材料力学网上作业题参考答案1014Word格式文档下载.docx

1、8 一桅杆起重机如图所示，起重杆 AB为一钢管，其外径 D = 20 mm，内径d 18 mm;钢绳CB的横截面面积为10 mm2。已知起重量 F = 2 000 N，试计算起重杆和钢丝绳横截面上的应力。9 一长为300 mm的钢杆，其受力情况如图所示。已知杆横截面面积 材料的弹性模量 E = 200 GPa，试求：（1） AC、CD、DB各段横截面上的应力和纵向变形；（2） AB杆的总纵向变形。A=1000 mm 2,IDoF=20 kN10. 一圆截面阶梯杆受力如图所示， 已知材料的弹性模量 E = 200 GPa，试求各段的横截面上应力和纵向应变。40g oo20r=40 kN11.如图

2、所示结构的 AB杆为钢杆，其横截面面积 Ai= 600 mm2,许用应力=140 MPa ; BC杆为木杆，第二章剪切直径。2.销钉式安全离合器如图所示，允许传递的外力偶矩 M =0.3 kN m，销钉材料的剪切强度极限MPa，轴的直径 D = 30 mm，为保证 M 300 N m时销钉被剪断，试求销钉的直径 d。1. 剪切2.剪力3.剪切面4.挤压面5.挤压应力6.挤压力1. 切应力与正应力有何区别？2. 挤压面与计算挤压面是否相同？3. 挤压与压缩有什么区别？4. 连接件上的剪切面、挤压面与外力方向有什么关系？5. 构件连接部位应满足哪几方面的强度条件？如何分析连接件的强度?6. 挤压面

3、为半圆柱面时，如何找挤压面？7. 在剪切问题中，挤压应力进行什么假设？ 二、计算题1. 一螺栓连接如图所示，已知 F=200 kN , =20 mm,螺栓材料的许用切应力 =80 MPa，试求螺栓的b=3603.冲床的最大冲力为 400 kN，冲头材料的许用应力=440 MPa，被冲剪钢板的剪切强度极限 MPa。试求在最大冲力作用下所能冲剪圆孔的最小直径 d和钢板的最大厚度 。kN，试问材料的剪切强度极限为多少剪断试件时的外力4.已知图示铆接钢板的厚度 =10 mm,铆钉的直径为d=17 mm,铆钉的许用切F=50.26. 图示夹剪，销子 C的直径为6 mm，剪直径与销子直径相同的铜丝时，若力

4、 F=200 N，a=30 mm，b=150mm，求铜丝与销子横截面上的平均切应力。第三章扭转1. 扭转2.扭矩3.扭转角4.剪切胡克定律 5.单位长度扭转角1. 当单元体上同时存在切应力和正应力时，切应力互等定理是否仍然成立？2. 在切应力作用下，单元体将发生怎样的变形？3. 从强度方面考虑，空心圆截面轴为什么比实心圆截面轴合理？4. 从强度方面考虑，空心圆截面轴的壁厚是否愈薄愈好？5. 如何计算圆轴的扭转角？其单位是什么？6. 圆轴扭转时，何谓抗扭刚度？7. 圆轴扭转时，横截面上的切应力如何分布？8. 圆轴扭转时，如何判断扭矩的正负号？9. max是否相直径d和长度I都相同，而材料不同的两

5、根轴，在相同的扭矩作用下，它们的最大切应力t 同？扭转角是否相同？为什么？10. 如图所示的两个传动轴，试问哪一种轮的布置对提高轴的承载能力有利？为什么?pD432WtWt外一 Wt内=D1611. 一空心圆轴的截面如图所示，它的极惯性矩 Ip和抗扭截面系数 Wp是否可以按下式计算?二、计算题2试求图示各轴在指定横截面 1-1 , 2-2和3-3上的扭矩，并在各截面上表示出扭矩的转向。并在各截面上表示出扭矩的转向。6 kN m1 kNin J / .2 1（1（ tU 02 kNm 【2 2kNm 33.试绘出下列各轴的扭矩图，并求 |T|maxM 3M 2M4试绘出下列各轴的扭矩图，并求 |

6、T|max3M M 4M5. 试绘下列各轴的扭矩图，并求出 |T|max已知Ma = 200 N m , Mb = 400 N m ,M c=600N m。mb mc6. 试绘下列各轴的扭矩图，并求出 |T|max已知Ma = 200 N m , Mb = 400 N m ,叫 Me M冲7. 一传动轴如图所示，已知 Ma = 1.3 N m, Mb=3 N m, Mc=1 N m, Md=0.7 N m；各段轴的直径分另U为： dAB=50 mm , dBc=75mm , d cd=50 mm（1） 画出扭矩图；（2） 求1-1 ,2-2 ,3-3截面的最大切应力。8. 图示的空心圆轴，外径

