(2015更新版)材料力学网上作业题参考答案20151014

1、东北农业大学网络教育学院材料力学网上作业题（2015更新版）绪论一、名词解释1 .强度2.刚度3.稳定性4.变形5,杆件6.板或壳7.块体二、简答题2 .构件有哪些分类？3 .材料力学的研究对象是什么？4 .材料力学的任务是什么？5 .可变形固体有哪些基本假设？5,杆件变形有哪些基本形式？6 .杆件的几何基本特征？7,载荷的分类？8,设计构件时首先应考虑什么问题？设计过程中存在哪些矛盾？第一章轴向拉伸和压缩一、名词解释1.内力2.轴力3,应力4,应变5.正应力6,切应力7,伸长率8,断面收缩率9,许用应力10.轴 向拉伸11.冷作硬化二、简答题1,杆件轴向拉伸或压缩时，外力特点是什么？2,杆件

2、轴向拉伸或压缩时，变形特点是什么？3.截面法求解杆件内力时，有哪些步骤？4,内力与应力有什么区别？5,极限应力与许用应力有什么区别？6,变形与应变有什么区别？7,什么是名义屈服应力？8,低碳钢和铸铁在轴向拉伸时，有什么样的力学特性？9,强度计算时，一般有哪学步骤？10 .什么是胡克定律？11 .表示材料的强度指标有哪些？12 .表示材料的刚度指标有哪些？13 .什么是泊松比？14 .表示材料的塑性指标有哪些？15,拉压杆横截面正应力公式适用范围是什么？16,直杆轴向拉伸或压缩变形时，在推导横截面正应力公式时，进行什么假设？、计算题2.1.试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。试用截面法求下列各杆

3、指定截面的轴力。21N3.试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。34.2,3试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。5.6.试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。20 kL150 kN120 kN试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。7高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示，拉杆下端以连接楔与大钟连接，连接处拉杆的木It截面如图b所示;拉杆上端螺纹的小径 d = 175 mm。已知作用于拉杆上的静拉力F=850 kN ,试计算大钟拉杆横截面上的最大静应力。(a)(b)8 一桅杆起重机如图所示，起重杆 AB为一钢管，其外径 D = 20 mm ,内径d 18 mm；钢绳CB的横截面 面积为10 mm2。已知起重

4、量 F = 2 000 N ,试计算起重杆和钢丝绳横截面上的应力。2A=1000 mm ,9 一长为300 mm的钢杆，其受力情况如图所示。已知杆横截面面积 材料的弹性模量 E = 200 GPa,试求：AC、CD、DB各段横截面上的应力和纵向变形;(2) AB杆的总纵向变形。F=20 kN尸 =20 kN10 . 一圆截面阶梯杆受力如图所示，已知材料的弹性模量 E = 200 GPa,试求各段的横截面上应力和纵向应变。11 .如图所示结构的 AB杆为钢杆，其横截面面积Ai= 600 mm2,许用应力仃=140 MPa ; BC杆为木杆,横截面面积A2= 30000 mm2,许用压应力。阿=3

5、.5 MPa。试求最大许可载荷 F。第二章剪切一、名词解释1 .剪切2.剪力3.剪切面4.挤压面5.挤压应力6.挤压力二、简答题2 .切应力与正应力有何区别？3 .挤压面与计算挤压面是否相同？4 .挤压与压缩有什么区别？5 .连接件上的剪切面、挤压面与外力方向有什么关系？6 .构件连接部位应满足哪几方面的强度条件？如何分析连接件的强度？7 .挤压面为半圆柱面时，如何找挤压面？8 .在剪切问题中，挤压应力进行什么假设？三、计算题1. 一螺栓连接如图所示，已知 F=200 kN , 6=20 mm ,螺栓材料的许用切应力广=80 MPa ,试求螺栓的直径。2.销钉式安全离合器如图所示，允许传递的外

