材料力学习题册答案...doc

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练习1绪论及基本概念

1-1是非题

（1）材料力学是研究构件承载能力的一门学科。

（是）

（2）可变形固体的变形必须满足几何相容条件，即变形后的固体既不可以引起“空隙”，也不产生“挤入”现象。

（是）

（3）构件在载荷作用下发生的变形，包括构件尺寸的改变和形状的改变。

（是）

（4）应力是内力分布集度。

（是）

（5）材料力学主要研究构件弹性范围内的小变形问题。

（是）

（6）若物体产生位移，则必定同时产生变形。

（非）

（7）各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的变形。

（F）

（8）均匀性假设认为，材料内部各点的力学性质是相同的。

（是）

（9）根据连续性假设，杆件截面上的内力是连续分布的，分布内力系的合力必定是一个力。

（非）

（10）因为构件是变形固体，在研究构件的平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。

（非）

1-2填空题

（1）根据材料的主要性质对材料作如下三个基本假设：

连续性假设、均匀性假设、

各向同性假设。

（2）工程中的强度，是指构件抵抗破坏的能力；刚度，是指构件抵抗变形的能力。

（3）保证构件正常或安全工作的基本要求包括强度，刚度，和稳定性三个方面。

（4）图示构件中，杆1发生拉伸变形，杆2发生压缩变形，

杆3发生弯曲变形。

（5）认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了物质，这样的假设称为连续性假设。

根据这一假设构件的应力，应变和位移就可以用坐标的连续函数来表示。

（6）图示结构中，杆1发生弯曲变形，构件2

发生剪切变形，杆件3发生弯曲与轴向压缩组合。

变形。

（7）解除外力后，能完全消失的变形称为弹性变形，不能消失而残余的的那部分变形称为塑性变形。

（8）根据小变形条件，可以认为构件的变形远小于其原始尺寸。

1-3选择题

（1）材料力学中对构件的受力和变形等问题可用连续函数来描述；通过试件所测得的材料的力学性能，可用于构件内部的任何部位。

这是因为对可变形固体采用了（A）假设。

（A）连续均匀性；（B）各向同性；（C）小变形；（D）平面。

（2）研究构件或其一部分的平衡问题时，采用构件变形前的原始尺寸进行计算，这是因为采用了（C）假设。

（A）平面；（B）连续均匀性；（C）小变形；（D）各向同性。

（3）下列材料中，不属于各向同性材料的有（D）

（A）钢材；（B）塑料；（C）浇铸很好的混凝土；（D）松木。

（4）关于下列结论：

1）同一截面上正应力s与切应力t必相互垂直。

2）同一截面上各点的正应力s必定大小相等，方向相同。

3）同一截面上各点的切应力t必相互平行。

现有四种答案，正确答案是（A）

（A）1对；（B）1、2对；（C）1、3对；（D）2、3对。

（5）材料力学中的内力是指（D）

（A）构件内部的力；

（B）构件内部各质点间固有的相互作用力；

（C）构件内部一部分与另一部分之间的相互作用力；

（D）因外力作用，而引起构件内部一部分对另一部分作用力的改变量

（6）以下结论中正确的是（B）

（A）杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和；（B）应力是内力的集度；

（C）杆件某截面上的应力是该截面上内力的平均值；（D）内力必大于应力。

（7）下列结论中是正确的是（B）

（A）若物体产生位移，则必定同时产生变形；

（B）若物体各点均无位移，则该物体必定无变形；

（C）若物体无变形，则必定物体内各点均无位移；

（D）若物体产生变形，则必定物体内各点均有位移。

（8）关于确定截面内力的截面法的适用范围，有下列说法正确的是（D）

（A）等截面直杆；

（B）直杆承受基本变形；

（C）不论基本变形还是组合变形，但限于直杆的横截面；

（D）不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。

练习2轴力与轴力图

2-1、等直杆受力如图示，求杆内最大轴力FNmax=50kN

和最小轴力FNmin=-5kN。

2-2试求图示拉杆截面1-1，2-2，3-3上的轴力，并作出轴力图。

解：

；；。

2-3、试作图示各受力杆的轴力图。

解：

2-4、已知，试绘出图示杆件的轴力图

2-5、如图示受力杆，已知杆件的质量密度为，，考虑杆件自重，试作杆件的轴力图。

（取m/s2）

2-6、图（a）所示直杆受轴向力作用，已知轴力图如图（b）所示。

试绘出杆（a）所受的外力的方向和作用点，并标出力的值。

练习3轴向拉压杆的应力

3-1是非题

（1）拉杆伸长后，横向会缩短，这是因为杆有横向应力存在。

（非）

（2）任何轴向受拉杆件中，横截面上的最大正应力都发生在轴力最大的截面上。

（非）

（3）构件内力的大小不但与外力大小有关，还与材料的截面形状有关。

（非）

（4）杆件的某横截面上，若各点的正应力均为零，则该截面上的轴力为零。

（是）

（5）两相同尺寸的等直杆CD和，如图示。

杆CD受集中力F作用（不计自重），杆受自重作用，则杆CD中，应力的大小与杆件的横截面面积有关，杆中，应力的大小与杆件的横截面面积无关。