7、 D = 80 mm，内径d = 62.5 mm，承受扭矩 T =1 000 N m。（1） 求 max, min ；（2） 绘出横截面上的切应力分布图； 求单位长度扭转角，已知 G= 80 x 103MPa。9. 已知变截面钢轴上的外力偶矩 Mb=1800 N m , M c= 1200 N m，试求最大切应力和最大相对扭转角。已知 G= 80 x 103MPa。10. 一钢轴的转速 n= 240 r/min。传递功率 P = 44. 1 kw。已知=40 MPa =1（。）/m, G= 80 x 103MPa，试按强度和刚度条件计算轴的直径。11. 图示实心轴通过牙嵌离合器把功率传给空心轴

8、。传递的功率 P =7. 5 kW，轴的转速n=100 r/min，试选择实心轴直径 d和空心轴外径 d2。已知d1/d2=0.5, =40 MPa 。XJ12. 船用推进器的轴，一段是实心的，直径为 280 mm，另一段是空心的，其内径为外径的一半。在两段产生相同的最大切应力的条件下，求空心部分轴的外径 D。13. 一传动轴传递功率 P=3kW，转速n=27 r/min，材料为45钢，许用切应力=40MPa，试计算轴的直径。14. 一钢制传动轴，受扭矩 T=4 kN m,材料的剪切弹性模量 G=80x103MPa，许用切应力=40 MPa, 单位长度的许用扭转角=1/m,试计算轴的直径。15

9、. T为圆杆横截面上的扭矩，试画出截面上与 T对应的切应力分布图。第四章弯曲内力1.梁2.纵向对称面 3.对称弯曲4.剪力5.弯矩6.剪力方程7.弯矩方程1. 在集中力作用处，梁的剪力图和弯矩图各有什么特点？2. 在集中力偶作用处，梁的剪力图和弯矩图各有什么特点?3. 在梁弯曲变形时，dFs在剪力图中有什么意义？dx4.在梁弯曲变形时,dM在弯矩图中有什么意义?各截面无限趋近于梁上 C点。各截面无限趋近于梁上 c点。3|1IB236. 在梁弯曲变形时，横截面上有几种内力？如何规定正负号?7. 在梁弯曲变形时，用什么方法能快速求出横截面上的内力？ 8根据梁的支撑情况，在工程实际中常见的梁有几种形

10、式？1试求下列梁指定截面 1 1、2 2上的剪力Fs和弯矩q *C1 if一JA2试求下列梁指定截面 1 1、2 2上的剪力Fs和弯矩22截面无限趋近于梁上 A点。3试求下列梁指定截面 1 1、2 2上的剪力Fs和弯矩iiiuuijumnk4试求下列梁指定截面 1 1、2 2上的剪力FS和弯矩M。各截面无限趋近于梁上 B点。B Ci佗 i12I q6试求下列梁指定截面 1 1、2 2上的剪力Fs和弯矩M。各截面无限趋近于梁上 A点。7试列出下列梁的剪力方程和弯矩方程，作剪力图和弯矩图,并求|Fs| max 和 |M| max。（2i 8试列出下列梁的剪力方程和弯矩方程，作剪力图和弯矩图,|Fs

11、| max 和|M| max。陆11Jm| V 1|Fs| max 和 |M|max。|Fs|max和 |M| max。10.不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出F=200N| A/cljON.mC11.不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出dinmniBOA m12. 不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出13. 不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出0.2 mAfe-tON-mB J14. 不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出15.不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和

12、弯矩图，并求出1A 4i 丿_ L |16. 不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出17. 不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出F=! kN18. 7=2 kN/m |ILJIlUv U c一 一 5丄Lm J不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出19. 不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出20. c2a21. |Fs| max max。22. 不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出23. 不列剪力方程和弯矩方程，试作以下各梁的剪力图和弯矩图，并求出F=qQ24. qHTTP一 口

