材料力学习题集.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料力学习题集,精 品 课 程 资 料,第一章,:,绪论,一、填空,1.,构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料的（）；具有一定的抵抗变形的能力为材料的（）；保持其原有平衡状态的能力为材料的（）。,2.,现代工程中常用的固体材料种类繁多，物理力学性能各异。所以，在研究受力后物体（构件）内部的力学响应时，除非有特别提示，一般将材料看成由（）、（）、（）的介质组成。,答案：,答案：,强度、刚度、稳定性。,连续性、均匀性、各向同性。,3.,构件所受的外力可以是各式各样的，有时是很复杂的。材料力学根据构件的典型受力情况及截面上的内力分量可分为（）、（）、（）、（）四种基本变形。,答案：,拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。,二、计算,1.,试求下列杆件中指定截面上内力分量，并指出相应的变形形式。,解：,各截面上内力分量的方向从略，仅记大小。,第二章,:,拉伸与压缩,一、填空,1.,轴力是指通过横截面形心垂直于横截面作用的内力，而求轴力的基本方法是（）。,答案：,截面法。,2.,工程构件在实际工作环境下所能承受的应力称为（），工件中最大工作应力不能超过此应力，超过此应力时称为（）。,答案：,许用应力，失效。,3.,金属拉伸标准试件有（）和（）两种。,答案：,圆柱形，平板形。,.,在低碳钢拉伸曲线中，其变形破坏全过程可分为（）个变形阶段，它们依次是,（）、（）、（）、和（）。,答案：,四，弹性、屈服、强化和颈缩、断裂。,.,用塑性材料的低碳钢标准试件在做拉伸实验过程中，将会出现四个重要的极限应力；其中保持材料中应力与应变成线性关系的最大应力为（）；使材料保持纯弹性变形的最大应力为（）；应力只作微小波动而变形迅速增加时的应力为（）；材料达到所能承受的最大载荷时的应力为（）。,答案：,比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限。,6.,通过低碳钢拉伸破坏试验可测定强度指标（）和（）；塑性指标（）和（）。,答案：,屈服极限，强度极限；伸长率，断面收缩率。,7.,功能守恒原理是指对于始终处于静力平衡状态的物体，缓慢施加的外力对变形体所做的外功,W,可近似认为全部转化为物体的变形能,U,，即（）。,答案：,W=U,8.,当结构中构件所受未知约束力或内力的数目,n,多于静力平衡条件数目,m,时，单凭平衡条件不能确定全部未知力，相对静定结构（,n=m,），称它为（）。称为（），这也是,“,多余,”,约束力或,“,多余,”,约束的数目。,答案：,静不定结构，静不定次数。,二、选择题,1.,所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能的最大特点是（）。,（,A,）强度低，对应力集中不敏感；,（,B,）相同拉力作用下变形小；,（,C,）断裂前几乎没有塑性变形；,（,D,）应力,-,应变关系严格遵循胡克定律。,答案：,C,2.,现有三种材料的拉伸曲线如图所示。分别由此三种材料制成同一构件，其中：,1,）强度最高的是（）；,2,）刚度最大的是（）；,3,）塑性最好的是（）；,4,）韧性最高，抗冲击能力最强的是（）。,答案：,A,，,B,，,C,，,C,3.,两端固定的阶梯杆如图所示，横截面面积 ，受轴向载荷,P,后，其轴力图是（）。,答案：,C,三、判断题,1.,两端固定的等截面直杆受轴向载荷,P,作用，则图示,AC,、,CB,段分别受压缩 和拉伸,（）,答案：,2.,图示结构由两根尺寸完全相同的杆件组成。,AC,杆为铜合金，,BC,杆为低碳钢杆，则此两杆在力,P,作用下具有相同的拉应力。,（）,答案：,3.,正应变的定义为,（）,答案：,答案：,答案：,4.,任何温度改变都会在结构中引起应变与应力。,（）,5.,对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑性材料，工程上规定 作为名义屈服极限，此时相对应的应变量为,（）,四、计算,1.,矿井起重机钢绳如图（,a,）所示，,AB,段截面积,BC,段截面积 钢绳的单位体积重量 长度 起吊重物的重量 求：,1,）钢绳内的最大应力；,2,）作轴力图。,解,：,1,）在可能危险的,1,段,B,面，,2,段,C,面截开（图,b,），有,所以,2,）作轴力图,取,1-1,截面（,AB,段，见图（,b,）,取,2-2,截面（,BC,段）,由式（,a,）,由式（,b,）,在图,(c),所示 坐标下,由式,(a),、,(b),知 随 呈直线变化。