习题 材料力学部分精品文档10页.docx
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一、填空题（请将答案填入划线内。
）
一般说来，“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。
杨士勋（唐初学者，四门博士）《春秋谷梁传疏》曰：
“师者教人以不及，故谓师为师资也”。
这儿的“师资”，其实就是先秦而后历代对教师的别称之一。
《韩非子》也有云：
“今有不才之子……师长教之弗为变”其“师长”当然也指教师。
这儿的“师资”和“师长”可称为“教师”概念的雏形，但仍说不上是名副其实的“教师”，因为“教师”必须要有明确的传授知识的对象和本身明确的职责。
1、材料力学是研究构件，，计算的科学。
单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。
让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。
这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。
2、构件在外力作用下，抵抗_______的能力称为强度,抵抗_______的能力称为刚度，保持_______________的能力称为稳定性。
这个工作可让学生分组负责收集整理,登在小黑板上,每周一换。
要求学生抽空抄录并且阅读成诵。
其目的在于扩大学生的知识面,引导学生关注社会,热爱生活,所以内容要尽量广泛一些,可以分为人生、价值、理想、学习、成长、责任、友谊、爱心、探索、环保等多方面。
如此下去,除假期外,一年便可以积累40多则材料。
如果学生的脑海里有了众多的鲜活生动的材料,写起文章来还用乱翻参考书吗?
3、在强度计算中，根据强度条件可以解决三方面的问题：
即、、和。
4、杆件变形的基本形式有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。
5、研究杆件内力的基本方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
6、材料的破坏通常分为两类，即＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿。
7.杆件沿轴向方向伸长或缩短，这种变形形式称为。
8.在低碳钢的拉伸试验中，材料的应力变化不大而变形显著增加的现象称为。
9.因截面形状尺寸突变而引起局部应力增大的现象，称为。
10、低碳钢拉伸图可以分为四个阶段，它们分别是________阶段，________阶段，_________阶段和_______阶段。
11.扭转的变形特点是截面绕轴线发生相对
12.直杆受力后，杆件轴线由直线变为曲线，这种变形称为。
13、矩形截面杆最大的扭转剪应力发生在＿＿；最大的弯曲剪应力发生在＿＿＿。
τ
14、根据弯曲正应力强度条件，截面的合理程度由＿＿＿值决定。
15.梁的弯矩方程对轴线坐标x的一阶导数等于____________方程。
16、描述梁变形通常用——和——两个位移量。
17.梁有三种类型，即，、和
18、单元体内切应力等于零的平面称为，该平面上的应力称为
19.由构件内一点处切取的单元体中，正应力最大的面与切应力最大的面夹角为__________度。
20、构件某点应力状态如右图所示，则该点的主应力分别为＿＿＿。
21.横力弯曲时，矩形截面梁横截面中性轴上各点处于____________应力状态。
22.圆轴弯扭组合变形时，除轴心外，各点处的三个主应力σ1，σ2，σ3中，等于零的主应力是____________。
23、压杆的柔度，综合反映了影响压杆稳定性的因素有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。
24、交变应力作用下，影响构件疲劳极限的主要因素有：
构件的影响，构件的影响及构件_____________的影响。
25.对称循环交变应力的应力循环特性r等于____________。
26、简支梁承受集中载荷如图所示，则梁内C点处最大正应力等于。
27、如图所示两梁的材料和截面相同，则两梁的最大挠度之比
。
28、受力构件内的一点应力状态如图所示，其最小主应力等于。
29、如图所示，两梁的几何尺寸相同：
（b）最大弯矩是（a）梁的倍。
30、图示杆的抗拉（压）刚度为EA，杆长为2l，则杆总伸长量Δl=__________，杆内纵
向最大线应变εmax=____________。
二、选择题（请将答案的序号填入划线内。
）
1、杆件的强度、刚度和稳定性＿＿＿＿＿＿＿。
（A）只与材料的力学性质有关；（B）只与构件的形状尺寸有关；
（C）与二者都有关； （D）与二者都无关。
2.轴向拉伸或压缩时，直杆横截面上的内力称为轴力，表示为（）
A.
