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基本变形复习基本变形复习1绪论绪论一、填空一、填空1.1.构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料的（的（）；具有一定的抵抗变形的能力为材料的（）；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（保持其原有平衡状态的能力为材料的（）。）。2.2.现代工程中常用的固体材料种类繁多，物理力学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，一般将材料看成的力学响应时，除非有特别提示，一般将材料看成由（由（）、（）、（）、（）、（）的介质组成。）的介质组成。答案：答案：答案：答案：强度、刚度、稳定性。强度、刚度、稳定性。连续性、均匀性、各向同性。连续性、均匀性、各向同性。23.3.构件所受的外力可以是各式各样的，有时是很复杂的。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（可分为（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）四种基本变形。）四种基本变形。答案：答案：轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。3拉拉 （压）（压）扭扭 转转平平 面面 弯弯 曲曲内内力力应应力力变变形形Fx杆轴FN 0AT 0 x杆轴AMnAMFSM 0FS 0 x平行于杆轴xs sLOt tr rs st txyABqyyxq=y4拉拉 （压）（压）扭扭 转转平平 面面 弯弯 曲曲强强度度条条件件刚刚度度条条件件5nn（合力）（合力）PP剪切与挤压的实用计算剪切与挤压的实用计算6第一章第一章:轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩一、填空一、填空1.1.轴力是指通过横截面形心垂直于横截面作用的内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（力，而求轴力的基本方法是（）。）。答案：答案：截面法。截面法。2.2.工程构件在实际工作环境下所能承受的应力称工程构件在实际工作环境下所能承受的应力称为（为（），工件中最大工作应力不能超过此应力，），工件中最大工作应力不能超过此应力，超过此应力时称为（超过此应力时称为（）。）。答案：答案：许用应力许用应力，失效，失效。73.3.在低碳钢拉伸曲线中，其变形破坏全过程可分为（）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，它们依次是个变形阶段，它们依次是（）、（）、（）、和（）、（）、（）、和（）。（）。答案：答案：四，弹性、屈服、强化和局部变形。四，弹性、屈服、强化和局部变形。4.4.用塑性材料的低碳钢标准试件在做拉伸实验过程中，将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（的最大应力为（）；应力只作微小波动而变形迅速增加）；应力只作微小波动而变形迅速增加时的应力为（时的应力为（）；材料达到所能承受的最大载荷时的应）；材料达到所能承受的最大载荷时的应力为（力为（）。）。答案：答案：比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限。比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限。85.5.通过低碳钢拉伸破坏试验可测定强度指标（通过低碳钢拉伸破坏试验可测定强度指标（）和（）和（）；塑性指标（）；塑性指标（）和（）和（）。）。答案：答案：屈服极限，强度极限屈服极限，强度极限；伸长率，；伸长率，断面收缩率。断面收缩率。6.6.当结构中构件所受未知约束力或内力的数目当结构中构件所受未知约束力或内力的数目n n多于静多于静力平衡条件数目力平衡条件数目m m时，单凭平衡条件不能确定全部未知时，单凭平衡条件不能确定全部未知力，相对静定结构（力，相对静定结构（n=mn=m），称它为（），称它为（）。）。称为（称为（），这也是），这也是“多余多余”约束力或约束力或“多余多余”约束的约束的数目。数目。答案：答案：静不定结构，静不定次数。静不定结构，静不定次数。9大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点10二、选择题二、选择题1.1.所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能的最大特点是（能的最大特点是（）。）。（A A）强度低，对应力集中不敏感；）强度低，对应力集中不敏感；（B B）相同拉力作用下变形小；）相同拉力作用下变形小；（C C）断裂前几乎没有塑性变形；）断裂前几乎没有塑性变形；（D D）应力）应力-应变关系严格遵循胡克定律。应变关系严格遵循胡克定律。答案：答案：C C112.2.现有三种材料的拉伸曲线如图所示。分别由此三种材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：料制成同一构件，其中：1 1）强度最高的是（）强度最高的是（）；）；2 2）刚度最大的是（）刚度最大的是（）；）；3 3）塑性最好的是（）塑性最好的是（）；）；答案：A，B，C，C12三、判断题1.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：132.正应变的定义为 （）答案：答案：3.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 （）14 1.