材料力學期末考試復習題及答案2

1、材料力學期末考試復習題及答案配高等教育出版社第五版一、填空題：1. 受力后幾何形狀和尺寸均保持不變的物體稱為 。2. 構(gòu)件抵抗的能力稱為強度。3. 圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上各點的切應(yīng)力與其到圓心的距離成 比。4. 梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為 。5. 偏心壓縮為的組合變形。6. 柔索的約束反力沿 離開物體。7. 構(gòu)件保持的能力稱為穩(wěn)定性。8. 力對軸之矩在情況下為零。9. 梁的中性層與橫截面的交線稱為 。10. 圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力是 。lODMPa11. 物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分別是 。12. 外力解除后可消失的變形，稱為 。13. 力偶對任意點之矩都 。14. 階梯

2、桿受力如圖所示，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為 2A和代彈性模量為E,則桿中最大正應(yīng)力15. 梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有 。16. 光滑接觸面約束的約束力沿 指向物體。17. 外力解除后不能消失的變形，稱為 。才能成為力系平衡的18. 平面任意力系平衡方程的三矩式，只有滿足三個矩心 的條件時,充要條件。19.圖所示，梁最大拉應(yīng)力的位置在點處。20. 圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力(T ，其第三強度理論的強度條件是21. 物體相對于地球處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，稱為 。22. 在截面突變的位置存在 集中現(xiàn)象。23. 梁上作用集中力偶位置處，其彎矩圖在該位置有 26. 只受

3、兩個力作用而處于平衡狀態(tài)的構(gòu)件，稱為 。27. 作用力與反作用力的關(guān)系是 。28. 平面任意力系向一點簡化的結(jié)果的三種情形是 。29. 階梯桿受力如圖所示，設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為2A和A彈性模量為E,則截面C的位移為30. 若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為 。二、計算題：1. 梁結(jié)構(gòu)尺寸、受力如圖所示，不計梁重，已知q=10kN/m, M=10kN - m求A、B、C處的約束力。lm1 B2. 鑄鐵T梁的載荷及橫截面尺寸如圖所示，C為截面形心。已知lz=mm yc=,材料許用壓應(yīng)力d c=160MPa,許用拉應(yīng)力dt=40MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度

4、條件校核梁的強度。3. 傳動軸如圖所示。已知 Fr=2KN Ft=5KN M=1KN- m l =600mm 齒輪直徑 D=400mm 軸的d =100MPa。試求：力偶 M的大?。蛔?AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強度理論設(shè)計軸AB的直徑do1沖Le訐J4. 圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知I z=4500cm4 , y1=, y2=,材料許用壓應(yīng)力dc=120MPa,許用拉應(yīng)力d t=35MPa, a=1m試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件確定梁截荷P。-5. 如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力F，水平力F2,實心軸AB的直徑d,長度I，拐臂的長度ao試求：作 AB

5、軸各基本變形的內(nèi)力圖。計算 AB軸危險點的第三強度理論相當應(yīng)力。6.圖所示結(jié)構(gòu)，載荷 P=50KkN, AB桿的直徑 d=40mm長度I =1000mm兩端鉸支。已知材料E=200GPad p=200MPa (T s=235MPa a=304MPa b=，穩(wěn)定安全系數(shù) nst=,廳=140MPa。試校核 AB桿是否安全。7.鑄鐵梁如圖5,單位為 mm已知lz=10180cm，材料許用壓應(yīng)力tc=160MPa,許用拉應(yīng)力tt=40MPa, 試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件確定梁截荷P。8.圖所示直徑d=100mm的圓軸受軸向力 F=700kN與力偶M=6kN -m的作用。已知M=20

6、0GPa, 口 =, t =140MPa。試求：作圖示圓軸表面點的應(yīng)力狀態(tài)圖。求圓軸表面點圖示方向的正應(yīng)變。按第四強度理論校核圓軸強度。9.圖所示結(jié)構(gòu)中，q=20kN/m，柱的截面為圓形 d=80mm材料為Q235鋼。已知材料 E=200GPa廳p=200MPad s=235MPa a=304MPa b=，穩(wěn)定安全系數(shù) nst = , d =140MPa。試校核柱 BC是否安全。10.如圖所示的平面桁架，在鉸鏈D處作用了一個 60kN的垂直力。求A、E處的約束力和FH桿的內(nèi)力。11.圖所示圓截面桿件d=80mm長度l=1000mm承受軸向力 F=30kN,橫向力F2=,外力偶M=700N -m