B.FSC.
D.
3.假设变形固体在其整个体积内毫无间隙地充满了物质，且各处的材料（）都相同，这就是均匀连续性假设。
A.强度B.硬度C.力学性能D.塑性
4、（）的横截面是轴向拉压杆件的危险截面。
（A）轴力最大；（B）正应力最大；
（C）面积最小；（D）位移最大。
5、进入屈服阶段后，材料发生＿＿＿＿＿变形。
（A）弹性；（B）线弹性；（C）塑性；（D）弹塑性。
6、工程上通常把延伸率＿＿＿＿＿＿＿＿＿的材料称为脆性材料。
（A）δ<5%；（B）δ<0.5%；（C）δ>5%；（D）δ>0.5%
7.材料的塑性指标有（）
A.σb和δB.σS和ψ
C.σU和δD.δ和ψ
8.低碳钢的极限应力是（）
A.σeB.σpC.σsD.σb
9、低碳钢试件扭转破坏是＿＿＿＿＿。
（A）沿横截面拉断； （B）沿45度螺旋面拉断；
（C）沿横截面剪断； （D）沿45度螺旋面剪断；
10.铸铁圆轴受扭转破坏时是（）
A.在与轴线成45o倾角的螺旋面上断裂，是由于最大拉应力过大引起的。
B.在与轴线成45o倾角的螺旋面上断裂，是由于最大剪应力过大引起的。
C.沿横截面上断裂，是由于最大拉应力过大引起的。
D.沿横截面上断裂，是由于最大剪应力过大引起的。
11.插销穿过水平放置的平板上的圆孔（如右图），在其下端受有拉力P。
则插销的剪切面面积和挤压面面积分别等于（）
A.
；B.
C.
；D.
12.图示拉杆用四个直径都为d的铆钉固定在连接板上，拉力为P，各铆钉的受力相同，则铆钉的剪切强度条件为（ ）
A、
B、
C、
D、
13.在剪切实用计算中，假定切应力在剪切面上是____________分布的。
14.挤压强度条件是，挤压应力不得超过材料的（）
A.许用挤压应力B.极限挤压应力
C.最大挤压应力D.破坏挤压应力
15、直径为D的实心圆轴两端受扭转力矩作用，轴内最大剪应力为τ，若轴的直径改为D／2，则轴内的最大剪应力变为＿＿＿。
（A）2τ; （B）4τ;（C）8τ;（D）16τ.
16.空心圆轴，其内外径之比为
，扭转时轴内最大剪应力为
，这时横截面上内边缘的剪应力为（）。
A.0B.
C.
D.
17.影响圆轴扭转角大小的因素是（）
A.扭矩、材料、轴长B.扭矩、轴长、抗扭刚度
C.扭矩、材料、截面尺寸D.扭矩、轴长、截面尺寸
18、简支梁跨长为L，中截面上受集中力P作用，若将P改为Q＝P／L的
均布力，则梁内最大弯矩M和最大剪力V的变化情况是＿＿＿＿＿。
（A）M减小，V不变； （B）二者都不变；
（C）V减小，M不变； （D）二者都减小；
19、高度等于宽度两倍的矩形截面梁，在载荷作用下发生平面弯曲，若将
竖放改为平放，其它条件不变，则梁的强度＿＿＿＿＿＿＿。
（A）提高到原来的2倍； （B）提高到原来的4倍；
（C） 降低到原来的1／2； （D）降低到原来的1／4
20、在等值梁的最大弯矩所在附近，局部加大横截面尺寸＿＿＿＿＿。
（A）仅对提高梁的强度是有效的；（B）仅对提高梁的刚度是有效的；
（C）对提高梁的强度和刚度都有效；（D）对提高梁的刚度和强度都无效；
21.关于梁中内力变化规律，下列（）说法是正确的。
A.集中外力作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值也有突变。
B.集中外力作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值无突变。
C.集中外力偶作用的横截面，剪力Q值有突变，弯矩M值也有突变。
D.集中外力偶作用的横截面，剪力Q值无突变，弯矩M值也无突变。
22.从弯曲强度的角度考虑，梁横截面合理设计的原则是（）