由三个控制面上控制值 画出由两段斜直线构成的轴力图。见下图,2.,某车间一自制桅杆式起重机的简图如图,(a),。已知起重杆（杆,1,）为钢管，外径,D=400mm,，内径,d=20mm,，许用应力 钢丝绳,2,的横截面积 ，许用应力 若最大起重量,P=55kN,，试校核此起重机的强度是否安全。,解：,1,）确定杆件受力,根据图（,b,）所示,B,铰受力图，在,x-y,坐标下，由平衡条件,解得,2,）校核各杆强度,3.,图（,a,）所示结构中，杆,1,材料为碳钢，横截面面积为 ，许用应力 ；杆,2,材料为铜合金，横截面积 ，许用应力 ，试求此结构许可载荷 。,解,:,1),结构中各杆应满足平衡条件,对节点,C,取图,(b),所示研究对象，有,由式（,a,）、,(b),解得各杆轴力与外载的关系,2,）结构中各杆应满足各自强度条件,由式,（,e,）、式,(f),，有,由,式,(f),、,式,（,d,），有,4.,图示杆件由两种材料在,I-I,斜面上用粘结剂粘结而成。已知杆件横截面面积 ，根据粘结剂强度指标要求粘结面上拉应力不超过 ，剪应力不超过 ，若要求粘结面上正应力与剪应力同时达到各自容许值，试给定粘结面的倾角,a,并确定其容许轴向拉伸载荷,P,。,解,:,根据轴向拉伸杆件斜截面上正应力和剪力公式,各自的容许条件为,式,(b),除以式,(a),得,将此结果代入式,(a),得,可利用式,(b),校核结果是否正确,5.,图,(a),所示简单桁架由,AC,杆、,BC,杆组成，杆的横截面积为,A,，长度为。试求节点,C,的铅垂位移，已知：,1,）材料的弹性模量为,E,，在载荷,P,作用下处于线弹性范围；,2,）材料在,P,作用下的应力,-,应变关系为 （图（,b,），其中,n,，,B,为已知材料常数。,解,:,1),对线弹性材料,(1),求杆的轴力,（,2,）求杆的变形,（,3,）求节点位移,2,）对非线性弹性材料,同,1,），结果仍为式（,a,）,(1),求杆的轴力,2,）由应力求杆的变形,两杆的正应力均为,3,）求节点位移,第三章,:,扭转与剪切,一、填空,1.,空心圆轴外径为,D,，内径为,d=D/2,，两端受扭转力偶 作用，则其横截面上剪应力呈（）分布，（），,2.,圆截面杆扭转时，其变形特点是变形过程中横截面始终保持（），即符合（）假设。非圆截面杆扭转时，其变形特点是变形过程中横截面发生（），即不符合（）假设。,答案：,答案：,3.,图（,a,）、图（,b,）所示两圆轴的材料、长度相同，扭转时两轴表面上各点的剪应力相同 ，此时作用于两端的扭转力偶之比,4.,多边形截面棱柱受扭转力偶作用，根据（）定理可以证明其横截面角点上的剪应力为（）。,答案：,答案：,二、选择,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判断题,答案：,答案：,答案：,答案：,答案：,四、计算题,解,:,1),求,I-I,截面上的扭距,解,:,由钢管外径与壁厚可知,5.,如图,(a),所示，实心轴和空心轴通过牙式离合器连接在一起。已知轴的转速,n,100r/min,，传递的功率,P,7.5kW,，材料的许用切应力 。试选择实心轴的直径,d,1,和内外径比值为,0.5,的实心轴的外径,D,2,。,第四章,:,弯曲内力与强度问题,一、填空,答案：,答案：,答案：,答案：,二、选择题,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判断题,答案：,答案：,答案：,答案：,四、计算题,第五章,:,弯曲变形与静不定问题,一、填空,答案：,答案：,答案：,答案：,二、选择题,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判断题,答案：,答案：,答案：,答案：,四、计算,对,AB,段,有,对,BC,段,有,第六章,:,应力、应变分析,一、填空,答案：,答案：,答案：,答案：,二、选择题,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判断题,答案：,答案：,答案：,答案：,四、计算,第七章,:,强度理论,一、填空,答案：,答案：,答案：,二、选择题,答案：,答案：,答案：,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判断题,答案：,四、计算,第八章,:,组合变形,一、填空,答案：,答案：,答案：,二、选择题,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判断题,答案：,答案：,四、计算,第九章,:,压杆稳定,一、填空,答案：,答案：,答案：,二、选择题,答案：,答案：,答案：,答案：,三、判断题,答案：,答案：,答案：,答案：,四、计算,