6、力偶矩M =0.3 kN m ,销钉材料的剪切强度极限 T b=360MPa,轴的直径 D = 30 mm ,为保证 M 300 N m时销钉被剪断，试求销钉的直径d。3.冲床的最大冲力为 400 kN,冲头材料的许用应力 MPa。试求在最大冲力作用下所能冲剪圆孔的最小直径仃=440 MPa,被冲剪钢板的剪切强度极限 b=360 d和钢板的最大厚度& 。4.已知图示挪接钢板的厚度 =10 mm,挪钉的直径为 d=17 mm，挪钉的许用切 应力7 = 140 MPa ,许用挤压应力灯bs=320 MPa , F=24 kN，试作强度校核。5.图示为测定剪切强度极限的试验装置。若已知低碳钢试件的直

7、径 kN,试问材料的剪切强度极限为多少？d=10 mm,剪断试件时的外力F=50.26.图示夹剪，销子 C的直径为6 mm,剪直径与销子直径相同的铜丝时，若力 F=200 N , a=30 mm , b=150 mm,求铜丝与销子横截面上的平均切应力。第三章扭转一、名词解释1.扭转2.扭矩3.扭转角4.剪切胡克定律 5.单位长度扭转角二、简答题1 .当单元体上同时存在切应力和正应力时，切应力互等定理是否仍然成立？2 .在切应力作用下，单元体将发生怎样的变形？3 .从强度方面考虑，空心圆截面轴为什么比实心圆截面轴合理？4 .从强度方面考虑，空心圆截面轴的壁厚是否愈薄愈好？5 .如何计算圆轴的扭转

8、角？其单位是什么？6 .圆轴扭转时，何谓抗扭刚度？7 .圆轴扭转时，横截面上的切应力如何分布？8 .圆轴扭转时，如何判断扭矩的正负号？T max是否相9 .直径d和长度l都相同，而材料不同的两根轴，在相同的扭矩作用下，它们的最大切应力 同？扭转角是否相同？为什么？10 .如图所示的两个传动轴，试问哪一种轮的布置对提高轴的承载能力有利？为什么？11, 一空心圆轴的截面如图所示，它的极惯性矩Ip和抗扭截面系数 Wp是否可以按下式计算?为什么?32d432二D3二d3Wt =W砂卜一叫内=一 1616三、计算题1 .试求图示各轴在指定横截面1-1 , 2-2和3-3上的扭矩，并在各截面上表示出扭矩的

9、转向。3 kN*m 5 kN-tn.23 2kN m32 .试求图示各轴在指定横截面 1-1 , 2-2和3-3上的扭矩，并在各截面上表示出扭矩的转向。6 kNtnkNm J / 2 1 KN,m 3雄宣02kNm 12 2 kN to 33.试绘出下列各轴的扭矩图，并求|T|maxM 3M 2M4.试绘出下列各轴的扭矩图，并求 |T|max3MM4M5 .试绘下列各轴的扭矩图，并求出 |T|max已知Ma = 200 N - m , Mb = 400 N - m, Mc=600N - m。6 .试绘下列各轴的扭矩图，并求出|T|max已知Ma = 200 N - m , Mb = 400 N

10、 - m,Mc=600N m。% Mc Mj7 . 一传动轴如图所示，已知 Ma = 1.3 N - m, Mb=3 N - m, Mc=1 N - m, Md=0.7 N m；各段轴的直径分 另1J为： dAB=50 mm , dBc=75mm , d cd=50 mm(1)画出扭矩图；(2)求1-1 ,2-2 ,3-3截面的最大切应力。8.图示的空心圆轴，外径 D = 80 mm,内径d = 62.5 mm ,承受扭矩 T =1 000 N m。(1)求max, min ；(2)绘出横截面上的切应力分布图；(3)求单位长度扭转角，已知 G= 80X 103MPa。T9 .已知变截面钢轴上的

11、外力偶矩Mb=1800 N - m , M c= 1200 N m,试求最大切应力和最大相对扭转角。已知 G= 80 x 103MPa。10 .一钢轴的转速 n= 240 r/min。传递功率 P = 44. 1 kw。已知丁 =40 MPa严=1()/m, G= 80 X 103MPa,试按强度和刚度条件计算轴的直径。11 .图示实心轴通过牙嵌离合器把功率传给空心轴。传递的功率P =7. 5 kW,轴的转速n=100 r/min ,试选择实心轴直径d和空心轴外径d2。已知d1/d2=0.5,7=40 MPa 。12 .船用推进器的轴，一段是实心的，直径为 280 mm,另一段是空心的，其内径

