材料力學(xué)網(wǎng)上作業(yè)題參考答案

1、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院材料力學(xué)網(wǎng)上作業(yè)題（2015更新版）緒論一、名詞解釋1 .強(qiáng)度2.剛度3.穩(wěn)定性4.變形5,桿件6.板或殼7.塊體二、簡(jiǎn)答題2 .構(gòu)件有哪些分類？3 .材料力學(xué)的研究對(duì)象是什么？4 .材料力學(xué)的任務(wù)是什么？5 .可變形固體有哪些基本假設(shè)？5,桿件變形有哪些基本形式？6 .桿件的幾何基本特征？7,載荷的分類？8,設(shè)計(jì)構(gòu)件時(shí)首先應(yīng)考慮什么問題？設(shè)計(jì)過程中存在哪些矛盾？第一章軸向拉伸和壓縮一、名詞解釋1.內(nèi)力2.軸力3,應(yīng)力4,應(yīng)變5.正應(yīng)力6,切應(yīng)力7,伸長(zhǎng)率8,斷面收縮率9,許用應(yīng)力10.軸 向拉伸11.冷作硬化二、簡(jiǎn)答題1,桿件軸向拉伸或壓縮時(shí)，外力特點(diǎn)是什么？2,桿件

2、軸向拉伸或壓縮時(shí)，變形特點(diǎn)是什么？3.截面法求解桿件內(nèi)力時(shí)，有哪些步驟？4,內(nèi)力與應(yīng)力有什么區(qū)別？5,極限應(yīng)力與許用應(yīng)力有什么區(qū)別？6,變形與應(yīng)變有什么區(qū)別？7,什么是名義屈服應(yīng)力？8,低碳鋼和鑄鐵在軸向拉伸時(shí)，有什么樣的力學(xué)特性？9,強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，一般有哪學(xué)步驟？10 .什么是胡克定律？11 .表示材料的強(qiáng)度指標(biāo)有哪些？12 .表示材料的剛度指標(biāo)有哪些？13 .什么是泊松比？14 .表示材料的塑性指標(biāo)有哪些？15,拉壓桿橫截面正應(yīng)力公式適用范圍是什么？16,直桿軸向拉伸或壓縮變形時(shí)，在推導(dǎo)橫截面正應(yīng)力公式時(shí)，進(jìn)行什么假設(shè)？、計(jì)算題2.1.試用截面法求下列各桿指定截面的軸力。試用截面法求下列各桿

3、指定截面的軸力。21N3.試用截面法求下列各桿指定截面的軸力。34.2,3試用截面法求下列各桿指定截面的軸力。5.6.試用截面法求下列各桿指定截面的軸力。20 kL150 kN120 kN試用截面法求下列各桿指定截面的軸力。7高爐裝料器中的大鐘拉桿如圖a所示，拉桿下端以連接楔與大鐘連接，連接處拉桿的木It截面如圖b所示;拉桿上端螺紋的小徑 d = 175 mm。已知作用于拉桿上的靜拉力F=850 kN ,試計(jì)算大鐘拉桿橫截面上的最大靜應(yīng)力。(a)(b)8 一桅桿起重機(jī)如圖所示，起重桿 AB為一鋼管，其外徑 D = 20 mm ,內(nèi)徑d 18 mm；鋼繩CB的橫截面 面積為10 mm2。已知起重

4、量 F = 2 000 N ,試計(jì)算起重桿和鋼絲繩橫截面上的應(yīng)力。2A=1000 mm ,9 一長(zhǎng)為300 mm的鋼桿，其受力情況如圖所示。已知桿橫截面面積 材料的彈性模量 E = 200 GPa,試求：AC、CD、DB各段橫截面上的應(yīng)力和縱向變形;(2) AB桿的總縱向變形。F=20 kN尸 =20 kN10 . 一圓截面階梯桿受力如圖所示，已知材料的彈性模量 E = 200 GPa,試求各段的橫截面上應(yīng)力和縱向應(yīng)變。11 .如圖所示結(jié)構(gòu)的 AB桿為鋼桿，其橫截面面積Ai= 600 mm2,許用應(yīng)力仃=140 MPa ; BC桿為木桿,橫截面面積A2= 30000 mm2,許用壓應(yīng)力。阿=3

