杆件的应力与强度.docx

1、杆件的应力与强度第3章 杆件的应力与强度判断1、“轴向拉压杆件任意斜截面上的内力作用线一定与杆件的轴线重合”2、“拉杆内只存在均匀分布的正应力，不存在剪应力。” 3、“杆件在轴向拉压时最大正应力发生在横截面上” 4、“杆件在轴向拉压时最大剪应力发生在与轴线成45度角的斜截面上” 5、“材料的延伸率与试件的尺寸有关。“ 6、“没有明显的屈服极限的塑性材料，可以将产生0.2应变时的应力作为屈服极限。“ 7、“构件失效时的极限应力是材料的强度极限。” 8、“对平衡构件，无论应力是否超过弹性极限，剪应力互等定理均成立。” 9、“直杆扭转变形时，横截面的最大剪应力在距截面形心最远处。” 10、“塑性材料

2、圆轴扭转时的失效形式为沿横截面断裂” 11、“对于受扭的圆轴，最大剪应力只出现在横截面上” 12、”圆轴受扭时，横截面的最大剪应力发生在距截面形心最远处。” 13、“圆轴受扭时，轴内各点均处于纯剪切状态“ 14、”薄壁圆管与空心圆管的扭转剪应力计算公式完全一样。” 15、”圆轴的扭转变形实际上是剪切变形。” 16、”圆轴扭转时，根据剪应力互等定理，其纵截面上也存在剪应力。” 17、“剪应力互等定理只适用于纯剪状态” 18、“传动轴的转速越高，则其横截面的直径应越大” 19、“受扭杆件的扭矩仅与杆件所受的外力偶矩有关，而与杆件的材料、横截面的大小以及横截面的形状无关” 20、“普通碳钢扭转屈服极

3、限s=120MPa，剪变模量G=80GPa，则由剪切虎克定律=G得到剪应变为=1.510-3rad” 21、“一等直圆杆，当受到扭转时，杆内沿轴线方向会产生拉应变。” 22、“低碳钢圆柱试件受扭时，沿450螺旋面断裂。” 23、“铸铁圆柱试件受扭时，沿横截面断裂” 24、“弯曲时梁横截面的中性轴通过截面形心。” 25、“梁的截面如图，其抗弯截面系数为WZBH2/6-bh2/6” 26、“控制弯曲强度的主要因素是最大弯矩值” 27、“设梁某段承受正弯矩的作用，则靠近顶面和靠近底面的纤维分别是伸长的和缩短的” 28、“中性轴是梁的中性层与横截面的交线。梁发生平面弯曲时，其横截面绕中性轴旋转” 29

4、、“平面弯曲时，中性轴垂直于载荷作用面” 30、“等截面梁产生纯弯时，变形后横截面保持为平面，且其形状、大小均保持不变” 31、“横力弯曲梁某截面上的最大弯曲剪应力一定位于该截面的中性轴上。” 32、“梁在横力的作用下发生平面弯曲时，横截面上最大剪应力点的正应力不一定为零“ 选择1、图示中变截面杆，受力及横截面面积如图，下列结论中正确的是 。 A：轴力相等，应力不等； B：轴力、应力均不等 C：轴力不等，应力相等 D：轴力、应力均相等 2、等直杆受力如图，横截面的面积为100平方毫米，则横截面MK上的正应力为： 。 A:-50Mpa B:-40MP C:-90Mpa D:+90MPa3、拉杆的

5、应力计算公式=N/A的应用条件是： 。 A：应力在比例极限内； B：外力的合力作用线必须沿杆件的轴线； C：应力在屈服极限内； D：杆件必须为矩形截面杆； 4、轴向拉压细长杆件如图所示，下列应力说法中正确的是 。 A：11面上应力非均匀分布，22面上均匀； B：11面上均匀分布，22面上非均匀； C：11面、22面上应力皆均匀分布； D：11面、22面上应力皆非均匀分布； 5、杆件的受力和截面如图，下列说法中，正确的是 。 A：123； B：231 C：312 ：213 6、设的面积为，那么P/代表 A：横截面上正应力；B：斜截面上剪应力； C：斜截面上正应力；D：斜截面上应力。 7、设轴向拉

6、伸杆横截面的正应力为，则45度斜截面上的正应力和剪应力分别为 。 A：/2、； B：均为； C：、/2； D：均为/2 8、轴向拉压杆，与其轴线平行的纵向截面上 。A：正应力为零、剪应力不为零； B：正应力不为零、剪应力为零； C：正应力、剪应力均不为零； D：正应力和剪应力均为零。 9、 现有两种说法： 弹性变形中，-一定是线性关系 弹塑性变形中，-一定是非线性关系 ；哪种说法正确？ A：对错； B：对对； C：错对； D：错错； 10、进入屈服阶段以后，材料发生 变形。 A：弹性；B：非线性；C：塑性；D：弹塑性； 11、钢材经过冷作硬化以后， 基本不变。 A：弹性模量； B：比例极限；