12、为外径的一半。在两段产 生相同的最大切应力的条件下，求空心部分轴的外径D。13 . 一传动轴传递功率 P=3kW ,转速n=27 r/min ,材料为45钢，许用切应力7=40MPa ,试计算轴的直径。14 . 一钢制传动轴，受扭矩 T=4 kN - m,材料的剪切弹性模量 G=80x10 3MPa,许用切应力7=40 MPa, 单位长度的许用扭转角中=1 ( 9m,试计算轴的直径。15 . T为圆杆横截面上的扭矩，试画出截面上与T对应的切应力分布图。第四章弯曲内力一、名词解释1.梁2.纵向对称面 3.对称弯曲4.剪力5.弯矩6.剪力方程7.弯矩方程、简答题1 .在集中力作用处，梁的剪力图和弯

13、矩图各有什么特点？2 .在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图各有什么特点?3 .在梁弯曲变形时，在剪力图中有什么意义？dx4.在梁弯曲变形时,dM在弯矩图中有什么意义?dx5 .梁弯曲变形时，载荷集度q、剪力和弯矩三者之间的微分关系是什么?6 .在梁弯曲变形时，横截面上有几种内力？如何规定正负号？7 .在梁弯曲变形时，用什么方法能快速求出横截面上的内力？8 .根据梁的支撑情况，在工程实际中常见的梁有几种形式？三、计算题1 .试求下列梁指定截面 1 1、2-2上的剪力Fs和弯矩Mo各截面无限趋近于梁上 C点。nwrijcC点。3.试求下列梁指定截面1 1、2-2上的剪力Fs和弯矩Mo 2-2截面

14、无限趋近于梁上A点。2 .试求下列梁指定截面1 1、2-2上的剪力Fs和弯矩Mo各截面无限趋近于梁上1 1、2 2上的剪力Fs和弯矩Mo各截面无限趋近于梁上C点。4.试求下列梁指定截面5.试求下列梁指定截面 1 1、2 2上的剪力Fs和弯矩Mo各截面无限趋近于梁上B点。1 2B C iiar- + A-*A点。6 .试求下列梁指定截面1 1、2-2上的剪力Fs和弯矩Mo各截面无限趋近于梁上此|Fs|max 和 Mmax。|Fs|max 和 |M|max。7 .试列出下列梁的剪力方程和弯矩方程，作剪力图和弯矩图，并求8 .试列出下列梁的剪力方程和弯矩方程，作剪力图和弯矩图，并求9 .试列出下列梁

15、的剪力方程和弯矩方程，作剪力图和弯矩图，并求|Fs|max和1M|max。10 .不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出|Fs|max和|M|max。尸=200 NAA/i50N.mV-d|Fs|max和 |M| max。13.不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出|Fs|max和 |M| max。14.不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出|Fs|max和 |M| max。11 .不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出g=10 kN/m务而,mSl12 .不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩

16、图，并求出|Fs|max和|M|max。15 .不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出|Fs|max和|M|max。R|max 和 Mmax。16 .不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出|Fs|max和 |M| max。17 .不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出q-2 kN/m18.不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出20.不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出|Fs|max和 Mmax。|Fs|max和 Mmax。|Fs|max和 |M| max。M=qaC21.不列剪力方程

17、和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出|Fs|max和 |M|max。q41 “ I |cHT-*4*-Tmax。22.不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出|Fs|max和|M|MFa IF4c|b.a，23 .不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出q F=q。44 111J J 11 112a24 .不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出|Fs|max和 M|Fs|max和 |M|max0max。第五章弯曲应力一、名词解释1.横力弯曲2.纯弯曲3.中性层4.中性轴5.抗弯截面系数 6.抗弯刚度二、简答题1 .惯性矩

18、和抗弯截面系数各表示什么特性？2 .惯性矩和抗弯截面系数有量纲吗？如果有，是什么？3 .梁的抗弯刚度EI具有什么物理意义？它与抗弯截面系数有什么区别？4 .什么时平行移轴公式？在应用时，注意什么？5 .在梁弯曲变形时，推导横截面正应力公式时，进行了哪些假设？6 .弯曲正应力公式适用范围是什么？7 .纯弯曲时推导的正应力公式适用于横力弯曲吗？8 .平面弯曲的条件是什么？9 .提高梁抗弯强度的措施有哪些？10 .梁具有如图所示形状的横截面，如在平面弯曲下，受正弯矩作用，试分别画出各横截面上的正应力沿 其高度的变化图。(鼻)(b)11 .如图所示梁，指明截面哪部分受拉，哪部分受压。三、计算题1. 一