A.采用与中心轴对称的截面。
B.采用实心截面。
C.采用抗弯截面模量与截面积之比尽可能大的截面。
D.将尽可能多的材料放置在中心轴附近。
23.一铸铁简支梁受力如图所示，当其横截面分别按图示（a）、（b）两种情况放置，则梁的（）。
A.强度相同，刚度不同B.强度不同，刚度相同
24.某机轴材料为45号钢，工作时发生弯扭组合变形，对其进行强度计算时，宜采用（）强度理论。
A.第一或第二B.第二或第三C.第三或第四D.第四或第一
25.对称循环交变应力的应力循环特性r等于（）
A.-1B.0C.0.5D.1
C.强度、刚度均相同D.强度、刚度均不相
26.斜弯曲实质上是（）的组合变形。
A．两个平面弯曲B.轴向拉伸（压缩）与平面弯曲
C.轴向拉伸（压缩）与剪切D.平面弯曲与扭转
27、图示杆件的拉压刚度为EA，在外力作用下，其变形能U的表达式为（）
（A）P2l/2EA-P2b/2EA
（B）P2a/2EA+P2b/2EA
（C）P2l/2EA+P2b/2EA
（D）P2a/2EA
28、图中所示四个单元体中标示正确的是（）。
（图中应力单位为MPa）
29.下列不属于组合变形的是（）。
A.拉伸与压缩B.扭转与弯曲C.拉伸与弯曲D.扭转与剪切
30、对于细长压杆来说，杆端的约束越强，则（）。
（A）长度系数越小，临界载荷越大；（B）长度系数越大，临界载荷越大；
（C）长度系数越小，临界载荷越小；（D）长度系数越大，临界载荷越小。
31.疲劳失效的特点如下，试分析哪个答案是错误的（）。
A.疲劳极限高于静强度极限。
B.疲劳失效呈现脆性断裂。
C.在交变应力作用下，需经过一定的应力循环才发生破坏。
D.破坏断口上，通常出现两个区域：
光滑区和粗糙区。
32.材料力学中下列正确的陈述应为（）：
（1）杆的简单拉伸其拉力必须与杆的轴线重合
（2）杆的简单压缩可适用于大柔度杆件
（3）杆件剪切应力计算公式基于剪应力在受剪截面上均匀分布的假设
（4）杆件的扭转计算公式适用于矩形截面杆
A.
（1），（3）B.
（2），（3）C.（3），4.D.
（1），
（2）
33、从构件某点取出的原始单元体为如图所示的纯剪切应力状态，则用第三强度理论建立的强度条件为（）。
A.τ≤[σ]B.（1+μ）τ≤[σ]
C.2τ≤[σ]D.3τ≤[σ]
34、研究超静定问题的一般方法是（）
A.静力平衡。
B.节点法或截面法。
C.综合考虑几何方程、物理方程和静力平衡方程三方面因素。
D.虎克定律。
35、作刚架内力图规定，弯矩图画在杆件的（）。
A．上边一侧B．右边一侧C．受拉一侧D．受压一侧
36、细长杆AB受轴向压力P作用，如图示。
设杆的临界力为Plj，则下列结论中是正确的。
A.仅当PB.当P＝Plj时，杆AB的轴线仍保持直线，杆件不出现弯曲变形；
C.当P＞Plj时，杆AB不可能保持平衡；
D.为保证杆AB处于稳定平衡状态，应使P＜=Plj。
三、分析简答题
1.低碳钢拉伸过程有哪几个阶段？
写出主要性能指标。
在图示低碳钢和铸铁拉伸试验的“应力—应变”图上，注明材料的强度指标（名称和代表符号），并由图判断：
_______是脆性材料，_______是塑性材料。
2．试写出图示结构的剪切面面积和挤压面积
3．若将圆形截面杆的直径增加一倍，试问杆的抗拉刚度、抗扭刚度和抗弯刚度各增加多少倍？
4.结合工程实际，试简述提高梁弯曲强度的主要措施。
5.已知梁ABC的抗弯刚度为常数，受力如图所示。
（1）试画出梁的弯矩图
（2）写出梁的位移边界条件和连续光滑条件
（3）根据梁的弯矩和支承条件，画出挠曲轴的大致形状
6、图示圆截面悬臂梁,受力如图示.