5、.5 MPa。試求最大許可載荷 F。第二章剪切一、名詞解釋1 .剪切2.剪力3.剪切面4.擠壓面5.擠壓應(yīng)力6.擠壓力二、簡(jiǎn)答題2 .切應(yīng)力與正應(yīng)力有何區(qū)別？3 .擠壓面與計(jì)算擠壓面是否相同？4 .擠壓與壓縮有什么區(qū)別？5 .連接件上的剪切面、擠壓面與外力方向有什么關(guān)系？6 .構(gòu)件連接部位應(yīng)滿足哪幾方面的強(qiáng)度條件？如何分析連接件的強(qiáng)度？7 .擠壓面為半圓柱面時(shí)，如何找擠壓面？8 .在剪切問題中，擠壓應(yīng)力進(jìn)行什么假設(shè)？三、計(jì)算題1. 一螺栓連接如圖所示，已知 F=200 kN , 6=20 mm ,螺栓材料的許用切應(yīng)力廣=80 MPa ,試求螺栓的直徑。2.銷釘式安全離合器如圖所示，允許傳遞的外

6、力偶矩M =0.3 kN m ,銷釘材料的剪切強(qiáng)度極限 T b=360MPa,軸的直徑 D = 30 mm ,為保證 M > 300 N m時(shí)銷釘被剪斷，試求銷釘?shù)闹睆絛。3.沖床的最大沖力為 400 kN,沖頭材料的許用應(yīng)力 MPa。試求在最大沖力作用下所能沖剪圓孔的最小直徑仃=440 MPa,被沖剪鋼板的剪切強(qiáng)度極限 b=360 d和鋼板的最大厚度& 。4.已知圖示挪接鋼板的厚度 =10 mm,挪釘?shù)闹睆綖?d=17 mm，挪釘?shù)脑S用切 應(yīng)力7 = 140 MPa ,許用擠壓應(yīng)力燈bs=320 MPa , F=24 kN，試作強(qiáng)度校核。5.圖示為測(cè)定剪切強(qiáng)度極限的試驗(yàn)裝置。若

7、已知低碳鋼試件的直徑 kN,試問材料的剪切強(qiáng)度極限為多少？d=10 mm,剪斷試件時(shí)的外力F=50.26.圖示夾剪，銷子 C的直徑為6 mm,剪直徑與銷子直徑相同的銅絲時(shí)，若力 F=200 N , a=30 mm , b=150 mm,求銅絲與銷子橫截面上的平均切應(yīng)力。b第三章扭轉(zhuǎn)一、名詞解釋1.扭轉(zhuǎn)2.扭矩3.扭轉(zhuǎn)角4.剪切胡克定律 5.單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角二、簡(jiǎn)答題1 .當(dāng)單元體上同時(shí)存在切應(yīng)力和正應(yīng)力時(shí)，切應(yīng)力互等定理是否仍然成立？2 .在切應(yīng)力作用下，單元體將發(fā)生怎樣的變形？3 .從強(qiáng)度方面考慮，空心圓截面軸為什么比實(shí)心圓截面軸合理？4 .從強(qiáng)度方面考慮，空心圓截面軸的壁厚是否愈薄愈好？5

8、.如何計(jì)算圓軸的扭轉(zhuǎn)角？其單位是什么？6 .圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，何謂抗扭剛度？7 .圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，橫截面上的切應(yīng)力如何分布？8 .圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，如何判斷扭矩的正負(fù)號(hào)？9 .直徑d和長(zhǎng)度l都相同，而材料不同的兩根軸，在相同的扭矩作用下，它們的最大切應(yīng)力。max是否相同？扭轉(zhuǎn)角是否相同？為什么？10 .如圖所示的兩個(gè)傳動(dòng)軸，試問哪一種輪的布置對(duì)提高軸的承載能力有利？為什么？二 D411, 一空心圓軸的截面如圖所示，它的極慣性矩Ip和抗扭截面系數(shù) Wp是否可以按下式計(jì)算？為什么?d4二D3 二d332 Wt =Wt外一叫內(nèi)=-,321616三、計(jì)算題1.試求圖示各軸在指定橫截面1-1 , 2-2和3-3上的扭矩