19、矩形截面梁如图所示，试计算 I-I截面上A、B、C、D各点处的正应力，并指明是拉应力还是压应 力。2 .一外伸梁如图所示，梁为16a槽钢所制成，尺寸如下：槽钢上下高度h=63mm ,z轴距上边距离为 h=18mm , 抗弯截面模量Iz=73.3cm4的最大拉应力和最大压应力。F=3kN尸广6 kNA , fC Bt 16a0,8 m 0.8 m 0.8 m i-3 . 一矩形截面梁如图所示，已知F =2kN,横截面的高宽比h/b =3;材料为松木，其许用应力为仃=8MPa。试选择横截面的尺寸。4 . 一圆轴如图所示，其外伸部分为空心管状，试作弯矩图，并求轴内的最大正应力。5 . 一矿车车轴如图

20、所示。已知 a=0.6 m, F=5kN ,材料的许用应力。=80MPa ,试选择车轴轴径。6 . 一受均布载荷的外伸钢梁如图所示，已知 q=12kN/m ,材料的许用应力仃=160MPa。试选择此梁的工 字钢抗弯截面模量。川川I川川川川迎WWW2m7 .求以下各图形对形心轴 z的惯性矩。8 .求以下各图形对形心轴z的惯性矩。9 .铸铁T形截面梁如图所示。设材料的许用拉应力与许用压应力之比为仃t:仃c=1 : 3,试确定翼缘的合理宽度bo3010 .计算图形对Y的惯性矩。11 .当梁具有如图所示形状的横截面，计算各截面对中性轴z的惯性矩。12 .当梁具有如图所示形状的横截面，计算各截面对中性轴

21、z的惯性矩。第六章弯曲变形一、名词解释1 .梁的挠曲线 2.挠度3.转角4.叠加法5.静不定梁6.基本静定梁 7.多余约束二、简答题1,用什么量度量梁的变形？2 .梁的挠曲线有什么特点？3,梁弯曲变形时，如何规定梁挠度和转角的正负号？4 .在推导梁挠曲线方程时，为什么说是近似微分方程？5 .有哪些方法求解梁的变形？6 .在用积分法求解梁的变形时，如何求解积分常数？7 .在求解梁的变形时，叠加原理在什么条件下使用？8 .在设计时，一受弯的碳素钢轴刚度不够，为了提高刚度而改用优质合金钢是否合理？为什么?三、计算题1.用积分法求梁的转角方程、挠曲线方程以及B截面转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。C

22、截面转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。2.用积分法求梁的转角方程、挠曲线方程以及3.用积分法求梁的转角方程、挠曲线方程以及A、B截面的车t角和C截面的挠度。已知抗弯刚度 EI为常4.用积分法求梁的转角方程、挠曲线方程以及4AB 7A截面的转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。5 .用积分法梁的转角方程、挠曲线方程以及C截面的转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。6 .用积分法梁的转角方程、挠曲线方程以及A、B截面的转角。已知抗弯刚度EI为常数。7 .用叠加法求梁B截面的挠度和转角。已知梁的抗弯刚度EI为常数。8 .用叠加法求梁 A截面的挠度和转角。已知梁的抗弯刚度EI为常数。jmuiiulwwr

23、i_ / . T1一一 下一9 .用叠加法求梁B截面的车t角和C截面的挠度。已知梁的抗弯刚度EI为常数。10 .用叠加法求梁C截面的挠度和转角。已知梁的抗弯刚度EI为常数。F=qa ?11 .用叠加法求梁 A截面的车t角和 C截面的挠度。已知梁的抗弯刚度 EI为常数。亨g婀口而山川唠12 .已知梁的抗弯刚度 EI为常数。试求梁的支座反力。哈 弟r* I- / 第七章压杆稳定一、名词解释1 .稳定性2.失稳3.临界压力4.临界应力5.柔度6.惯性半径二、简答题2 .构件的强度、刚度、稳定性有什么区别？3 .为什么直杆受轴向压力作用有失稳问题，而受轴向拉力作用就无失稳问题？4 .对于两端钱支，由