求图示等截面直杆的内力求图示等截面直杆的内力(kN)和应力和应力 (面积面积 A=400 mm2)同理同理FN-201050 x（kN）ABC203040202030轴力图轴力图四、计算题四、计算题152.2.计算图示变截面杆的轴向变形计算图示变截面杆的轴向变形F3Faaaa/2已知：已知：F=15kN，l=1m，a=20mm,E=200GPa求：求：解：解：FNx-30 kN15 kN作轴力图作轴力图3-31-12-2163.3.图（图（a a）所示结构中，杆）所示结构中，杆1 1材料为碳钢，横截面面积材料为碳钢，横截面面积为为 ，许用应力，许用应力 ；杆；杆2 2材料为铜材料为铜合金，横截面积合金，横截面积 ，许用应力，许用应力 ，试求此结构许可载荷试求此结构许可载荷 。17解解:1)1)结构中各杆应满足平衡条件结构中各杆应满足平衡条件对节点对节点C C取图取图(b)(b)所示研究对象，有所示研究对象，有由式（由式（a a）、）、(b)(b)解得各杆轴力与外载的关系解得各杆轴力与外载的关系182 2）结构中各杆应满足各自强度条件）结构中各杆应满足各自强度条件由式由式（e e）、式）、式(f)(f)，有，有由由式式(f)(f)、式式（d d），有），有19答案：答案：D D第二章第二章:剪切剪切图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知为充分提高材料的利用率，则铆钉的直径为充分提高材料的利用率，则铆钉的直径应为应为 。A A、d=2t d=2t B B、d=4t d=4t C C、d=4t/d=4t/D D、d=8t/d=8t/20第三章第三章:扭转扭转一、填空一、填空1.1.空心圆轴外径为空心圆轴外径为D D，内径为，内径为d=D/2d=D/2，两端受扭转力偶，两端受扭转力偶 作用，则其横截面上剪应力呈（作用，则其横截面上剪应力呈（）分布，）分布，2.2.圆截面杆扭转时，其变形特点是变形过程中横截面始圆截面杆扭转时，其变形特点是变形过程中横截面始终保持（终保持（），即符合（），即符合（）假设。非圆截面杆扭转时，）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（其变形特点是变形过程中横截面发生（），即不符合），即不符合（）假设。）假设。答案：答案：答案：答案：21二、选择二、选择答案：答案：22答案：23三、判断题三、判断题答案：答案：答案：答案：24答案：25四、计算题26解:1)求I-I截面上的扭矩27282930313.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n100r/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d1和内外径比值为0.5的实心轴的外径D2。3233扭转切应力分布图扭转切应力分布图34一、填空答案：第四、五、六章:平面弯曲35答案：36二、选择题答案：37三、判断题答案：答案：答案：38答案：392aaqF=qaABDRARB1.1.作出弯曲内力图作出弯曲内力图四、计算40QCM解：支反力解：支反力2aaqF=qaABDRARB4142432.铸铁制梁的尺寸及所受载荷如图所示，试求最大铸铁制梁的尺寸及所受载荷如图所示，试求最大拉应力和最大压应力。拉应力和最大压应力。443.结构如图，E=210Gpa，s=240MPa，LBC=1m，ABC=1cm2,AB为矩形截面梁,b=10cm,h=30cm,L=2m，q0=20 kN/m,求结构的安全系数。解：一次静不定梁.q0LNBCABq0LABEI45 弯矩如图.q0LNBCAB23.72kNm1.64kNmxM466-11(a)4748495051绪论绪论1.1.构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料的（的（）；具有一定的抵抗变形的能力为材料的（）；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（保持其原有平衡状态的能力为材料的（）。）。2.2.现代工程中常用的固体材料种类繁多，物理力学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，一般将材料看成的力学响应时，除非有特别提示，一般将材料看成由（由（）、（）、（）、（）、（）的介质组成。）的介质组成。答案：答案：答案：答案：强度、刚度、稳定性。强度、刚度、稳定性。连续性、均匀性、各向同性。连续性、均匀性、各向同性。523.3.构件所受的外力可以是各式各样的，有时是很复杂的。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（可分为（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）四种基本变形。）四种基本变形。答案：答案：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。53第一章第一章:轴向拉压轴向拉压受力特点：受力特点：变形特点：变形特点：内力内力轴力轴力内力图内力图强度条件强度条件变形变形54 材料的力学性能材料的力学性能551.1.在低碳钢拉伸曲线中，其变形破坏全过程可分为（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）个变形阶段，它们依次是（）、（）、（）、（）、（）、（）、和（）。和（）。答案：答案：四，弹性、屈服、强化和颈缩、断裂。四，弹性、屈服、强化和颈缩、断裂。2.2.通过低碳钢拉伸破坏试验通过低碳钢拉伸破坏试验可测定强度指标（可测定强度指标（）和（）和（）；）；塑性指标（塑性指标（）和（）和（）。）。