7、C：延伸率； D：断面收缩率； 12、钢材进入屈服阶段后，表面会沿 出现滑移线。 A：横截面； B：纵截面； C：最大剪应力所在面； D：最大正应力所在的面； 13、下图为某材料由受力到拉断的完整的应力应变曲线，该材料的变形过程无 。 A：弹性阶段、屈服阶段； B：强化阶段、颈缩阶段； C：屈服阶段、强化阶段； D：屈服阶段、颈缩阶段。 14、关于铸铁： A 抗剪能力比抗拉能力差； B 压缩强度比拉伸强度高。 C 抗剪能力比抗压能力高。正确的是 。 15、当低碳钢试件的试验应力=s时，试件将 。 A：完全失去承载能力； B：破断； C：发生局部颈缩现象； D：产生很大的塑性变形； 16、低碳钢

8、材料试件在拉伸试验中，经过冷作硬化后，以下四个指标中 得到了提高。 A：强度极限 B：比例极限 C：截面收缩率 D：延伸率 17、低碳钢的拉伸时的应力-应变曲线如图。如断裂点的横坐标为，则 。 A：大于延伸率； B：等于延伸率 C：小于延伸率； D：不能确定。 18、对于没有明显屈服极限的塑性材料，通常以产生0.2的 所对应的应力作为屈服极限。A：应变； B：残余应变； C：延伸率19、现有钢、铸铁两种棒材，其直径相同。从承载能力和经济效益两个方面考虑，合理选择方案是 。 A：1杆为钢，2杆为铸铁； B：1杆为铸铁，2杆为钢； C：两杆均为钢； D：两杆均为铸铁； 20、阶梯圆轴的最大剪应力发

9、生在： A：扭矩最大的截面；B：直径最小的截面；C：单位长度扭转角最大的截面 D：不能确定21、扭转剪应力计算公式=M/IP适用于 ： A：任意截面； B：任意实心截面； C：任意材料的圆截面； D：线弹性材料的圆截面。 22、剪应力互等定理是由 导出的。 A：单元体的静力平衡； B：几何关系； C：物理关系； D：强度条件； 23、当p时，剪切虎克定律及剪应力互等定理 。 A：虎克定律成立，互等定理不成立； B：虎克定律不成立，互等定理成立； C：二者均成立； D：均不成立； 24、有一圆轴受扭后，出现沿轴线方向的裂纹，该轴为 材料。 A：钢； B：铸铁； C：木材；25、低碳钢的扭转破坏的

10、断面是： 。 A：横截面拉伸 B：45度螺旋面拉断；C：横截面剪断； D：45度斜面剪断； 26、铸铁扭转破坏的断面是： 。 A：横截面拉伸； B：45度螺旋面拉断； C：横截面剪断； D：45度斜面剪断； 27、对于受扭圆轴，有如下结论，正确的是 。 A：最大剪应力只出现在横截面上； B：在横截面上和包含杆件轴线的纵向截面上均无正应力； C：圆轴内最大拉应力的值和最大剪应力的值相等。28、空心圆轴，其内外径之比为，扭转时轴内的最大剪应力为,这时横截面内边缘处的剪应力为 。 A： B： C：零 D：（14） 29、对于下列的两个剪应力计算公式：=T/2R2t 和 =T/IP，下列结论中是正确的

11、是 。 A：只适用于各种空心圆轴，既适用于各种空心圆轴，也适用于实心圆轴； B：对于空心薄壁圆管、虽然形式不同，但描述的剪应力的分布规律是完全相同的； C：式仅利用平衡条件导出，式曾利用平面假设和平衡条件； D：、两式均根据平面假设导出。 30、低碳钢圆轴扭转试验时表面上出现的滑移线与轴线的夹角为 。 A：45度； B：0度和90度； C：小于45度； D：大于45度； 31、图示中的圆轴，在极限扭矩的作用下破坏开裂，试判断当轴的材料分别为低碳钢、铸铁、顺纹木时，圆轴的破坏面（裂纹）的方向及原因。 裂纹方向： A：纵向 B：横向 C：+45度角 D：45度角。 破坏原因： A：纵截面上的最大剪