24、Q235钢制的圆截面杆，问杆长 l与直径d的比值应满足什么条件，才能应用欧拉公 式？5 .欧拉公式的适用范围是什么？6 .计算临界力时，如对中柔度杆误用欧拉公式， 或对大柔度杆误用直线公式，将使计算结果比实际情况偏 大还是偏小？7 .压杆的临界力与临界应力有何区别与联系？是否临界应力愈大的压杆，其稳定性也愈好？8 .压杆的柔度反映了什么？三、计算题1 .图示的细长压杆均为圆截面杆，其直径 d均相同，材料是 Q235钢，E=210GPa。其中：图a为两端钱 支；图b为一端固定，另一端钱支；图 c为两端固定。试判别哪一种情形的临界力最大，哪种其次，哪种 最小？若圆杆直径d=160 mm,试求最大的

25、临界力 Fcr。F2 .图示压杆的材料为 Q235钢，PP = 200Mpa , E = 210GPa,在正视图a的平面内，两端为钱支，在 俯视图b的平面内，两端认为固定。试求此杆的临界力。产O产仙-x I ,1 :丁一二 三至J - ATB L口1-8)3 .图示的细长压杆为圆杆，其直径为 d=16cm,材料为Q235钢，E=210Gpa,两端为光滑较支，试求最大 临界力Pcr。4 .二根细长杆如图所示(a) , (b)。EI相同，求二者的临界压力之比。f b)材料力学网上作业题参考答案绪论一、名词解释1 .强度：构件应有足够的抵抗破坏的能力。2 .刚度：构件应有足够的抵抗变形的能力。3 .

26、稳定性：构件应有足够的保持原有平衡形态的能力。4 .变形：在外力作用下，构件形状和尺寸的改变。5 .杆件：空间一个方向的尺寸远大于其他两个方向的尺寸，这种弹性体称为杆或杆件。6 .板或壳：空间一个方向的尺寸远小于其他两个方向的尺寸，且另两个尺寸比较接近，这种弹性体称为 板或壳。7 .块体：空间三个方向具有相同量级的尺度，这种弹性体称为块体。二、简答题1 .答：根据空间三个方向的几何特性，弹性体大致可分为：杆件；板或壳；块体。2 .答：单杆3 .答：材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要 的理论基础和计算方法。4 .答：均匀性假设；连续性假设；各项

27、同性假设。5 .答：轴向拉伸或轴向压缩；剪切；扭转；弯曲。6 .答：杆件长度方向为纵向，与纵向垂直的方向为横向。横.而 轴线7 .答：就杆件外形来分，杆件可分为直杆、曲杆和折杆；就横截面来分，杆件又可分为等截面杆和变截面 杆等；实心杆、薄壁杆等。8 .答：若构件横截面尺寸不大或形状不合理，或材料选用不当，将不能满足强度、刚度、稳定性。如果加大横截面尺寸或选用优质材料，这虽满足了安全要求， 却多使用了材料，并增加了成本，造成浪费。因此，在设计时，满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理 论基础和计算方法。第二章轴向拉伸和压缩一、名词解释1 .内力：物体内部某一部分与

28、另一部分间相互作用的力称为内力。2 .轴力：杆件任意横截面上的内力，作用线与杆的轴线重合，即垂直于横截面并通过其形心。这种内力称 为轴力。3 .应力： A上分布内力的合力为 AF 。因而得到点的应力 p = lim 9匚。反映内力在点的分布密度的程 .2 . A度。4 .应变：单位长度的伸长来衡量杆件的变形程度为应变。5 .正应力：作用线垂直于横截面的应力称为正应力。6 .切应力：作用线位于横截面内的应力称为剪应力或切应力。7 .伸长率：试样拉断后，试样长度由原来的l变为11,用百分比表示的比值L -1、100%18 .断面收缩率：原始横截面面积为 A的试样，拉断后缩颈处的最小截面面积变为A,