13、亠2a 2丄a 一 第五章弯曲应力、名词解释1. 横力弯曲2.纯弯曲3.中性层4.中性轴5.抗弯截面系数 6.抗弯刚度1. 惯性矩和抗弯截面系数各表示什么特性？2. 惯性矩和抗弯截面系数有量纲吗？如果有，是什么？3. 梁的抗弯刚度EI具有什么物理意义？它与抗弯截面系数有什么区别？4. 什么时平行移轴公式？在应用时，注意什么？5. 在梁弯曲变形时，推导横截面正应力公式时，进行了哪些假设？6. 弯曲正应力公式适用范围是什么？7. 纯弯曲时推导的正应力公式适用于横力弯曲吗？8. 平面弯曲的条件是什么？9. 提高梁抗弯强度的措施有哪些？10. 梁具有如图所示形状的横截面，如在平面弯曲下，受正弯矩作用，

14、试分别画出各横截面上的正应力沿 其高度的变化图。11.如图所示梁，指明截面哪部分受拉，哪部分受压。1. 一矩形截面梁如图所示，试计算 I-I截面上A、B、C、D各点处的正应力，并指明是拉应力还是压应 力。2. h=18mm，一外伸梁如图所示，梁为16a槽钢所制成，尺寸如下：槽钢上下高度h=63mm，z轴距上边距离为 抗弯截面模量lz=73.3cm4的最大拉应力和最大压应力。F产 6 kN匚16a0.8 m-0*8 nf3. 一矩形截面梁如图所示，已知 F =2kN,横截面的高宽比h/b =3;材料为松木，其许用应力为=8MPa。试选择横截面的尺寸。4. 一圆轴如图所示，其外伸部分为空心管状，试

15、作弯矩图，并求轴内的最大正应力。14 kN卜400十400 fe*=80MPa，试选择车轴轴径。6. 一受均布载荷的外伸钢梁如图所示，已知 q=12kN/m，材料的许用应力=160MPa。试选择此梁的工字钢抗弯截面模量。8. 求以下各图形对形心轴 z的惯性矩。t: c=1 : 3,试确定翼缘的龙丄 09T 一9. 铸铁T形截面梁如图所示。设材料的许用拉应力与许用压应力之比为 合理宽度bo3010计算图形对Y的惯性矩。11.计算各截面对中性轴z的惯性矩。第六章弯曲变形1.梁的挠曲线2.挠度3.转角4.叠加法5.静不定梁6.基本静定梁 7.多余约束1. 用什么量度量梁的变形？2. 梁的挠曲线有什么

16、特点？3. 梁弯曲变形时，如何规定梁挠度和转角的正负号？4. 在推导梁挠曲线方程时，为什么说是近似微分方程？5. 有哪些方法求解梁的变形？6. 在用积分法求解梁的变形时，如何求解积分常数？7. 在求解梁的变形时，叠加原理在什么条件下使用？8. 在设计时，一受弯的碳素钢轴刚度不够，为了提高刚度而改用优质合金钢是否合理？B截面转角和挠度。已知抗弯刚度 EI为常数。C截面转角和挠度。1 用积分法求梁的转角方程、挠曲线方程以及3用积分法求梁的转角方程、挠曲线方程以及 数。A、B截面的转角和C截面的挠度。已知抗弯刚度 EI为常|1 2 用积分法求梁的转角方程、挠曲线方程以及1 cA 11 BL 2 4用

17、积分法求梁的转角方程、挠曲线方程以及A截面的转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。川皿川山川川IA B5. 用积分法梁的转角方程、挠曲线方程以及 C截面的转角和挠度。6. 用积分法梁的转角方程、挠曲线方程以及 A、B截面的转角。7. 用叠加法求梁B截面的挠度和转角。已知梁的抗弯刚度8. 用叠加法求梁A截面的挠度和转角。已知梁的抗弯刚度 EI为常数。g （ W.niiuuuumTWlJ c 4_-1H用叠加法求梁B截面的转角和 C截面的挠度。10. 用叠加法求梁C截面的挠度和转角。 H11.用叠加法求梁 A截面的转角和 C截面的挠度。-豊q勺r= r*2 T112.已知梁的抗弯刚度 EI为常数。试

18、求梁的支座反力。第七章压杆稳定1. 稳定性2.失稳3临界压力4临界应力5.柔度6.惯性半径1. 构件的强度、刚度、稳定性有什么区别？2. 为什么直杆受轴向压力作用有失稳问题，而受轴向拉力作用就无失稳问题？3. 对于两端铰支，由 Q235钢制的圆截面杆，问杆长 I与直径d的比值应满足什么条件，才能应用欧拉公 式？4. 欧拉公式的适用范围是什么？5计算临界力时，如对中柔度杆误用欧拉公式， 或对大柔度杆误用直线公式，将使计算结果比实际情况偏大还是偏小？6. 压杆的临界力与临界应力有何区别与联系？是否临界应力愈大的压杆，其稳定性也愈好？7. 压杆的柔度反映了什么？1 图示的细长压杆均为圆截面杆，其直径