12、应力； B：横截面上最大剪应力 C：+45 D:-4532、下列各图中的剪应力的分布正确的是 。（扭矩的方向如图）33、对钢制圆轴作扭转校核时发现强度和刚度均比规定的降低了20，若安全系数不变，改用屈服极限提高了30的钢材，则圆轴的 。 A：强度足够、刚度不够； B：强度不够、刚度足够； C：强度、刚度均足够； D：强度、刚度均不够 34、圆轴扭转的变形为 。A：横截面沿半径方向伸长； B：横截面绕轴线偏转；C：横截面绕中性轴旋转； D：横截面沿半径方向缩短。35、在_受力情况下，圆轴发生扭转变形。A：外力合力沿圆轴轴线方向； B：外力偶作用在垂直轴线的平面内；C：外力偶作用在纵向对称面内；D

13、：外力合力作用在纵向对称面内。36、在同一减速箱中，设高速轴的直径为d1、低速轴的直径为d2，材料相同，两轴的直径之间的关系应当是： 。A：d1d2 B：d1d2 C：d1E压,则中性轴应该从对称轴Z 。 A：上移； B：下移； C：不动45、悬臂梁受力后与大半径刚性圆柱面贴合，从此后随力P的增加，梁内弯矩 。 A：上升； B：下降； C：不变46、矩形截面梁横截面上只有正弯矩。假设材料的拉伸弹性模量和压缩弹性模量的比为3：2，那么确定中性轴Z位置的原则是受拉区I与受压区II 。 A：对Z轴的惯性矩之比IZ1:IZ22:3 B：面积之比A1:A22:3 C：对Z轴的静矩之比 Sz1:SZ2=2

14、:3 D：高度之比y1:y22:347、由两种不同材料粘合而成的梁弯曲变形，若平面假设成立，那么在不同材料的交接面处 。 A：应力分布不连续，应变连续； B：应力分布不连续，应变连续； C：应力、应变分布均连续； D：应力、应变分布均不连续； 48、一铸铁工字型截面梁，欲在跨中截面腹板上钻一个圆孔，其位置有四种选择，从强度的角度考虑最合理的方案是 。49、下列各梁的面积相等，其上的剪力也相等，则 截面上的最大剪应力最大。 A：矩形； B：正方形 C：圆型； D：薄壁圆环； 50、横力弯曲时，横截面上 。 A：正应力不等于零，剪应力等于零； B：正应力等于零，剪应力不等于零；C：正应力、剪应力均

15、不等于零； D：正应力、剪应力均等于零； 51、等强度梁各个横截面上的 。 A：最大正应力相等 B：最大正应力相等且等于许用正应力； C：最大剪应力相等 D：最大剪应力相等且等于许用剪应力 52、厂房中的“鱼腹梁”是根据简支梁上 而设计的等强度梁。 A：受集中力、截面宽度不变 B：受均布力、截面宽度不变； C：受集中力、截面高度不变 D：受均布力、截面高度不变； 53、铸铁悬臂梁在自由端受集中力F的作用，其合理的截面形状为： 54、在横截面的面积不变的条件下，采用 截面才合理。 填空1、低碳钢由于冷作硬化，会使 提高， 降低。2、铸铁试件的压缩破坏是由 应力引起的。 3、外载卸掉以后，消失的变

16、形和遗留的变形分别是 。4、低碳钢在拉伸过程中依次表现为 ， ， ， 四个阶段 5、铸铁压缩试件，破坏是在 截面发生剪切错动，是由于 引起的。 6、三根杆的尺寸相同、但材料不同，材料的应力应变曲线如图。 材料的强度高， 材料的刚度大， 塑性好。 7、对某低碳钢材料进行拉伸试验时，测得其弹性模量为E200GP。若在超过屈服极限后继续拉伸，当试件横截面上的正应力为300MP时测得轴向线应变为3.510-3,然后立即卸载到正应力为0，则试件的轴向塑性应变为 。8、常温、静载下，材料的塑性指标是 和 。9、低碳钢拉伸实验，表面磨光的试件出现与轴线大致成45度角的滑移线，说明低碳钢的屈服现象与 有关。1

17、0、当低碳钢试件的试验应力达到材料的屈服极限时，试件将出现 现象。11、某材料的应力、应变曲线如图，曲线上 点的纵坐标是材料的名义屈服极限P0.212、在下图中标示出：0.2和延伸率。13、已知低碳钢的应力应变曲线，在点试件被拉断，图中代表延伸率的线段是： 14、 标距为100毫米的标准试件，直径为10毫米，拉断后测得伸长后的标距为123毫米，颈缩处的最小直径为6.4毫米，该材料的延伸率= ，断面收缩率 。 15、工程中通常把延伸率 的材料称为塑性材料，而塑性材料是以 为其破坏应力。16、空心圆轴的外径为D，内径为d，其抗扭截面系数为： 17、一根等直的传动轴，主动轮在B、D，从动轮在A、C、