29、用百分比表示的比值二 AzA 100%A9 .许用应力：极限应力的若干分之一。用卜表示。10 .轴向拉伸：杆产生沿轴线方向的伸长，这种形式称为轴向拉伸。11 .冷作硬化：把试样拉到超过屈服极限的点，然后逐渐卸除拉力，在短期内再次加载，则应力和应变大致上沿卸载时的斜直线变化。在第二次加载时，其比例极限（亦即弹性阶段）得到了提高，但塑性变形和伸长率却有所降低，这种现象称为冷作硬化。二、简答题1 .答：作用于杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合。2 .答：杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。3 .答：归纳为以下三个步骤：截开-假想在欲求内力截面处，把卞件截成两部分。代替-留下其中一部分，用作用于截面

30、上的内力代替弃去部分对留下部分的作用。平衡-建立留下部分的平衡方程，由已知的外力求出横截面上未知的内力。4 .答：内力是物体内部某一部分与另一部分间相互作用的力，而应力是描述内力分布密度的程度，即单位 面积上的力。内力常用单位是N,应力常用单位是 MPa5 .答：极限应力是屈服极限、强度极限的统称。许用应力是极限应力的若干分之一。6 .答：变形是在外力作用下，构件形状和尺寸的改变，有量纲。应变是单位长度的伸长来衡量杆件的变形 程度，无量纲。7 .答：对没有明显屈服极限的塑性材料，可以将产生0.2 %塑性应变时的应力作为屈服指标，并用来表示,称为名义屈服应力。8 .答：低碳钢在整个拉伸试验过程中

31、，其工作段的伸长量与载荷的关系大致可分为以下四个阶段：弹性阶段-应力与应变成正比；屈服阶段 -当应力增加到某一数值时，应变有非常明显的增加，而应力先是下降，然后作微小的波动，在曲线上出现接近水平线的小锯齿形线段；强化阶段-过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形必须增加拉力，这种现象称为材料的强化。在强化阶段中，试样 的横向尺寸有明显的缩小；颈缩阶段。灰口铸铁拉伸时的应力一应变关系是一段微弯曲线，没有明显的直 线部分。它在较小的拉应力下就被拉断，没有屈服和缩颈现象，拉断前的应变很小，伸长率也很小。9 .答：外力分析；内力计算；强度计算。10 .答：在比例极限内，正应力与正应变成

32、正比。11 .答：屈服极限CTS名义屈服应力 仃0.2、强度极限 仃b。12 .答：弹f模量 E、泊松比和剪切弹性模量。13 .答：当应力不超过比例极限时，横向应变葭与轴向应变名之比的绝对值是一个常数，即 v=-l这个比例系数称为材料的泊松比。14 .答：伸长率6和断面收缩率中。15 .答：根据圣维南原理，外力作用处产生应力集中，因此，只适用于离外力作用端稍远处。16 .平面假设。三、计算题1.解：应用截面法Fn1=0, Fn2 = F , Fn3= F2.解：应用截面法Fn1 = Fn2 =2kN3.解：应用截面法Fn1 = F , Fn2=2F , Fn3=-F4.解：应用截面法Fn1=-

33、2F, Fn2 ; F5 .解：应用截面法Fn1 = -50kN , Fn2 = -90kN6 .解： Fx = 0, Fn1cos45,+ Fn2cos30 =0“ Fy=0 FN1Sin45FN2Sin30，- F =0解得：Fni = 0.448F , Fn2 = -0.366F轴向拉伸为正，压缩为负34 850 103二 1752=35.5Mpa850 103=30.7Mpa二 2302 60 2304得：二 max=35.5Mpa8.解:受力分析得：工 Fx = 0, FniCOs30+ Fn2 cos75 =0Z Fy=0, -FN1sin30 -FN2cos15-F = 0二 b

34、c =103.5MpaA-AB nF2 - -47.4Mpa A9 .解：(1) oACFN1 -20 1031000=-20Mpa，O CD = 0Mpa ,Fn-20 1031000=-20MpaFnIEA-0.01mm ,lCDFnI n二0mm,EAFnIEA-0.01mm,lAB=lAC lCD lDB = -0.02mm10 .解：仃AC40 10340211 .8Mpa, -_ Fn 40 103CB 一 A202二 127Mpa ,根据胡可定律,AC皿=1.59 10 E二 BC= 6.36 10一411.解:F Fx x=0,F N13=0Fy-4 L c=0 FN2 父 一