（1）试指出危险截面和危险点的位置？
（2）并画出危险点应力状态单元体.
7．试用单元体表示图示圆截面杆表面
点的应力状态，已知杆的直径为
。
8. 图示矩形截面悬臂梁,在B截面上分别受水平力P及铅垂力P的作用，试指出危险截面和危险点的位置？
9．在设计图示细长压杆时，有正方形和圆形两种截面可供选择，它们的面积相同。
试判断哪种截面的稳定性好？
10.压杆分为哪三种类型?
适用欧拉公式与直线经验公式计算的各为哪一种压杆?
11、写出图示悬臂梁自由端B的挠度表达式。
12、用积分法求图示梁的转角和挠度时，应分几段积分?
出现几个积分常数?
写出确定这些积分常数的边界条件及连续性条件。
13、图示钢桁架中各杆的横截面及材料相同，在节点A承受竖直向下的集中力P。
若力的方向改为向上，其它条件不变，则结构的稳定性将会增加还是降低？
14、画出图示阶梯形圆轴的扭矩图，用图中m和d写出圆轴最大剪应力的计算式，并指出其作用点位置。
15、微体各面的应力如图所示，试求主应力的大小和最大切应力。
五、计算题
1、图中的
螺栓内径
=10.1mm，拧紧后在计算长度
=800mm上产生的总伸长
=0.03mm。
钢的弹性模量
=200GPa。
试计算螺栓内的应力和螺栓的预紧力。
2、试求图示杆件斜截面m-m上的正应力和切应力。
3、阶梯状直杆受力如图所示，已知AB段横截面面积AAB＝800mm2，BD段的横截面面积ABD＝1200mm2，材料的弹性模量E＝200Gpa。
试求整个杆的总变形量。
4、CG为刚体，BC为铜杆，DG为钢杆，两杆的横截面面积分别为A1和A2,长度分别为l1和l2，弹性模量分别为E1和E2。
如要求CG杆始终保持水平位置，试求x
5、实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起，如图所示。
已知轴的转速n=100r/min，传递的功率p=7.5kw，材料的许用应力[σ]=40Mpa。
试选择实心轴的直径d1和内外径比值为1/2的空心轴的外径D2
6、某传动轴如图示，齿轮2为主动轮，齿轮1消耗功率为1.5KW，齿轮3消耗的功率为5.8KW，轴的转速为230转/分，材料为A3号钢，G=80GPa,
=1.50/m。
试设计轴的直径。
7、矩形截面悬臂梁如图所示，已知
，
，
，
。
试确定此梁横截面的尺寸。
8、铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示，C为T形截面的形心，惯性矩Iz=6031×104mm4，材料的许用拉应力
，许用压应力
，试校核梁的强度。
9.简支梁如图所示，l=2m，a=0.2m,截面为圆形，d=150mm,梁上的载荷F=200kN。
材料的许用应力为[σ]=160MPa，[τ]=100MPa。
试校核该梁的强度
10、D1=40mm，
。
试分别计算它们的最大正应力。
并求空心截面比实心截面的最大正应力减小了百分之几？
11、如右图所示矩形截面外伸梁，在外伸端A、D处分别作用集中力F。
已知材料的许用应力[σ]＝120Mpa，b＝30mm，h＝60mm，试求梁的最大许用载荷[F]。
12、图示结构中，梁为16号工字钢；拉杆的截面为圆形，d=10mm。
两者均为A3钢，E=200GPa。
试求梁及拉杆内的最大正应力。
（附16号工字钢：
，
）
13、薄壁圆筒扭转-拉伸试验的示意图如图所示，若
；
，且
，
，试求圆筒上A点在指定斜截面上的应力。