18、E。设主动轮B、D的输入功率相等，从动轮A、C、E的输出功率也相等，只考虑扭转而不考虑弯曲变形的条件下，危险面位于： 。 18、铸铁圆截面构件在外力偶的作用下发生破坏，破坏之前的受力为 。19、铸铁试件扭转时，沿与轴线成45度角的螺旋面破坏，这是由该面上的 引起的。而木材试件扭转时，沿轴截面（顺纹）破坏，这时由该截面的 引起的 。 20、铸铁圆轴受扭时，在 面发生断裂，其破坏原因是由 应力引起的。在图上画出破坏的截面。 21、阶梯轴承受的外力偶矩如图，圆轴的最大剪应力为 。 22、两实心圆轴分别受到1KNm和3KNm的外力偶矩的作用时，它们横截面上的最大剪应力相同，则两轴径之比为_。23、圆轴

19、扭转时，任意两横截面间发生_。24、已知圆轴所受外力偶矩M，分别画出图示实心圆轴、空心圆轴二种截面上剪应力沿半径各点处的分布规律：25、圆轴受到_作用时，发生扭转变形。26、低碳钢扭转破坏的断口表明，塑性材料的 能力低于 能力。 27、长为L，直径为D的圆轴受扭，在两端截面的扭转角为，材料的剪变模量为G，则圆轴的最大剪应力为 。 28、高宽比为h/b=2的矩形截面梁,若将梁的横截面由竖放(A)改为横放(B),梁的最大应力是原来的 倍。 29、在推导平面弯曲正应力的公式时，提出的两个假设为 ， 。 30、梁的某段承受正弯矩时，靠近顶面或底面的纵向纤维分别： 。 31、变截面梁的主要优点是： 。等

20、强度梁的条件是： 。 32、应用公式=My/Iz时，必须满足的两个条件是 和 。33、图示中两梁的几何尺寸和材料相同。由正应力的强度条件可得（B）梁的承载力是（A）梁的 倍。 34、图示中梁受移动载荷P的作用，当P移到 截面时，梁内的压应力最大。 35、直径为的圆截面杆受力如图，弹性摸量E、载荷P 、梁的尺寸L 、a均已知。则梁在C点处的曲率半径为 。 36、下列四种截面梁均是边长为的正方形截面，若载荷均作用在纵向对称面内，计算四种截面梁的抗弯截面系数WZ 。（b、c两种截面未经粘合） 37、直径为d的钢丝绕在直径为D的圆筒上。已知钢丝在弹性范围内工作，弹性摸量为E，钢丝所受的弯矩为 。 38

21、、矩形截面简支梁，不计梁的自重，A点处的最大剪应力 ，B点处的最大正应力 。39、一矩形截面简支梁的跨度为L，当一载荷P从A运动到B时，梁上的最大弯曲正应力为 ，最大弯曲剪应力为 。 40、简支梁承受集中载荷的作用，梁内A点处的剪应力等于 ，B点处的正应力等于 ，C点处的正应力等于 。41、跨度较短的工字型截面梁，在横力弯曲的条件下，危险点可能发生在 处、 处和 处。42、工字型截面梁在横力弯曲的作用下，翼缘的主要功能是 ；腹板的主要功能是 。 43、重物P可在梁上自由移动：若横梁为T字形铸铁截面梁，截面应按 方式放置？ 44、铸铁梁受弯时，梁的横截面中性轴一般应设计成不对称的，其形心位置应偏

22、向 一侧更为合理。 简述1、 =N/A的应用条件是什么？适用范围是什么？ 2、下列各图所给截面中哪一个可以应用=N/A？ 3、杆件受力如图，由于1、2截面上的轴力为N1N2P，截面面积A12A2，所以正应力分别为1=N1/A1=P/2A2,2=N2/A2=P/A2。即：2=21，对吗？如果不对，在什么情况下可以得到上述结果？ 4、设各直杆在m-m的截面面积均为A，问图示中的各m-m面上的应力是否均为P/A?为什么？ 5、轴向拉伸杆件的最大正应力与最大剪应力分别发生在哪个面上？ 6、 最大正应力所在的面与最大剪应力所在的面的几何方位如何？7、横截面面积为A的等直杆，受轴向拉力P的作用，则最大剪应