35、 + F = 0 ,解得:5AB杆:F = Ak600 140 = 84kN4因此，F1FN1=112kN,3BC杆：F = AJqC=30000M3.5= 105kN4八，一F2 = -FN2 = 84kN ,取F =84kN5第二章剪切一、名词解释1 .剪切：大小相等、方向相反，作用线相距很近的两个横向力作用时，杆件将产生剪切变形。2 .剪力：在剪切面上有与外力大小相等，方向相反的内力，这个内力叫剪力。3 .剪切面：发生剪切变形的截面。4 .挤压面：挤压力的作用面。5 .挤压应力：由挤压力而引起的应力。6 .挤压力：在接触面上的压力，称为挤压力。二、简答题1 .答：切应力与横截面平行，正应

36、力垂直于横截面。2 .答：不相同。挤压面是真实的挤压作用面，计算挤压面是挤压面的正投影作为计算面积。3 .挤压是在构件相互接触的表面上，因承受较大的压力作用，使接触处的局部区域发生显著的塑性变形或 被压碎。压缩是外力沿杆件轴线作用，使构件产生压缩变形。4 .答：连接件上的剪切面沿外力方向、挤压面与外力方向垂直。5 .答：满足剪切强度和挤压强度条件。剪切的强度条件可表示为T =- TA挤压强度条件可表达为；：bs =% _ 二bs Abs6 .答：过直径平面正投影作为计算面积。7 .答：均匀分布在挤压平面上。2 .解： M = 0, M-QD =0, Q = 10000N ,3 .解：仃=E W

37、。,得d之A4F34mm二二=Q _ t -Q = 10.4mm A- d一 一 一 3Q 24 103二 172=105.8Mpa二= ?=_F=141.2Mpa ： rbs Asd5.解:=320MpaQ _ 50.2 103二TTqA c 二 102x4Fb 6.解：乙 M = 0 , Ra2 Fb = 0 得：Ra = = 1000N CaF Fy=0, RC-RA-F=0,得：RC=1200N用 _ 1; t 尸 j 说 1kJ F a =% = 1200JV J q&二/二woon=50 虫蛇亍*U，t-= 61AMPa良F till 1(b)第三章扭转一、名词解释1 .扭转：大小

38、相等、方向相反，作用在垂直于杆轴平面内的力偶Me时，杆件将产生扭转变形，即杆件的横截面绕其轴相对转动。2 .扭矩：圆轴上有作用面垂直于杆轴的外力偶作用，杆件的横截面上也只有作用于该平面上的内力偶，即 为扭矩。3 .扭转角：在杆件两端垂直于杆轴线的平面内作用一对大小相等，方向相反的外力偶。两个横截面之间相 对转过一个角度，这个转角称为扭转角。4 .剪切胡克定律：切应力不超过材料剪切比例极限的线弹性范围，T =GY ,这个关系式称为材料的剪切胡克定律。5.单位长度扭转角:W表示单位长度扭转角，公式为:dxdxG1P二、简答题1 .答：成立。切应力互等定理具有普遍意义，在非纯剪切的情况下同样适用。2

39、 .答：在切应力作用下，单元体截面沿切应力方向错动，产生切应变。3 .答：切应力线性分布，中心处切应力为零，最外边缘最大。4 .答：从强度方面考虑，空心圆截面轴的壁厚是愈薄愈好。5 .答：T= 其单位是弧度。GIp6 .答：在扭矩一定的情况下，GIp越大，单位长度的扭转角愈小，GIp反映了圆轴抵抗扭转变形的能力,GIp称为圆轴的抗扭刚度。7 .答：切应力线性分布，中心处切应力为零，最外边缘最大。8 .答：右手螺旋法则：右手四指并拢弯曲指向扭矩的转动方向，若伸开拇指的方向与横截面的外法线方向一致，则扭矩为正，反之为负。9 .答：最大切应力 max相同，ax =工与材料无关。扭转角不相同，e=工与

