工程力学大作业1(答案)

大作业（一）一、填空题1、杆件变形的基本形式有（轴向拉伸和压缩（剪切（扭转）和（弯曲）2、材料力学所研究的问题是构件的（强度（刚度）和（稳定性。3、脆性材料的抗压能力远比抗拉能力（强。4同一种材料，在弹性变形范围内，横向应变和纵向应变ε（/=-）5（E）是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。6（屈服点σ）和（抗拉强度σ）是反映材料强度的两个指标s b7、(伸长率δ)和(断面收缩率ψ)是反映材料塑性的指标，一般把（δ>5%）的材料称为塑性材料，把（δ<5%）的材料称为脆性材料。8、应力集中的程度可以用（应力集中因数K）来衡量9（脆性材料）对应力集中十分敏感，设计时必须考虑应力集中的影响0、挤压面是外力的作用面，与外力（垂直构件的直径截面视为（挤压面）11t=d=（2P

） ，挤压应力=（ P ）。d2

bs bs 2tdPtPttdtP/2二、选择题1、构成构件的材料是可变形固体，材料力学中对可变形固体的基本假设包括（C ）A、均匀连续性B、各向同性假设C、平面假设D、小变形假设2、下列力学性能指标中，（B）是强度指标A、弹性模量E B、屈服强度s

C、伸长率δ D、许用应力3（）是反映塑性的指标A、比例极限p B、抗拉强度b C、断面收缩率ψ D、安全系数n4、下列构件中（ C ）不属于轴向拉伸或轴向压缩A、 B、 C、 D、5、强度计算时，引入安全系数的原因不包括（A）A、力学性能指标测定方法都不是太科学B、对构件的结构、尺寸和受力等情况都作了一定程度的简化C、加工工艺对构件强度的影响考虑的不全面D、构件需有必要的强度储备A、B、6、一直杆受外力作用如图所示，此杆各段的轴力图为（CA、B、C、D、7、一直杆受外力作用如图所示，此杆各段的轴力为（AC、D、A、6（拉力，4（压力，4（拉力）、6（压力，4（压力，4（拉力）、6（拉力，4（拉力，4（拉力D、6（压力，（拉力，4（拉力）8C、DP作用，杆的横截面面积为A，弹性模量为E，A、B处支座反力（C）APCFBAPCFB2LLA、B、C、D、9、一钢制阶梯杆如图所示，已知轴向外力P1=5KN，P2=2KN，各段杆长为l1=15mml2=l3=12mm，横截面面积A1=A2=6mm2，A3=3mm2，钢的弹性模量E=200Gpa，各段杆的线应变分别为、 、 ，下列选项正确的是（B）1 2 3A、||>| |>| | B、| |>||>| |1 2 3 3 1 2C、| |>| |>|| D、| |>||>| |2 3 1 2 1 311、在研究材料的力学性能时，出现过σ，下( C )说法是正确A、σ是塑性材料的屈服强度σ是脆性材料的屈服强度C、σ是指试件在卸载后产生数值为％的塑性应变时的应力值D、σ是指试件在加载后产生数值为％的应变时的应力值12、对于脆性材料，下列说法（C）是错误的AB、压缩强度极限比拉伸强度极限高出许多C、抗冲击性能好D、脆性材料拉伸断裂前的变形很少13、齿轮与轴由平键（b×h×L=20 ×12 ×100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用切应力[]=60MPa ，许用挤压应力为 M，则键的（。bsA、剪切强度和挤压强度都不足B、剪切强度和挤压强度都足够C、剪切强度不足 D、挤压强度不三、计算题1、一直杆受外力作用如图所示，求此杆各段的轴力，并作轴力图（1（1）AB段：用截面1-1假想将杆截开，取左段研究，设截面上的轴力为正方向，受力如图所示。列平衡方程式：F0 FxN160F 6（拉力）N1（2）BC2-2研究，FN2示，列平衡方程式：F0 FxN21060FN24（压力；（3）CD3-3截面右段列平衡方程式：F0 4F 0xN3F 4（拉力）N3（4）画轴力图2D=20mmd=15mm，承受轴向载荷F=20kN，材料的屈服应力σs=235MPan=，试问该杆的强度解：杆件横截面上的正压力 Pa 84F 42010 1.45510 145 Pa 8(D2d2) (0.0220.152)材料的许用应力sns

1.5

156MPa3、如图所示吊环，由圆截面斜杆AB，AC与横梁BC 所组成。已知吊环的最大吊重F=500kN3、如图所示吊环，由圆截面斜杆AB，AC与横梁BC 所组成。已知吊环的最大吊重F=500kN，斜杆用锻钢制成，其许用应力斜杆与拉杆轴线的夹角α=20°，试确定斜杆的直径。（1）斜杆轴力分析AF，则有平衡N方程F0yF2Fcos0NF NF2cos5001032cos202.66105N（2）截面设计AFNAd4d4F42.66105N]12010m5.31102m6取斜杆的截面直径d53.0mm41412BF作用。试计算载荷F12A=100mm2[σt]=200MPa[σc]=150MPa.1212FN1FN2B的受力B的平衡方程得B的平衡方程得FyFF sinF0N1F 2F(拉)N1FFcos0x N2 N1F F(压)N2（2）计算许用载荷1的强度条件2F[]2] 1001062001062F 1.414104N22

]FAFAF]1001061501061.5104N可见，桁架所能承受的最大载荷即许用载荷为[F14.14kN5AB1为d1E12d2m，E2=100GpaAB的自重，试求：PAB受力后保持水平P=30KN，求两杆内横截面上的正应力（1B为研究对象，画出其受力图。∑Fy=0：NA-P+NB=0。 (1)B∑mA(F)=0：-PX+N×2=0… (2)B2变形谐调条件为：△l1=△l。2N 1.5 N 1A B即：EA EA即：1 1 2 2

（虎克定律）解得：NA=… (3)B由（1）和（2）得：x=2NB/（NA+N由（3）代入上式得：x=1.08m。B（2、由（2）式得：×=。NA=P-NB=。∴σ=N/A=×4/π×2=。A 1σ=N/A。B 2bs6（××0×2×0m，bs[]=60MPaPa，试校核键的强度。解：

=100Md键的受力分析如图,P

2mmP

2

57kN2

d 0.07切应力和挤压应力的强度校核F PsAbL,Abs

Lh2F P 57103 s 28.6MPa

A bL 20100 P

P 57

95.3MPabs Abs

Lh2 1006 bs综上，键满足强度要求。7、一铆接头如图所示，受力F=110kN，已知钢板厚度为t=1cm，宽度mMamPa[bs320MPa，试校核铆接头的强度（）1）取下面钢板为研究对象，受力分析如图F每个孔受销轴的约束反力为FP4销轴的剪切强度和挤压强度计算FFs

P4AF4F4d24

224110 则 sA

1073.141.62

136.8MPaF每个销轴的挤压力为：P4挤压面面积：Abs

td则

P F110 107171.9MPa110 bs Abs

4td 411.6 bs钢板的拉伸强度计算F截面1—1的轴力为：F N1 4

A1

t(bd)2—2

3F

t(b2d)N截面3—3的轴力为：FN

4F