材料力学期末考试复习题及答案 2

材料力学期末考试复习题及答案一、填空题:1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为2.构件抵抗的能力称为强度。3.圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成4．梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为5．偏心压缩为6.柔索的约束反力沿情况下为情况下为9.梁的中性层与横截面的交线称为10．图所示点的应力状态,其最大切应力是11.物体在外力作用下产生两种效应分别是12．外力解除后可消失的变形，称为13．力偶对任意点之矩都。为。为15.梁上作用集中力处,其剪力图在该位置有束的约束力沿7．外力解除后不能消失的变形，称为的条件时,才能成为力系平衡18.平面任意的条件时,才能成为力系平衡21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态,称为。22.在截面突变的位置存在集中现象。23.梁上作用集中力偶位置处,其弯矩图在该位置有。25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。26．只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为。27.作用力与反作用力的关系是。28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。30.若一段梁上作用着均布载荷,则这段梁上的剪力图为。2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知I＝60125000mm4，y=157.5mm，材料zC许用压应力[σ]=160MPa,许用拉应力[σ]＝40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强ct度条件校核梁的强度。3.传动轴如图所示。已知Fr=2KN，Ft=5KN，M=1KN·m，l=600mm,齿轮直径D=400mm,轴的[σ]＝100MPa。试求:①力偶M的大小;②作AB轴各基本变形的内力图。③用第三强度理论设计轴AB的直径d。d4．图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知Iz＝4500cm4，y1＝7．14cm，y2=12.86cm，材cMPa应力[σt]=35MPa,a=1m。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。试求:①作AB轴各基本变形的内力图。②计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。PapMPasMPaaMPab12MPa,稳定安全系数nst=2.0,[σ]＝140MPa。试校核AB杆是否安全。7.铸铁梁如图5,单位为mm，已知Iz=10180cm4，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa，试求:①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。8.图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kN·m的作用。已知M=200GPa，μ＝0．3,[σ]=140MPa。试求:①作图示圆轴表面点的应力状态图。②求圆轴表面点图示方向的正应变。③按第四强度理论校核圆轴强度。AE和FH杆的内力。11.图所示圆截面杆件d=80mm,长度l=1000mm,承受轴向力F1=30kN,横向力F2=1.2kN,外力偶M＝700N·m的作用,材料的许用应力[σ]=40MPa,试求:①作杆件内力图。②按第三强度理论校核杆的强12.图所示三角桁架由Q235钢制成，已知AB、AC、BC为1m，杆直径均为d=20mm,已知材料E=200GPa,σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa,b=1.12MPa,稳定安全系数nst=3.0。试由BC杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。13.槽形截面梁尺寸及受力图如图所示,AB=3m,BC=1m,z轴为截面形心轴，Iz＝1.73×108mm4，q=15kN/m。材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=80MPa。试求:①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。14.图所示平面直角刚架ABC在水平面xz内,AB段为直径d=20mm的圆截面杆。在垂直平面内F＝0.4kN，在水平面内沿z轴方向F2=0．5kN,材料的[σ]=140MPa。试求:①作AB段各基本变形的内力图。②按第三强度理论校核刚架AB段强度。17．图所示直径为d的实心圆轴,受力如图示,试求:①作轴各基本变形的内力图。②用第三强度理论导出此轴危险点相当应力的表达式。AB=800mm,AC＝600mm，BC=1000mm，杆件均为等直圆杆,直径d=20mm，材料为F一、填空题:线7．原有平衡状态3.正4.二次抛物线8．力与轴相交或平行5.轴向压缩与弯曲.100MPa[]15.突变16.接触面的公法线17.塑性变形18.不25.大柔度(细长)26．二力构件27．等值、反向、共线28.力、力偶、平衡29．7Fa/2EA30．斜直线二、计算题:1.解:以CB为研究对象,建立平衡方程M(F)=0:ByF=0CF+F101=0BCF=2.5kNC解得:FF=2.5kNCByFF=0AyCM(F)=0:M+10F2=0AAC解得:F=2.5kNM=5kN.mAyA2.解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图M(F)=0:ByB1021203+F4=0DBDND②梁的强度校核12拉应力强度校核axItztmaxItmaxItzz所以梁的强度满足要求3.解：①以整个系统为为研究对象，建立平衡方程xt2解得:②求支座约束力，作内力图F=F=1kNF=F=2.5kNAyByAzBzM2+T232(M2+M2)+T2 (==yz共[(]：d>3yz=5.1mm4.解：①求支座约束力,作剪力图、弯矩图xM(F)=0:AxF:yyAyDy解得:1Ay25F=PDy2②梁的强度校核拉应力强度校核 tmaxIItzz第10页共6页FM4F32(Fa)2+(Fl)2FFaFl16Fa tmaxIItzzz (=D2=2共[(]cmaxIIczzz5.解:①②由内力图可判断危险截面在A处,该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为 (=N+=2+21T16FaT==1p6.解:以CD杆为研究对象,建立平衡方程xM(F)=0:CABppABAB杆柔度入==p(,由于入>入所以压杆AB属于大柔度杆,F248.1F93.75stAB所以AB杆安全7.解:①②梁的强度校核12拉应力强度校核A截面 tmaxIItzzz tmaxIItzz第12页共6页压应力强度校核(经分析最大压应力在A截面) cmaxIIczzz8.解：①点在横截面上正应力、切应力 Pa22x a22x胡克定律1③强度校核 所以圆轴强度满足要求9.解:以梁AD为研究对象,建立平衡方程xMF0:A解得:ABl14000200i80/499pppcrcr2420024工作安全因数n2.52.5st以柱AB安所全安所10.解：以整个系统为研究对象,建立平衡方程F0:xyA解得:FAyEyF20kNF52.5kNF7.5kNExEyAyMM(F)0:F4F0AyHF5解得:F12.5kN第14页共6页为FM4人30人10332人1.2人103 (=N+z=+=29.84MPazp所以杆的强度满足要求12.解：以节点C为研究对象,由平衡条件可求F=Fpp(p由于入>入，所以压杆BC属于大柔度杆pcrcr入2420024F15.5FFstABxM(F)=0:AxF:y解得:AyAyByy②梁的强度校核拉应力强度校核D截面My=D1MytmaxIzMy=B2MytmaxIz=14.1MPa[]10一12t=17.3MPa[]0810一12t压应力强度校核(经分析最大压应力在D截面)My40/310340010一3=D2==30.8MPa[]tmaxI1.7310810一12cz所以梁的强度满足要求②由内力图可判断危险截面在A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为M32602+482===97.8MPaT1660T==38.2MPap第15页共6页pp所以刚架AB段的强度满足要求15.解:以节点为研究对象,由平衡条件可求2FP35.36kNp200109pp,由于所以压杆AB属于大柔度杆,crcrcr2410024F248.1ncr7nF35.36st1所以1杆安全M(F)0:BF0:xM(F)0:CFcosaqa0C2FFsin0BxC解得:qaqaFtanFBx2