19、 d均相同，材料是 Q235钢，E=210GPa。其中：图a为两端铰支；图b为一端固定，另一端铰支；图 c为两端固定。试判别哪一种情形的临界力最大，哪种其次，哪种最小？若圆杆直径d=160 mm，试求最大的临界力 Fcr。（a） （b） （c）2. 图示压杆的材料为 Q235钢， P 200Mpa , E = 210GPa，在正视图a的平面内，两端为铰支，在俯视图b的平面内，两端认为固定。试求此杆的临界力。3. 图示的细长压杆为圆杆，其直径为 d=16cm，材料为Q235钢，E=210Gpa，两端为光滑铰支，试求最大临界力PerF 5171P4二根细长杆如图所示（a） , （ b）。El相同，

20、求二者的临界压力之比。材料力学网上作业题参考答案一、 名词解释1. 强度：构件应有足够的抵抗破坏的能力。2. 刚度：构件应有足够的抵抗变形的能力。3. 稳定性：构件应有足够的保持原有平衡形态的能力。4. 变形：在外力作用下，构件形状和尺寸的改变。5. 杆件：空间一个方向的尺寸远大于其他两个方向的尺寸，这种弹性体称为杆或杆件。6. 板或壳：空间一个方向的尺寸远小于其他两个方向的尺寸，且另两个尺寸比较接近，这种弹性体称为 板或壳。7. 块体：空间三个方向具有相同量级的尺度，这种弹性体称为块体。二、 简答题1. 答：根据空间三个方向的几何特性，弹性体大致可分为：杆件；板或壳；块体。2. 答：单杆3.

21、 答：材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。4. 答：均匀性假设；连续性假设；各项同性假设。5. 答：轴向拉伸或轴向压缩；剪切；扭转；弯曲。6. 答：杆件长度方向为纵向，与纵向垂直的方向为横向。7. 答：就杆件外形来分，杆件可分为直杆、曲杆和折杆；就横截面来分，杆件又可分为等截面杆和变截面杆等；实心杆、薄壁杆等。8. 答：若构件横截面尺寸不大或形状不合理，或材料选用不当，将不能满足强度、刚度、稳定性。如果加 大横截面尺寸或选用优质材料， 这虽满足了安全要求， 却多使用了材料，并增加了成本，造成浪费。因此，在设计时，满足强度、

22、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理 论基础和计算方法。第二章 轴向拉伸和压缩1. 内力：物体内部某一部分与另一部分间相互作用的力称为内力。2. 轴力：杆件任意横截面上的内力，作用线与杆的轴线重合，即垂直于横截面并通过其形心。这种内力称为轴力。3. 应力： A上分布内力的合力为 F。因而得到点的应力 p lim F。反映内力在点的分布密度的程A 0 A度。4. 应变：单位长度的伸长来衡量杆件的变形程度为应变。5. 正应力：作用线垂直于横截面的应力称为正应力。6. 切应力：作用线位于横截面内的应力称为剪应力或切应力。7. 伸长率：试样拉断后，试样长度由原来的 I变为li，

23、用百分比表示的比值- loo%I8. 断面收缩率：原始横截面面积为 A的试样，拉断后缩颈处的最小截面面积变为 A，用百分比表示的比值100%9.许用应力：极限应力的若干分之一。用表示。10. 轴向拉伸：杆产生沿轴线方向的伸长，这种形式称为轴向拉伸。11. 冷作硬化：把试样拉到超过屈服极限的点，然后逐渐卸除拉力，在短期内再次加载，则应力和应变大致上沿卸载时的斜直线变化。在第二次加载时，其比例极限 （亦即弹性阶段）得到了提高,但塑性变形和伸长率却有所降低，这种现象称为冷作硬化。作用于杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合。杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。归纳为以下三个步骤：截开 -假想在欲求内力截面处，把构件截成两部分。代替 -留下其中一部分，用作用于截面上的内力代替弃去部分对留下部分的作用。平衡 -建立留下部分的平衡方程，由已知的外力求出横截面上未知的内力。内力是物体内部某一部分与另一部分间相互作用的力，而应力是描述内力分布密度的程度，即单位面积上的力。内力常用单位是 N应力常用单位是 MPa极限应力