工程力学习题册第五章 - 答案

工程力学习题册第五章-答案工程力学习题册第五章-答案工程力学习题册第五章-答案xxx公司工程力学习题册第五章-答案文件编号：文件日期：修订次数：第1.0次更改批准审核制定方案设计，管理制度第五章拉伸和压缩一、填空题1.轴向拉伸或压缩的受力特点是作用于杆件两端的外力__大小相等___和__方向相反___，作用线与__杆件轴线重合_。其变形特点是杆件沿_轴线方向伸长或缩短__。其构件特点是_等截面直杆_。2.图5-1所示各杆件中受拉伸的杆件有_AB、BC、AD、DC_，受压缩的杆件有_BE、BD__。图5-13.内力是外力作用引起的，不同的__外力__引起不同的内力，轴向拉、压变形时的内力称为_轴力__。剪切变形时的内力称为__剪力__，扭转变形时的内力称为__扭矩__，弯曲变形时的内力称为__剪力与弯矩__。4.构件在外力作用下，_单位面积上_的内力称为应力。轴向拉、压时，由于应力与横截面__垂直_，故称为__正应力__；计算公式σ＝FN/A_；单位是__N/㎡__或___Pa__。1MPa＝__106_N/m2＝_1__N/mm2。5.杆件受拉、压时的应力，在截面上是__均匀__分布的。6.正应力的正负号规定与__轴力__相同，__拉伸_时的应力为__拉应力__，符号为正。__压缩_时的应力为__压应力_，符号位负。7.为了消除杆件长度的影响，通常以_绝对变形_除以原长得到单位长度上的变形量，称为__相对变形_，又称为线应变，用符号ε表示，其表达式是ε＝ΔL/L。8.实验证明：在杆件轴力不超过某一限度时，杆的绝对变形与_轴力__和__杆长__成正比，而与__横截面面积__成反比。9.胡克定律的两种数学表达式为σ＝Eε和ΔL＝FNLo/EA。E称为材料的_弹性模量__。它是衡量材料抵抗_弹性变形_能力的一个指标。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，从而产生明显的___塑性变形___的现象，称为__屈服___。12.衡量材料强度的两个重要指标是__屈服极限___和__抗拉强度__。13.采用___退火___的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的___抗拉强度__很低，因此，不宜作为承拉零件的材料。15.工程上把材料丧失__工作能力__时的应力称为危险应力或__极限应力___，以符号σ°表示。对于塑性材料，危险应力为σs；对于脆性材料，危险应力为Rm。16.材料的危险应力除以一个大于1的系数n作为材料的__许用应力_，它是构件安全工作时允许承受的__最大应力__。用符号［σ］n称为__安全系数____。17.通常工程材料丧失工作能力的情况是：塑性材料发生__屈服__现象，脆性材料发生__断裂__现象。18.构件的强度不够是指其工作应力___大于___构件材料的许用应力。19.拉（压）杆强度条件可用于解决校核强度、__选择截面尺寸__和___确定许可载荷_____三类问题。二、判断题（正确的打“√”，错误的打“×”）1.轴向拉（压）时，杆件的内力必定与杆件的轴线重合。（√）2.轴力是因外力而产生的，故轴力就是外力。（×）3.拉、压变形时，求内力通常用截面法。（√）4.使用截面法求得的杆件的轴力，与杆件截面积的大小无关。（√）5.截面法表明，只要将受力构件切断，即可观察到断面上的内力。（×）6.杆件的部位作用着若干个轴向外力，从杆件的不同部位截开时求得的轴力都相同。（×）7.正应力是指垂直于杆件横截面的应力，它又分为正值正应力和负值正应力。（×）8.应力方向垂直于杆轴线，应力表示了杆件所受内力的强弱程度。（×）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ε为负值。（√）11.两根材料不同、长度和截面积相同的文件，受相同轴向力作用，则：（1）两杆的内力相同。（√）（2）两杆的应力相同。（√）（3）两杆的绝对变形相同。（×）（4）两杆的相对变形相同。（×）（5）材料的许用应力相同。（×）（6）两杆的强度相同。（×）12.构件的工作应力可以和其极限应力相等。（×）13.设计构件时，须在节省材料的前提下尽量满足安全工作的要求。（×）14.图5-2所示的σ—ε曲线上：（1）对应a点的应力称为比例极限。（√）（2）对应b点的应力称为屈服极限。（√）（3）对应d点的应力称为强化极限。（×）R（σ）图5-2三、选择题（把正确答案的序号填入对应题号前的括号内）（C）1.图5-3中，真正符合拉杆受力特点的是图______________。