9、，并在各截面上表示出扭矩的轉(zhuǎn)向。3 kN*m 5 kN-tn.23 2kN m32.試求圖示各軸在指定橫截面 1-1 , 2-2和3-3上的扭矩，并在各截面上表示出扭矩的轉(zhuǎn)向。6 kN'tnkNm J / 2 1 KN,m 3雄宣02kNm 12 2 kN to 33.試?yán)L出下列各軸的扭矩圖，并求|T|maxM 3M 2M4.試?yán)L出下列各軸的扭矩圖，并求 |T|max3MM4M5.試?yán)L下列各軸的扭矩圖，并求出 |T|max已知Ma = 200 N - m , Mb = 400 N - m, Mc=600N - m。6.試?yán)L下列各軸的扭矩圖，并求出|T|max已知Ma = 200 N -

10、 m , Mb = 400 N - m,Mc=600N m。% Mc Mj7 . 一傳動(dòng)軸如圖所示，已知 Ma = 1.3 N - m, Mb=3 N - m, Mc=1 N - m, Md=0.7 N m；各段軸的直徑分 另1J為： dAB=50 mm , dBc=75mm , d cd=50 mm(1)畫出扭矩圖；(2)求1-1 ,2-2 ,3-3截面的最大切應(yīng)力。8.圖示的空心圓軸，外徑 D = 80 mm,內(nèi)徑d = 62.5 mm ,承受扭矩 T =1 000 N m。(1)求"max," min ；(2)繪出橫截面上的切應(yīng)力分布圖；(3)求單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角，已知

11、G= 80X 103MPa。T9 .已知變截面鋼軸上的外力偶矩Mb=1800 N - m , M c= 1200 N m,試求最大切應(yīng)力和最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角。已知 G= 80 x 103MPa。10 .一鋼軸的轉(zhuǎn)速 n= 240 r/min。傳遞功率 P = 44. 1 kw。已知丁 =40 MPa嚴(yán)=1(°)/m, G= 80 X 103MPa,試按強(qiáng)度和剛度條件計(jì)算軸的直徑。11 .圖示實(shí)心軸通過牙嵌離合器把功率傳給空心軸。傳遞的功率P =7. 5 kW,軸的轉(zhuǎn)速n=100 r/min ,試選擇實(shí)心軸直徑d和空心軸外徑d2。已知d1/d2=0.5,7=40 MPa 。12 .船用推進(jìn)

12、器的軸，一段是實(shí)心的，直徑為 280 mm,另一段是空心的，其內(nèi)徑為外徑的一半。在兩段產(chǎn) 生相同的最大切應(yīng)力的條件下，求空心部分軸的外徑D。13 . 一傳動(dòng)軸傳遞功率 P=3kW ,轉(zhuǎn)速n=27 r/min ,材料為45鋼，許用切應(yīng)力7=40MPa ,試計(jì)算軸的直徑。14 . 一鋼制傳動(dòng)軸，受扭矩 T=4 kN - m,材料的剪切彈性模量 G=80x10 3MPa,許用切應(yīng)力7=40 MPa, 單位長(zhǎng)度的許用扭轉(zhuǎn)角中=1 (° 9m,試計(jì)算軸的直徑。15 . T為圓桿橫截面上的扭矩，試畫出截面上與T對(duì)應(yīng)的切應(yīng)力分布圖。第四章彎曲內(nèi)力一、名詞解釋1.梁2.縱向?qū)ΨQ面 3.對(duì)稱彎曲4.剪