23、力max= , max作用面上 。 8、冷作硬化以后材料发生了哪些变化？ 9、在杆件的整个拉伸破坏过程中，=N/A是否一直适用？ 10、衡量材料力学性能的指标有哪些？ 11、请分别指出低碳钢、铸铁在拉伸、压缩破坏时的断面。并简述破坏的原因。 12、简述：为什麽铸铁一般作为受压构件而不作受拉构件？ 13、低碳钢的应力-应变曲线如图,当应力加到K点时逐渐卸载,相应的卸载路径为哪条?此时对应的弹性应变和塑性应变各是多少? 14、通常把延伸率小于5的的材料称为脆性材料，延伸率大于5的材料称为塑性材料。是否塑性材料制成的圆柱型试样只能压成薄圆饼状而不能压至破裂，因而得不到压缩强度极限？是否脆性材料必定被

24、压破而不会被压成薄饼状？ 15、同一牌号的低碳钢，分别做成标距为5倍直径与10倍直径的标准拉伸试件，定性地分析两者延伸率的大小。 16、进行金属材料等截面杆拉伸试验时，通常能得到该材料的哪些参数？对一些极值在拉伸曲线上加以说明。 17、解释下列名词：剪应力互等定理； 18、直径相同、材料不同的两根等长的实心圆轴，在相同的扭矩作用下，其最大剪应力、扭转角、极惯性矩是否相同？ 19、在减速箱中,常见到高速轴的直径较小,而低速轴的直径较大。为什么? 20、画出下列低碳钢、铸铁、圆木在扭转变形下的破坏面方位，并阐述破坏由何种应力引起的,为什么会沿此方位破坏。 21、判断下列低碳钢的二种破坏形式，分别为

25、什么变形下的破坏？ 22、分别画出圆截面铸铁杆件在拉伸、压缩、扭转破坏时的断面方位。 23、若轴传递的功率和轴的材料不变，而转速增加，则轴的直径应如何改变？ 24、圆截面试件受扭如图，说明a、b、c、d四种破坏形式各发生在什么材料制成的试件上，并说明破坏的原因。25、低碳钢圆试件在受扭时，在纵、横截面上的剪应力大小相等，为什么试件总是在横截面被剪断？26、如果钢轴材料经过锻制或抽拉，有沿轴向的纤维夹杂物，扭转时裂纹会在什么方向上？ 27、内外径之比为4：5的空心圆轴，若外径D不变，壁厚增加1倍，则该轴的抗扭强度和抗扭刚度分别提高多少？ 28、用某种塑性很好的材料制成的扭转圆试件，在扭转后，试件

26、表面的母线变成了螺旋线。问母线有没有伸长？试件的长度和直径有无变化？ 29、两种材料在交界面牢固结合而形成的组合圆轴的横截面。已知：两部分的截面惯性矩分别为IP1和IP2，剪切弹性模量G12G2，承受的扭矩为M。问应如何推导此组合横截面上的剪应力计算公式？横截面上的剪应力如何分布？ 30、为什么实心扭转的剪应力计算公式=T/IP只能在线弹性范围内适应，而薄壁圆筒扭转的剪应力计算公式却在线弹性、非线性弹性、弹塑性情况下都能适应？ 31、从弹性范围应力分布的角度，说明扭转时为什么空心圆轴比实心圆轴能充分发挥材料的作用。如果圆轴由理想弹塑性材料制成，当扭转到整个截面均屈服时，空心圆轴是否仍然比实心圆

27、轴能较充分发挥材料的作用？32、说明：承受扭矩的两根圆轴，一根为封闭的薄壁圆环型截面、另一根为开口薄壁圆环截面上的应力种类，并画出应力的分布规律。 33、铸铁材料的圆轴受扭，画出A点破坏时断口的方位。 34、铸铁试件在纯扭转时，沿与轴线大约成45度角的螺旋线方向断裂；轴向压缩时，沿与轴线大约成45度角方向断裂。请说明两者破坏的原因，并比较此材料抗拉、抗剪、抗压能力之间的关系。 35、请改正图中的错误。 36、实心轴和空心轴的横截面面积相等，受相同的扭矩作用，比较两个轴上的最大剪应力。 37、轴线与木纹平行的木制圆杆受扭，当扭矩达到某一极限时，杆表面将沿什么方向出现裂纹，为什么？ 38、分别画出图示中三种截面剪应力沿半径各点处的分布规律。 39、解释下列名词：平面弯曲；中性层与中性轴 40、在房屋的建造中，常常可以看到用空心楼板和波瓦作的屋面，请用弯曲理论解释其好处