩得受力特点就是作用于杆件两端得外力 大小相等与 方向相反,作用线与 杆件轴线重合_。其变形特点就是杆件沿_轴线方向伸长或缩短。其构件特点就是_等截面直杆_。2、图 51 所示各杆件中受拉伸得杆件有_AB、BC、AD、DC_,受压缩得杆件有_BE、BD。图 513、内力就是外力作用引起得,不同得 外力 引起不同得内力,轴向拉、压变形时得内力称为_轴力。剪切变形时得内力称为转变形时得内力称为 扭矩,弯曲变形时得内力称为 剪力与弯矩。 剪力,扭4、构件在外力作用下,_单位面积上_得内力称为应力。轴向拉、压时,由于应力与横截面 垂直_,故称为 正应力;计算公

2、式 FN/A_;单位就是 N/或 Pa。1MPa106_N/m2_1N/mm2。5、杆件受拉、压时得应力,在截面上就是 均匀分布得。6、正应力得正负号规定与 轴力相同, 拉伸_时得应力为 拉应力 ,符号为正。 压缩_时得应力为 压应力_,符号位负。7、为了消除杆件长度得影响,通常以_绝对变形_除以原长得到单位长度上得变形量,称为 相对变形_,又称为线应变,用符号 表示,其表达式就是 L/L。8、实验证明:在杆件轴力不超过某一限度时,杆得绝对变形与_轴力与 杆长成正比,而与 横截面面积成反比。9、胡克定律得两种数学表达式为 E 与 LFNLo/EA。E 称为材料得_弹性模量。它就是衡量材料抵抗_

3、弹性变形_能力得一个指标。10、实验时通常用 低碳钢代表塑性材料,用 灰铸铁代表脆性材料。11、应力变化不大,应变显著增大,从而产生明显得塑性变形得现象,称为 屈服。12、衡量材料强度得两个重要指标就是 屈服极限与 抗拉强度。13、采用退火得热处理方法可以消除冷作硬化现象。14、由于铸铁等脆性材料得抗拉强度很低,因此,不宜作为承拉零件得材料。15、工程上把材料丧失 工作能力时得应力称为危险应力或 极限应力,以符号 表示。对于塑性材料,危险应力为 s;对于脆性材料,危险应力为 Rm。16、材料得危险应力除以一个大于 1 得系数 n 作为材料得 许用应力_,它就是构件安全工作时允许承受得 最大应力

4、。用符号n 称为 安全系数。17、通常工程材料丧失工作能力得情况就是:塑性材料发生 屈服现象,脆性材料发生 断裂现象。18、构件得强度不够就是指其工作应力大于构件材料得许用应力。19、拉(压)杆强度条件可用于解决校核强度、 选择截面尺寸与确定许可载荷三类问题。二、判断题(正确得打“”,错误得打“”)1、轴向拉(压)时,杆件得内力必定与杆件得轴线重合。( )2、轴力就是因外力而产生得,故轴力就就是外力。( )3、拉、压变形时,求内力通常用截面法。( )4、使用截面法求得得杆件得轴力,与杆件截面积得大小无关。( )5、截面法表明,只要将受力构件切断,即可观察到断面上得内力。( )6、杆件得部位作用

5、着若干个轴向外力,从杆件得不同部位截开时求得得轴力都相同。 ( )7、正应力就是指垂直于杆件横截面得应力,它又分为正值正应力与负值正应力。( )8、应力方向垂直于杆轴线,应力表示了杆件所受内力得强弱程度。( )9、当杆件受拉伸时,绝对变形L 为负值。( )10、当杆件受压缩时,其线应变 为负值。( )11、两根材料不同、长度与截面积相同得文件,受相同轴向力作用,则:(1)两杆得内力相同。( )(2)两杆得应力相同。( )(3)两杆得绝对变形相同。( )(4)两杆得相对变形相同。( )(5)材料得许用应力相同。( )(6)两杆得强度相同。( )12、构件得工作应力可以与其极限应力相等。( )13

6、、设计构件时,须在节省材料得前提下尽量满足安全工作得要求。14、图 52 所示得 曲线上:( )(1)对应 a 点得应力称为比例极限。( )(2)对应 b 点得应力称为屈服极限。( )(3)对应 d 点得应力称为强化极限。( )R()图 52三、选择题(把正确答案得序号填入对应题号前得括号内)( C )1、图 53 中,真正符合拉杆受力特点得就是图。图 53( D )2、为研究构件得内力与应力,材料力学中广泛使用了法 。 A.几何B、解析C、投影D、截面( A、E)3、图 54 所示 AB 杆两端受大小为 F 得力得作用,则杆内截面上得内力大小为,杆内截面上得应力就是。A.FB、F/2C、0D