屈服极限，强度极限屈服极限，强度极限；伸长率，断面收缩率。；伸长率，断面收缩率。答案：答案：563.3.现有三种材料的拉伸曲线如图所示。分别由此三种材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：料制成同一构件，其中：1 1）强度最高的是（）强度最高的是（）；）；2 2）刚度最大的是（）刚度最大的是（）；）；3 3）塑性最好的是（）塑性最好的是（）；）；答案：答案：A A，B B，C C，57第二章第二章 剪切剪切l受力特点：受力特点：l变形特点：变形特点：l剪切面，挤压面剪切面，挤压面l强度条件强度条件多剪面多剪面58第三章:扭转受力特点：受力特点：变形特点：变形特点：内力内力扭矩扭矩内力图内力图强度条件强度条件刚度条件刚度条件 59如图所示的空心圆轴，外径如图所示的空心圆轴，外径 D=100mm，内径内径 d=80mm，l=500mm，M1=6kN m，M 2=4kN m，材料的剪切弹性模量，材料的剪切弹性模量G=80GPa。请绘轴的扭矩图，并求出最大切应力。请绘轴的扭矩图，并求出最大切应力。60答案：答案：扭转切应力公式扭转切应力公式 适用于（适用于（）杆件。）杆件。（A）任意截面；）任意截面；（B）任意实心截面；）任意实心截面；（C）任意材料的圆截面；）任意材料的圆截面；（D）线弹性材料的圆截面。）线弹性材料的圆截面。61第四章 平面弯曲受力特点：受力特点：变形特点：变形特点：内力内力剪力和弯矩剪力和弯矩内力图内力图强度条件强度条件刚度条件刚度条件62l积分法：确定积分常数积分法：确定积分常数l叠加法：解静不定叠加法：解静不定l提高弯曲强度、刚度措施提高弯曲强度、刚度措施求梁的变形：求梁的变形：63解题步骤：解题步骤：n画出弯矩图画出弯矩图n找找M Mmaxmax或直径或直径d dminmin64656667圆截面：圆截面：45钢材料，又如何校核？钢材料，又如何校核？68答案：6970第七章 应力状态 强度理论n三向应力状态情况 71 填空答案：72答案：73选择题答案：74答案：751 1.弯曲与拉伸（或压缩）组合弯曲与拉伸（或压缩）组合第八章:组合变形762.2.弯曲与扭转的组合弯曲与扭转的组合圆轴弯扭组合圆轴弯扭组合危险点的应力状态为危险点的应力状态为77（3 3）计算危险截面上的应力并叠加，确定危险点，）计算危险截面上的应力并叠加，确定危险点，应力分布图应力分布图组合变形的解题步骤：组合变形的解题步骤：（2 2）计算各基本变形载荷引起的内力，确定危险截面，）计算各基本变形载荷引起的内力，确定危险截面，画内力图画内力图（1 1）将作用于杆件的载荷分解为几种基本变形的载荷）将作用于杆件的载荷分解为几种基本变形的载荷（4 4）计算危险点的相当应力）计算危险点的相当应力（5 5）进行强度计算）进行强度计算单向应力状态的强度条件单向应力状态的强度条件复杂应力状态的强度条件复杂应力状态的强度条件78一、填空答案：79二、选择题答案：80答案：81图所示圆截面杆件图所示圆截面杆件d=80mmd=80mm，长度，长度l=1000mml=1000mm，承受轴向力，承受轴向力F1=30kNF1=30kN，横向力横向力F2=1.2kNF2=1.2kN，外力偶，外力偶M=700NM=700Nm m的作用，材料的许用应力的作用，材料的许用应力=40MPa=40MPa，试求：，试求：作杆件内力图。作杆件内力图。按第三强度理论校核杆的按第三强度理论校核杆的强度。强度。82如图所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力如图所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力F,实心轴实心轴AB的直径的直径d，长度，长度l，拐臂的长度，拐臂的长度a。试求：。试求：作作AB轴各基本变形的内力图。轴各基本变形的内力图。计算计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。轴危险点的第三强度理论相当应力。83细长压杆的临界压力细长压杆的临界压力 第九章:压杆稳定84安全因数法解题步骤：安全因数法解题步骤：安全因数法解题步骤：安全因数法解题步骤：1 1 1 1）计算压杆最大柔度；单位要统一）计算压杆最大柔度；单位要统一）计算压杆最大柔度；单位要统一）计算压杆最大柔度；单位要统一2 2 2 2）选择对应的临界应力公式计算）选择对应的临界应力公式计算）选择对应的临界应力公式计算）选择对应的临界应力公式计算crcrcrcr；3 3 3 3）计算临界压力）计算临界压力）计算临界压力）计算临界压力FcrFcrFcrFcr；4 4 4 4）进行稳定性计算。）进行稳定性计算。）进行稳定性计算。）进行稳定性计算。85一、填空答案：86答案：87 判断题判断题答案：答案：答案：答案：答案：答案：88答案：89如图所示，如图所示，AB=800mm，AC=600mm，BC=1000mm，杆件均为等直圆杆，直径，杆件均为等直圆杆，直径d=20mm，材料为材料为Q235钢。已知材料的弹性模量钢。已知材料的弹性模量E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa。压杆的稳定安全系数压杆的稳定安全系数nst=3，试由试由CB杆的稳定性杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载求这个三角架所能承受的外载F。90图示结构，载荷图示结构，载荷P=50KkN，AB杆的直径杆的直径d=40mm，长度，长度l=1000mm，两端铰支。已知材料，两端铰支。已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数，稳定安全系数nst=2.0，=140MPa。试校核。试校核AB杆是否安全。杆是否安全。91