14、图示圆截面悬臂梁，已知P＝4KN，M＝2KN·m，L=1m，d=80mm，材料[б]=170MPa，不计弯曲剪应力，试按第三强度理论对梁作强度校核。
15.边长为0.1m的铜立方块，无间隙地放入变形可略去不计的刚性凹槽中（图（a））。
已知铜的弹性模量E=100GPa，泊松比ν=0.34。
当铜块受到了F=300kN的均匀压力作用时，试求铜块的三个主应力的大小。
16、绞车轴的直径d=30mm，如许用应力
=80MPa，试按第三强度理论计算绞车所能吊起的最大许可载荷。
17．图示矩形截面拉杆受偏心拉力F作用，用电测法测得该杆表面A、B两点的轴向线应变分别为
和
。
试证明偏心距
。
18、新195型柴油机的挺杆长度L=257mm，直径d=8mm，弹性模量E=210GPa，作用于挺杆的最大轴向压力为1.76kN。
已知稳定安全系数
=3，试校核挺杆的稳定性。
19．如图所示圆筒形薄壁容器（壁厚t远小于直径D），
受到流体内压力
的作用。
试求筒壁外表面任一点M
处的最大正应力和最大剪应力。
20、圆周直径d=20mm，受力如图所示。
在轴的上边缘A点处，测得纵向线应变εa=4⨯10-4；在水平直径平面的外侧B点处，测得ε-45=4⨯10-4。
材料的弹性模量E=200GPa，泊松比υ=0.25。
求作用在轴上的荷载F、力偶m的大小
21、图示梁，已知a和q,试建立其剪力方程、弯矩方程，作剪力图和弯矩图，标明端值，并确定|FS|max和|M|max。
22、图示结构，梁AB和杆CD是同种材料制成，已知许用应力为[σ]=160Mpa，，CD杆的直径d=20mm，AB梁的截面为70*120mm2的矩形，试求许可荷载[P]的值。
23、
所示外伸梁为等截面Ｔ形梁，截面对中性轴Z的惯性矩Ｉz=1.36×106（mm4），制成该梁的材料拉、压强度不相等，其许用拉应力［σt］＝60MPa，许用压应力［σc］＝150MPa，试确定作用在外伸梁自由端处的集中力P的许可值。
图中尺寸单位为mm。
24、一结构受力如图所示，拉杆AB为圆截面钢杆，其许用应力[σ]AB=160Mpa，梁ED为正方形截面梁，其许用应力[σ]EB=160Mpa，已知q=300Kn/m。
试校核该梁的强度并确定拉杆AB的直径。
25、试建立图示梁的剪力方程、弯矩方程，作剪力图和弯矩图，标明端值，并确定|FS|max和|M|max。
26、如图所示直径d=40mm的实心钢圆轴，在某一横截面上的内力分量为N=10kN,M=1kNm,已知此轴的许用应力[σ]=150Mpa，试按第三强度理论校核该轴的强度。
27、弓形夹紧器如图，若夹紧力P=2KN，距离e=120mm，立柱为矩形截面，其h=25mm，［σ］=160MPa，试设计截面尺寸b。
28、图所示托架，实心圆截面杆BD的直径为d=32mm，长度l=1m，两端可视为球铰，材料为Q235钢，E=200GPa，σs=240MPa，λp=100，λs=60，临界应力经验公式为σcr=a-bλ，其中a=310MPa，b=1.14MPa。
（1）试按杆BD的稳定条件求托架的临界力Pcr；
（2）若已知实际载荷P=3kN，稳定安全系数[nst]=2，问此托架在稳定性方面是否安全？
29、外伸木梁各部分的尺寸和所受载荷如图所示。
设梁材料的许用应力［σ］=10MPa。
试：
（1）作梁的剪力图和弯矩图；
（2）校核梁的正应力强度。
30、试建立图示梁的剪力方程、弯矩方程，作剪力图和弯矩图，标明端值，并确定|FS|max和|M|max。
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