7、的作用，材料的許用應(yīng)力d=40MPa,試求：作桿件內(nèi)力圖。按第三強度理論校核桿的強度。12.圖所示三角桁架由Q235鋼制成，已知 AB AC BC為1m 桿直徑均為 d=20mm已知材料 E=200GPad p=200MPa d s=235MPa a=304MPa b=,穩(wěn)定安全系數(shù) nst=。試由BC桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載F。C8413.槽形截面梁尺寸及受力圖如圖所示,AB=3m B(=1m, z軸為截面形心軸，lz=x 10 mm, q=15kN/m。材料許用壓應(yīng)力dc=160MPa,許用拉應(yīng)力dt=80MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度 條件校核梁的強度。14

8、.圖所示平面直角剛架 ABC在水平面xz內(nèi)，AB段為直徑d=20mnm勺圓截面桿。在垂直平面內(nèi)Fi=,在水平面內(nèi)沿z軸方向F2=，材料的d =140MPa。試求：作 AB段各基本變形的內(nèi)力圖。按第三強度理論校核剛架AB段強度。15.圖所示由5根圓鋼組成正方形結(jié)構(gòu),載荷F=50KkN, l=1000mm桿的直徑 d=40mm聯(lián)結(jié)處均為鉸鏈。已知材料 E=200GPa d p=200MPad s=235MPa a=304MPa b=，穩(wěn)定安全系數(shù) nt = , d =140MPa。試校核1桿是否安全。（15分）16.圖所示為一連續(xù)梁，已知q、0，不計梁的自重，求 A、B C三處的約束力。17.圖所

9、示直徑為 d的實心圓軸,受力如圖示，試求：作軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強度理論導出此軸危險點相當應(yīng)力的表達式。18.如圖所示，AB=800mm A(=600mm BC=1000mm桿件均為等直圓桿，直徑d=20mm材料為 Q235鋼。已知材料的彈性模量 E=200GPa g=200MPa (T s=235MPa a=304MPa b=。壓桿的穩(wěn)定安全系數(shù) nst=3，試 由CB桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載F。參考答案一、填空題:1.剛體 2.破壞3.正 4.二次拋物線5.軸向壓縮與彎曲6.柔索軸線7.動效應(yīng)（外效應(yīng)）12.彈性變形13.相等 2A 15. 突變16.接觸面的公法線17

10、.塑性變形18.不共線T xW22. 平衡22.應(yīng)力23.突變24.,2 42 25. 大柔度（細長）26.二力構(gòu)件27.等值、反向、共線28.力、力偶、平衡2 EA 30.斜直線力與軸相交或平行9. 中性軸變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）與運11.原有平衡狀態(tài)8.二、計算題：1.解：以CB為研究對象，建立平衡方程Mb(F)0：101 0.5FC20Fy 0：FbFc 1010解得：Fb 7.5kNFc 2.5kN以AC為研究對象，建立平衡方程Fy 0:FAy FC 0Ma(F)0: MA 10 Fc 2 0Mb(F)0:10 2 1 20 3 Fd 4 0解得：FAy 2.5kNMA5kN m2.解：求支

11、座約束力，作剪力圖、彎矩圖Fy 0:Fb Fd 10 2 20 0解得:Fb 30kNFd 10kNme+-10kN梁的強度校核y1157.5mmy2230 157.572.5mm拉應(yīng)力強度校核B截面tmaxM By220 103 72.5 10 3Iz1260125000 1024.1MPatC截面tmaxM cYi10 103 157.5 103Iz1260125000 1026.2MPat壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在B截面）M b y1cmaxIz20 103 1575 10 352.4MPa1260125000 10c所以梁的強度滿足要求3. 解：以整個系統(tǒng)為為研究對象，建立平衡

12、方程Mx（F） 0:Ft D M 02解得：M 1kN m（ 3 分）求支座約束力，作內(nèi)力圖 由題可得:FazFbz 2.5kNFAy FBy 1kNJk5-m由內(nèi)力圖可判斷危險截面在C處r3MV 32；（M M；） T21W?3 32j（M： M；） T2d 3 5.1mm4. 解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖Ma（F）0：FDy 2 2P 1 P 3 0Fy0:FAy FDy 2P P 0解得:FAy2PDAPFDy|P梁的強度校核 拉應(yīng)力強度校核C截面tmaxD截面tmaxM c y2Iz24.5kNIz0.5Pa y2 tPa yiIzt16F1a22.1kN壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最

