材料力学作业复习.docx

1、材料力学作业复习第一章 绪论1-1求图示构件在a-a和b-b截面上的内力，并指出构件AB发生何种基本变形。 图1-1a 图1-1b 1-2 四边形平板变形后为如图1-2所示的平行四边形，水平轴线在四边形AC边保持不变，求1） 沿AB边的平均线应变；2）平板A点的剪应变。图1-2第二章 拉伸压缩与剪切2-1. 试绘制如下各杆轴力图。 图2-1 图2-22-2 图示试件宽50mm，厚13mm，求a-a和b-b截面内的拉应力和剪应力，并求试件内的最大拉 应力和最大剪应力。 图2-4 2-4 图示桁架。已知杆的直径d1=30mm,杆的直径d2=20mm,材料的许用应力=160MPa,试求此桁架的许用载

2、荷P等于多少？2-5 受轴向拉力P作用的铬锰硅钢管，内外径尺寸为, 出现裂纹后需加套管修理。若套管材料为20号钢，已知铬锰硅钢管的许用应力，套管的许用应力为。求套管的外径D0。 2-6 对于图示对称的汇交杆系，已知各杆许用应力、材料比重、距离D与载荷P。试确定使结构重量W为最小时的杆件方向角，并给出相应的横截面面积A。 图2-62-8 图示阶梯形杆，已知载荷P=5kN, 长L=400mm,截面面积A1=2A2=100mm2,弹性模量E=200GPa,试求此杆的轴向变形。 图2-82-9 图示桁架，P=50kN，杆为钢杆，杆为木质杆，已知E1=200GPa，E2=10GPa，A1=400mm2，

3、A2=8000mm2，L=1.5m，试用Willot作图法求节点A的水平位移，并用卡氏定理求节点A的垂直位移和水平位移。 图2-9 2-10图示为建筑用受压方柱的截面，它由厚25mm的金属围成，中间则以混凝土填充。已知金属的弹性模量为E1=84GPa，许用应力140MPa，混凝土的弹性模量E2=14GPa，许用应力2=6MPa，试求作用在方柱上的最大载荷。 图2-102-12刚性梁由铰支座及两根等截面钢杆支承。已知均布载荷q = 30kN/m，杆横截面面积A1 = 400mm2，杆的A2 = 200mm2，钢杆的许用应力=170MPa，l2=1.8l1, 校核、钢杆的强度。 图2-122-13

4、厚为13mm宽150mm的钢板，用直径为13mm的螺栓与刚性支座相连，螺栓与孔为滑动配合。若外载荷为53kN，试确定(a)螺栓内的剪应力，(b)钢板内的最大拉应力，(c)螺栓与钢板之间的挤压应力。 图2-132-14图示铆接接头由中间两板和上、下两块盖板铆接而成，已知铆钉直径d=10mm，中间板厚度t=6mm，上下盖板厚度=4mm，b=50mm，许用应力=100MPa， =320MPa， =160MPa，试计算接头的最大载荷。 图2-13第三章 扭转3-3图示阶梯薄壁圆轴，已知L=1m，=80MPa， Mn=920Nm，mn=160Nm/m，AB段的平均半径R01=30mm，壁厚t1=3mm；

5、BC段的平均半径R02=20mm，壁厚t2=2mm，试校核该轴的强度。 图3-33-5两段直径为D=100mm的圆轴，联轴节用位于D0=200mm圆周上的四个螺栓连接而成，已知圆轴受扭时的最大剪应力max=38MPa，而螺栓的许用剪应力=60MPa，求螺栓的直径d。 图3-53-6图示等截面圆轴，已知d=10cm，L=50cm，M1=8KNm，M2=3KNm，轴材料为钢，G=82GPa， 试求：1）轴的最大剪应力；2）截面B和C的扭转角；3）若要求BC段的单位长度扭转角与AB段的相等，则在BC段钻孔的直径应为多大？ 图3-63-8试确定图示变截面钢圆杆（a）距左端3m的横截面上的最大剪应力，（

6、b）距左端3m的截面相对于固定端的扭转角。已知G = 80GPa。 图3-8 图3-93-9一刚性杆，被固定在直径20mm的铝轴末端，若加载前刚性杆与支座D的间隙为10mm，求加载后铝轴内的最大剪应力。已知G =28GN/m2。附录I 平面图形的几何性质I-1 求图示两截面的形心在参考坐标系yoz中的坐标。 图I-1a 图I-1b I-2. 平面图形尺寸如图I-2所示，已知平面图形形心C的位置yc=210mm，试计算平面图形对形心轴z的惯性矩。 图I-2第四章 弯曲内力4-1试计算图示梁截面A+、B-、C+和C-的剪力和弯矩。 图4-1a 图4-1b 4-3用微分、积分关系绘制各图示梁的Fs，

7、M图。 图4-3a 图4-3b4-5图示一有中间铰链的组合梁，试绘制Fs、M图。 图4-54-6绘制图示刚架的内力图，并求各类内力的最大值。 图4-6a 图4-6b第五章 弯曲应力5-2图示梁，试求梁的最大正应力max及max所在截面上A点的正应力，已知P=100KN, L=4m, q=60N/mm。 图5-2 图5-35-3梁截面如图所示,已知Q=10KN,试计算该截面上的最大弯曲剪应力max以及A点处的剪应力A。5-5 图示T字形截面外伸梁，腹板向下放置，已知P1=9kN，P2=4kN，材料为脆性的，其许用应力为，试校核梁的强度。图5-55-6 图示外伸臂梁承受均布载荷作用和集中力作用，截