（是）

第（5）题图第（6）题图

（6）图示受力杆件，若AB，BC，CD三段的横截面面积分别为A，2A，3A，则各段横截面的轴力不相等，各段横截面上的正应力也不相等。

（非）

3-2选择题

（1）等直杆受力如图所示，其横截面面积，问给定横截面m-m上正应力的四个答案中正确的是（D）

（A）（压应力）；（B）（压应力）；

（C）（压应力）；（D）（拉应力）。

（2）等截面直杆受轴向拉力F作用发生拉伸变形。

已知横截面面积为A，以下给出的横截面上的正应力和斜截面上的正应力的四种结果，正确的是（A）

（A），；（B），；

（C），；（D），。

（3）如图示变截面杆AD，分别在截面A，B，C受集中力F作用。

设杆件的AB段，BC段和CD段的横截面面积分别为A，2A，3A，横截面上的轴力和应力分别为，试问下列结论中正确的是（D）。

（A），

（B），

（C），

（D），

（4）边长分别为和的两正方形截面杆，其两端作用着相同的轴向载荷，两杆横截面上正应力比为（C）。

（A）1∶2；（B）2∶1；（C）1∶4；（D）4∶1

3-3、图示轴向拉压杆的横截面面积，载荷，纵向分布载荷的集度，。

试求截面1-1的正应力和杆中的最大正应力。

解：

杆的轴力如图，则截面1-1的正应力

最大正应力

3-4、图示中段开槽的杆件，两端受轴向载荷F作用，已知：

，截面尺寸，，。

试计算截面1-1和截面2-2上的正应力。

解：

截面1-1上的正应力

截面2-2上的正应力

3-6、等截面杆的横截面面积为A=5cm2，受轴向拉力F作用。

如图示杆沿斜截面被截开，该截面上的正应力sa=120MPa，，切应力ta=40MPa，试求F力的大小和斜截面的角度a。

解：

由拉压时斜截面a上的应力计算公式

，

则，

轴向拉力

练习4轴向拉压杆的变形、应变能

4-1选择题

（1）阶梯形杆的横截面面积分别为A1=2A，A2=A，材料的弹性模量为E。

杆件受轴向拉力P作用时，最大的伸长线应变是（D）

（A）；（B）

（C）；（D）

（2）变截面钢杆受力如图所示。

已知P1=20kN，P2=40kN，

l1=300mm，l2=500mm，横截面面积A1=100mm2，A2=200mm2，

弹性模量E=200GPa。

杆件的总变形量是（C）

（A）

（B）

（C）

（D）

由上面解题过程知AB段的缩短变形Dl2=-0.25mm，BC段的伸长变形Dl1=0.3mm，则C截面相对B截面的位移是（B）

A）；（B）

（C）；（D）

C截面的位移是（C）

（A）；（B）

（C）；（D）

（3）图a、b所示两杆的材料、横截面面积和受力分别相同，长度l1>l2。

下列各量中相同的有

（A，C，D），不同的有（B，E）。

（A）正应力；（B）纵向变形；

（C）纵向线应变；（D）横向线应变；

（E）横截面上ab线段的横向变形

（4）图（a）所示两杆桁架在载荷P作用时，两杆的伸长量分别为Dl1和Dl2，并设Dl1>Dl2，则B节点的铅垂位移是（C）

（A）；

（B）用平行四边形法则求得后，（图b）；

（C）如图（c）所示，作出对应垂线的交点后，

（D）

（5）阶梯状变截面直杆受轴向压力F作用，其应变能Ve应为（A）

（A）；（B）；

（C）；（D）。

（6）图示三脚架中，设1、2杆的应变能分别为V1和V2，下列求节点B铅垂位移的方程中，正确的为（A）

（A）；（B）；

（C）；（D）。

4-2、如图示，钢质圆杆的直径，，弹性模量。

试求杆内最大应变和杆的总伸长。

解：

杆的轴力如图

练习5材料拉伸和压缩时的力学性能

选择题

1、以下关于材料力学一般性能的结论中正确的是（A）

（A）脆性材料的抗拉能力低于其抗压能力；（B）脆性材料的抗拉能力高于其抗压能力；

（C）塑性材料的抗拉能力高于其抗压能力；（D）塑性材料的抗拉能力高于其抗剪能力。

2、材料的主要强度指标是（D）

（A）（B）和ψ；（C）D）。

3、铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成？

破坏断面在什么方向？

以下结论中正确的是（C）

（A）切应力造成，破坏断面在与轴线夹角45º方向；

（B）切应力造成，破坏断面在横截面；

（C）正应力造成，破坏断面在横截面；

（D）正应力造成，破坏断面在与轴线夹角45º方向。

4、对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常以表示屈服极限。

其定义正确的是（C）

（A）产生2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；

（B）产生0.02%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；

（C）产生0.2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；

（D）产生0.2%的应变所对应的应力值作为屈服极限。

5、工程上通常以伸长率区分材料，对于脆性材料有四种结论，正确的是（A）

（A）（B）（C）（D）

6、进入屈服阶段以后，材料发生一定变形。

则以下结论正确的是（D）

（A）弹性；（B）线弹性；（C）塑性；（D）弹塑性。

7、关于材料的塑性指标有以下结论，正确的是（C）