40、材料有关。WtGIp10 .答：(b)对提高轴的承载能力有利。十“11 . Ip可以，Wp不能，因为Wn p三、计算题1 .解：据截面沿指定截面i-i (i=123)将杆截为两段，考虑任一段的平衡即可得该指定截面上的扭矩:Ti =3kN.m,为正扭矩，T2 =丁3 = 2kN.m,为负扭矩。2 .解：据截面沿指定截面i-i (i=123)将杆截为两段，考虑任一段的平衡即可得该指定截面上的扭矩:T1 = -3kN.m,为负扭矩，T2 = 3kN.m ,为正扭矩，T3 = 0kN.m。2M4. Tmax=4MB1-1截面:maxWp二53kpa , 2-2 截面：m maxT=20.5kpaWp3

41、-3截面:max=28.5kpa8.TD/2二 D432（1-= 15.9Mpa,4）JminT：Td/2二 D4= 12.35MpaG1P二32（1-： 4）二 D G32（1-： 4）= 0.284；m9.各段轴横截面的扭矩:ab段05+写=1颇+1200二3000赤（负扭矩）BC段：%=7二侬砧（为负扭矩）然后加以比最大切应力计算：因两段轴扭矩不同，所以应分别计算每段轴内横截面的最大剪应力值, 较找到最大减应力值。16x3000AB段:Tk 1x200=48_94fPaBC段:比较GvQ?得最大剪应力发生在bc段，其数值为最大相对扭转角：因轴内各截面扭矩方向都一致，所以最大相对扭转角船即

42、为整个轴长的总扭转角。在使用扭转角公式出产时，注意到该式的使用A _16x7163 Vffr0-a4) - jlxMxlNQ054)选 =46rnn所以 4 二吗=Q3x4ti=23rnrn oT16TT 16T112.强度条件计算：7=r,72= = ；不产=一Wp- D13Wp二 D3(1-4)2p1p1 = 2 ,得 D=286mm c cP c c 313. ： T =9550= 9550m = 1061.1N.m n27强度条件计算轴的直径:Ml16T51.3mm14.强度条件计算轴的直径: 3, d =p16T = 79.9mm二刚度条件计算轴的直径：T 180X GIp平,得d

43、= 4红3=73.5mmd二80mm15.二第四章弯曲内力一、名词解释1 .梁：以弯曲为主要变形的构件称为梁。2 .纵向对称面：通过梁轴线和截面对称轴的平面称为纵向对称面。3 .对称弯曲：当梁具有通过其轴线的纵向对称面、且作用于梁上的外力都在该对称面内时，变形后梁的轴 线仍将是位于该对称面内的一条曲线，这种情况称作对称弯曲。4 .剪力：梁弯曲时横截面上有与横截面相切的分布内力系的合力称为剪力。5 .弯矩：梁弯曲时横截面上有与横截面垂直的分布内力系的合力偶矩。6 .剪力方程：在一般情况下，梁横截面上的剪力是随截面的位置而变化的，若横截面的位置用沿梁轴线的 坐标x表示，则各横截面上的剪力可以表示为

44、坐标x的函数，即：Q=Q (x),通常把关系式称为梁的剪力方程。7 .弯矩方程：在一般情况下，梁横截面上的弯矩是随截面的位置而变化的，若横截面的位置用沿梁轴线的 坐标x表示，则各横截面上的弯矩都可以表示为坐标x的函数，即：M=M(x),通常把关系式称为梁的弯矩方程。二、简答题1 .答：在集中力作用处，梁的剪力图有突变，突变之值即为该处集中力大小；弯矩图在此处有一折角。2 .答：在集中力偶作用处，梁的剪力图无变化；弯矩图有突变，突变之值即为该处集中力偶大小3 .答：剪力图上某处的斜率等于梁在该处的分布载荷集度。4 .答：弯矩图上某处的斜率等于梁在该处的剪力。dQ(x) , 、 dM(x)、5 .答： =q(x) , = Q(x) dxdx6 .答：在梁弯曲变形时，横截面上有两种内力。使梁产生顺时针转动的剪力规定为正，反之为负；或者说取左侧为研究对象，剪力向下为正，向上为负；使梁的下部产生拉伸而上部产生压缩的弯矩规定为正，反之为负。7 .答：（1）梁横截面上的剪力 Q,在数值上等于该截面