8、面形状如图。已知P=100kN，q=50N/mm，L=1m，Iz=101.7106mm4，=160MPa， =80MPa，试校核该梁的强度。 5-9 梁AB为N010工字钢，B点用圆钢杆BC悬挂，圆杆直径d=20mm，梁和杆的许用应力均为=160MPa，试求许可均布载荷q。 图5-9第六章 弯曲变形6-1图示各梁，已知截面抗弯刚度EI为常数。1）试用积分法求梁的最大挠度和最大转角；2）绘制挠曲轴的大致形状。 图6-1 6-2用叠加法求图示梁B截面的挠度和转角；并用卡氏定理求B截面的挠度。 图6-2 6-3图示外伸梁受局部的均布载荷作用，试用迭加法和卡氏定理求截面C的挠度。已知EI为常数。 图6

9、-3 6-7 图示结构，矩形截面梁AB, h=13cm，b=6.5cm，圆截面拉杆BC直径d=10mm。两者均为A3钢，E=200GPa，（1）判断静不定次数；（2）画出静定基；（3）求拉杆内的正应力。 图6-7第七章 应力和应力分析 强度理论7-3 求图示各应力状态中指定斜截面上的应力。7-4 已知图示的应力状态，试用解析法和图解法确定（a）主应力的大小，主平面的方位；（b）画主应力单元体；（c）求最大剪应力。 图7-47-5 扭矩T=25kNm作用在直径D=6cm的钢轴上，求圆轴表面上任一点与母线成=30方向上的正应力和剪应力。 7-7确定图中A、B两点的应力状态，并用单元体表示，求出单元

10、体各侧面上应力的大小。 图7-77-9 图示梁的中性层上与横截面成45角的侧表面上k点处，贴一应变片，然后加上外力偶矩m，并测得应变值为45，试求m值，已知该梁材料弹性常数E、，横截面及长度尺寸b、h、L、a、d。 图7-97-10工字形截面简支梁，已知WX=141103mm3，=160MPa，E=210GPa，今在C截面下缘测得纵向线应变=410-4，求载荷P的值，作Fs、M图，并校核梁的强度。 图7-107-11 圆杆受力如图所示，已知圆杆直径d=10mm, M =0.1Pd。求下列两种情况下的许可载荷。（1）材料为钢，=160MPa；（2）材料为铸铁，=30MPa。 第八章 组合变形8-

11、1 图示悬臂梁，已知P=800N，Mo=1.6KN.m,L=1m，=160MPa，试分别确定下列两种情况下的截面尺寸。1）矩形截面h=2b；2）圆截面。 图8-18-3 图示一边长为a的正方形截面杆，在凹槽处的面积减小了一半，试求在P作用下，m-m截面上的最大压应力和最大拉压力。 图8-38-5 图示等截面圆杆，已知F1=12kN，F2=0.8kN，直径d=40mm，L1=500mm，L2=700mm，=160MPa。试求：1）圆杆的计算简图；2）确定危险截面和危险点，并以单元体画出危险点的应力状态； 3）用第三强度理论校核圆杆的强度。 8-6图示薄壁圆截面折杆，在其自由端C处作用一力偶矩M0

12、=8kNm，而在B处作用一集中载荷P=5kN，若截面平均半径R0=100mm，壁厚t=10mm，L=1m，试校核折杆的强度。已知。 图8-68-11图示长1m，直径d=60mm的钢管，在水平面内弯成直角，其自由端面沿铅垂方向作用一集中力P1=2kN，沿水平方向作用一集中力P2=4kN，试用第三强度理论校核强度（略去弯曲剪力影响）。 图8-11 8-12 图示水平直角折杆受竖直力P作用，轴的直径d=100mm，a=400mm，弹性模量E=200GPa，在D截面顶点K测出轴向应变=2.7510-4。求该折杆危险点的相当应力r3。 第九章 压杆稳定9-2 1、2杆均为圆截面，直径相同，d=8mm，材

13、料的E=120GPa，适用欧拉公式的临界柔度为90，规定稳定性安全系数nst=1.8，求结构的许可载荷P。 图9-29-3 图示结构由两根悬臂梁AB、CD与杆BC组成，设两梁的截面相同，主惯性矩为IZ，杆BC是直径为d的圆截面，稳定安全系数nw=3；梁和杆的材料相同，弹性模量为E，当AB梁作用均布载荷q时，求：1）BC杆的内力；2）若压杆BC失稳，此时的载荷q为多少？ 9-4图示结构，尺寸如图所示，立柱CD为圆截面，材料的E=200Gpa，p=200MPa。若稳定安全系数nst=2，试校核立柱的稳定性。 图9-49-5 图示支架，斜撑杆BC是直径d40mm的A3钢，弹性模量E=200GPa，比例极限200MPa，稳定安全系数nw2。试根据杆BC的承载力，确定许用均布载荷q。 第十三章 能量方法13-5 图示梁杆结构，已知杆截面的抗拉刚度为EA，梁截面的抗弯刚度为EI，试用单位载荷法求B点的挠度。 图13-5 13-7 开口刚架各段的EI相等为已知，试用图乘法求开口两侧截面由于P力引起的相对铅垂位移和相对角位移(不考虑轴力和剪力的影响)。 图13-7 13-8 图示刚架，在BC段承受均布载荷q，已知EI为常数（对于刚架而言略去剪切和拉压影响不计）。试用图乘法求支座A的水平位移。 图13-8