7、、拉应力E、压应力图 55图 54(B、D)4、图 55 所示 AB 杆受大小为 F 得力得作用,则杆内截面上得内力大小为。若杆件横截面积为 A,则杆内得应力值为。A.F/2B、FC、0D、 F/AE、 F/2A ( C )5、胡克定律表明,在材料得弹性变形范围内,应力与应变。A.相等B、互为倒数C、成正比D、成反比( B )6、在弹性变形范围内,拉杆抗拉刚度 EA 数值越大,杆件变形。A、越容易B、越不易C、越显著(B)7、A、B 两杆得材料、横截面积及所受得轴力相同,而 LA2LB,则 LA 与 LB 得关系就是 。A.LALBB、 LA2LBC、 LA(1/2)LB( C )8、A、B

8、两杆得材料、长度及所受轴向力均相同,而其横截面积得关系为 AA2AB,则绝对变形LA 与 LB 得关系就是。A.LALBB、 LA2LBC、 LA(1/2)LB(A)9、A、B 两杆得材料、长度及横截面积均相同,杆 A 所受轴力就是杆 B 所受轴力得两倍,则LA:LB。A、2B、 1/2C、1D、0( A、D )10、拉压胡克定律表达式就是与。A.LFNL/(EA)B、/EC.LEL/(FNA)D、 E/( B )11、低碳钢等塑性材料得极限应力就是材料得。A.许用应力B、屈服极限C、强度极限D、比例极限( A )12、构件得许用应力就是保证构件安全工作得。A.最高工作应力B、最低工作应力C、

9、平均工作应力( A )13、按照强度条件,构件危险截面上得工作应力不应超过材料得。A.许用应力B、极限应力C、破坏应力( A )14、拉(压)杆得危险截面必为全杆中得横截面。A.正应力最大B、面积最大C、轴力最大四、简答题1、 低碳钢试件从开始拉伸到断裂得整个过程中,经过哪几个阶段？有哪些变形现象？答:要经过四个阶段:(1)弹性变形阶段,产生弹性变形。(2)屈服阶段,产生塑性变形,试件出现 45条纹。(3)强化阶段,产生强化现象。(4)局部变形阶段,出现颈缩现象。2、 试述塑性材料与脆性材料得力学性能得主要区别。答:(1)塑性材料断裂前有显著得塑性变形,还有明显得屈服现象,而脆性材料在变形很小

10、时突然断裂,无屈服现象。(2)塑性材料拉伸与压缩时得比例极限、屈服极限与弹性模量均相同,因为塑性材料一般不允许达到屈服极限,所以它得抵抗拉伸与压缩得能力相同。脆性材料抵抗拉伸得能力远低于抵抗压缩得能力。3、 衡量脆性材料强度得指标就是什么？为什么？答:灰铸铁等一类脆性材料拉伸时得应力应变曲线无明显得直线阶段与屈服阶段,在应力不大得情况下就突然断裂,所以,抗拉强度 Rm 就是衡量脆性材料强度得唯一指标。4、 什么事安全系数？通常安全系数得取值范围就是如何规定得？答:为了保证构件安全工作,把危险应力 除以大于 1 得系数作为强度储备。此系数称为安全系数 n。塑性材料 ns1、52、0;脆性材料 n

11、b2、53、5。5、 安全系数能否小于或等于 1？它取得过大或过小会引起怎样得后果？答:为了保证强度储备与构件得安全工作,安全系数一定要大于 1。取得过大会造成材料得浪费;取得过小又不能满足强度要求。五、计算题1、试求图 56 所示杆件上制定截面内力得大小。a)b)图 56解:a)截面 11:截面 22由得:FN14F(压力)由得:FN23F+4F0FN2F(压力)b)截面 11由得:FN1F(压力)FN22F+ F0FN2F(拉力)FN3F(压力)2、在图 56 中,若杆件得横截面积 A 均为 1000mm2,F1KN。试求各指定截面得应力大小,并指出就是拉应力还就是压应力。解: (a)(b

12、)3、长 0、3m 得杆,横截面积为 300 mm2,受拉力 30000N 后伸长 0、2mm。试求改杆材料得弹性模量。解:4、试求图 57 所示构件指定截面上得应力。设各段截面得面积分别为 A1100 mm2,A2200 mm2,A3250 mm2。解:截面 11FN150kN同理FN250kN图 57FN350kN1FN1/ A150103/100500MPa(拉应力)2FN2/ A250103/200250MPa(拉应力)3FN3/ A350103/250200MPa(拉应力)5、 飞机操纵系统有一钢索,长度 L3m,承受拉力 F24kN,材料得弹性模量 E200GPa,钢索必须同时满足以下两个条件:(1)应力不超过 140MPa,(2)伸长量不超过 2mm。问此钢索得横截面面积至少应有