图5-3（D）2.为研究构件的内力和应力，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5-4所示AB杆两端受大小为F的力的作用，则杆内截面上的内力大小为__________，杆内截面上的应力是__________。A．F2D.拉应力E.压应力图5—4图5—5（B、D）4.图5-5所示AB杆受大小为F的力的作用，则杆内截面上的内力大小为________。若杆件横截面积为A，则杆内的应力值为____________。A．F/2D.F/AE.F/2A（C）5.胡克定律表明，在材料的弹性变形范围内，应力和应变__________。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）、B两杆的材料、横截面积及所受的轴力相同，而LA＝2LB，则ΔLA与ΔLB的关系是A．ΔLA＝ΔLBB.ΔLA＝2ΔLBC.ΔLA＝(1/2)ΔLB（C）、B两杆的材料、长度及所受轴向力均相同，而其横截面积的关系为AA＝2AB，则绝对变形ΔLA与ΔLB的关系是___________。A．ΔLA＝ΔLBB.ΔLA＝2ΔLBC.ΔLA＝(1/2)ΔLB（A）、B两杆的材料、长度及横截面积均相同，杆A所受轴力是杆B所受轴力的两倍，则ΔLA：ΔLB＝____________。B.1/2(A、D)10.拉压胡克定律表达式是__________和___________。A．ΔL＝FNL/（EA）B.σ＝ε/EC．ΔL＝EL/（FNA）D.E＝σ/ε（B）11.低碳钢等塑性材料的极限应力是材料的______________。A．许用应力B.屈服极限C.强度极限D.比例极限（A）12.构件的许用应〔σ〕力是保证构件安全工作的____________。A．最高工作应力B.最低工作应力C.平均工作应力（A）13.按照强度条件，构件危险截面上的工作应力不应超过材料的___________。A．许用应力B.极限应力C.破坏应力（A）14.拉（压）杆的危险截面必为全杆中__________的横截面。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的整个过程中，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.试述塑性材料和脆性材料的力学性能的主要区别。答：（1）塑性材料断裂前有显著的塑性变形，还有明显的屈服现象，而脆性材料在变形很小时突然断裂，无屈服现象。（2）塑性材料拉伸和压缩时的比例极限、屈服极限和弹性模量均相同，因为塑性材料一般不允许达到屈服极限，所以它的抵抗拉伸和压缩的能力相同。脆性材料抵抗拉伸的能力远低于抵抗压缩的能力。3.衡量脆性材料强度的指标是什么为什么答：灰铸铁等一类脆性材料拉伸时的应力—应变曲线无明显的直线阶段和屈服阶段，在应力不大的情况下就突然断裂，所以，抗拉强度Rm是衡量脆性材料强度的唯一指标。4.什么事安全系数通常安全系数的取值范围是如何规定的答：为了保证构件安全工作，把危险应力σ°除以大于1的系数作为强度储备。此系数称为安全系数n。塑性材料ns＝～；脆性材料nb＝～。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的后果答：为了保证强度储备和构件的安全工作，安全系数一定要大于1。取得过大会造成材料的浪费；取得过小又不能满足强度要求。五、计算题1.试求图5-6所示杆件上制定截面内力的大小。b)图5-6解:a)截面1—1：截面2—2由得：FN1＝－4F（压力）由得：FN2－3F+4F＝0FN2＝－F（压力）b）截面1—1由得：FN1＝－F（压力）FN2－2F+F＝0FN2＝F（拉力）FN3＝－F（压力）2.在图5-6中，若杆件的横截面积A均为1000mm2,F＝1KN。试求各指定截面的应力大小，并指出是拉应力还是压应力。解：（a）（b）3.长的杆，横截面积为300mm2解：4.试求图5-7所示构件指定截面上的应力。设各段截面的面积分别为A1＝100mm2，A2＝200mm2，A3＝250mm2。解：截面1—1FN1＝50kN同理FN2＝50kN图5-7FN3＝50kNσ1＝FN1/A1＝50×103/100＝500MPa(拉应力)σ2＝FN2/A2＝50×103/200＝250MPa(拉应力)σ3＝FN3/A3＝50×103/250＝200MPa(拉应力)5.飞机操纵系统有一钢索，长度L＝3m,承受拉力F＝24kN，材料的弹性模量E＝200GP