13、大壓應(yīng)力在D截面）My2Pa ycmaxIzIzcP 42.0kN所以梁載荷P 22.1kN5. 解：M 由內(nèi)力圖可判斷危險截面在 A處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為FnAM4F232任界(F1)2d3d3r34F2 32. (Ba)2 (F1)(d2d3S2 4嚴了)2d200 106. 解：以CD桿為研究對象，建立平衡方程Mc(F)0：0.8 FAB 0.650 0.9解得:FAB 93.75kNAB桿柔度丄 3 100i 40/4由于pp2E2 200 109200 10699.3p，所以壓桿AB屬于大柔度桿cr A2E d22 200 1091002型 248.1kN4工作

14、安全因數(shù)空 2.6593.75nst所以AB桿安全7. 解：梁的強度校核y196.4mmy2250 96.4 153.6mm拉應(yīng)力強度校核A截面tmaxMa%IT0.8P y1IztC截面P 52.8kNMe y2tmax0.6P y2tP 44.2kN壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在A截面）cmaxMa y20.8P y2IzcP 132.6kN所以梁載荷P 44.2kN34 700 100.128. 解：點在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力89.1MPa330.6MPa點的應(yīng)力狀態(tài)圖如下圖:T 16 6 10WP0.13由應(yīng)力狀態(tài)圖可知CT X=, CT y=0 , T X =xycos2x si

15、n 245o 13.95MPa45o75.15MPa由廣義胡克定律45o45o45。）9(13.95 0.3 75.15) 1064.2975 10 5強度校核r4iEpp200 10629200 1099.3由于所以壓桿BC屬于大柔度桿cr A2E d22 200 10920022 680 104248.1kN89.12 3 30.62103.7MPa所以圓軸強度滿足要求9. 解：以梁AD為研究對象，建立平衡方程Ma(F)0： Fab 4 20 5 2.5 0解得:62.5kNBC桿柔度l 皿 20080/4248.162.5工作安全因數(shù)3.97門或所以柱BC安全10. 解：以整個系統(tǒng)為研究

16、對象，建立平衡方程Fx0:Fex200Fy0:FAyFEy60 0Ma(F) 0:FEy820 3 60 6 0解得：Fex 20kNFEy 52.5kNFa7.5kN過桿FH FC BC作截面，取左半部分為研究對象，建立平衡方程解得:11.解：Mc(F) 0:FAy 4 Fhf05Fhf12.5kN3UkM0TkN-m由內(nèi)力圖可判斷危險截面在固定端處,FnA3Mz 4 30 10WZ0.082該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力wp16 7000.083r3所以桿的強度滿足要求3231.2 100.08329.84MPa6.96MPa.29.8扌 4 6.96232.9MPa 12.解：以

17、節(jié)點C為研究對象，由平衡條件可求BCBC桿柔度l 80 20020/42E2 200 10999.36200 10由于p，所以壓桿BC屬于大柔度桿crcr A2 200 10920022 620 1015.5kNd244nst 3.0Fcr15.5nFab F解得：F 5.17kN13.解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖Ma(F) 0:FBy3 15 4 2 (Fy 0:FAyFbv 15 40解得：Fav 20kNFBy40kN14.解：梁的強度校核拉應(yīng)力強度校核D截面M d yitmax1 z340/3 101.73 1083183 10101214.1MPa tB截面tmaxM By23

18、7.5 103400 101.73 10810 1217.3MPa t壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）M D y2tmaxI z40/3 1 03 400 1 0381.73 10121030.8MPa c所以梁的強度滿足要求由內(nèi)力圖可判斷危險截面在 A處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為M 32、602 482W0.02397.8MPa16 600.02338.2MPar3 2 4 2. 97.82 4 38.2 124.1MPa 所以剛架AB段的強度滿足要求15.:以節(jié)點為研究對象,由平衡條件可求F135.36kN1桿柔度140/4由于2E2 200 10999.3200 106p ,所以壓桿AB屬于大柔度桿cr A2E d22 200 1091002402 10 64248.1kN工作安全因數(shù)n電絕1 7 nsF135.36所以1桿安全Mb(F)0：Fc cosa q aFx 0:FbxFcSinMc(F)0:q a a FBy解得:Fbx 蘭tan2qa2qa2cosF Bx0FBy17.解：Ma(