13、力5.彎矩6.剪力方程7.彎矩方程、簡(jiǎn)答題1 .在集中力作用處，梁的剪力圖和彎矩圖各有什么特點(diǎn)？2 .在集中力偶作用處，梁的剪力圖和彎矩圖各有什么特點(diǎn)?3 .在梁彎曲變形時(shí)，在剪力圖中有什么意義？dx4.在梁彎曲變形時(shí),dM在彎矩圖中有什么意義?dx5 .梁彎曲變形時(shí)，載荷集度q、剪力和彎矩三者之間的微分關(guān)系是什么?6 .在梁彎曲變形時(shí)，橫截面上有幾種內(nèi)力？如何規(guī)定正負(fù)號(hào)？7 .在梁彎曲變形時(shí)，用什么方法能快速求出橫截面上的內(nèi)力？8 .根據(jù)梁的支撐情況，在工程實(shí)際中常見的梁有幾種形式？三、計(jì)算題1 .試求下列梁指定截面 1 1、2-2上的剪力Fs和彎矩Mo各截面無限趨近于梁上 C點(diǎn)。nwrij

14、cC點(diǎn)。3.試求下列梁指定截面1 1、2-2上的剪力Fs和彎矩Mo 2-2截面無限趨近于梁上A點(diǎn)。2 .試求下列梁指定截面1 1、2-2上的剪力Fs和彎矩Mo各截面無限趨近于梁上1 1、2 2上的剪力Fs和彎矩Mo各截面無限趨近于梁上C點(diǎn)。4.試求下列梁指定截面5.試求下列梁指定截面 1 1、2 2上的剪力Fs和彎矩Mo各截面無限趨近于梁上B點(diǎn)。1 2B Ciiar-+ A-*A點(diǎn)。6 .試求下列梁指定截面1 1、2-2上的剪力Fs和彎矩Mo各截面無限趨近于梁上|Fs|max 和 Mmax。|Fs|max 和 |M|max。7 .試列出下列梁的剪力方程和彎矩方程，作剪力圖和彎矩圖，并求8 .試

15、列出下列梁的剪力方程和彎矩方程，作剪力圖和彎矩圖，并求此9 .試列出下列梁的剪力方程和彎矩方程，作剪力圖和彎矩圖，并求|Fs|max和1M|max。10 .不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出|Fs|max和|M|max。尸=200 NABA/i50N.mV-d|Fs|max和 |M| max。13.不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出|Fs|max和 |M| max。14.不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出|Fs|max和 |M| max。11 .不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出g=10 k

16、N/m務(wù)而,mSl12 .不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出|Fs|max和|M|max。15 .不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出|Fs|max和|M|max。R|max 和 Mmax。16 .不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出|Fs|max和 |M| max。17 .不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出q-2 kN/mB18.不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出20.不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出|Fs|max和 Mmax。|Fs|ma

17、x和 Mmax。|Fs|max和 |M| max。21.不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出|Fs|max和 |M|max。q41 “ I |cHT-*4*-Tmax。22.不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出|Fs|max和|M|MFa IF4c|"b.a，23 .不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出q F=q。44 111J J 11 112a24 .不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和彎矩圖，并求出|Fs|max和 M|Fs|max和 |M|max0max。第五章彎曲應(yīng)力一、名詞解釋1.橫力彎曲2

18、.純彎曲3.中性層4.中性軸5.抗彎截面系數(shù) 6.抗彎剛度二、簡(jiǎn)答題1 .慣性矩和抗彎截面系數(shù)各表示什么特性？2 .慣性矩和抗彎截面系數(shù)有量綱嗎？如果有，是什么？3 .梁的抗彎剛度EI具有什么物理意義？它與抗彎截面系數(shù)有什么區(qū)別？4 .什么時(shí)平行移軸公式？在應(yīng)用時(shí)，注意什么？5 .在梁彎曲變形時(shí)，推導(dǎo)橫截面正應(yīng)力公式時(shí)，進(jìn)行了哪些假設(shè)？6 .彎曲正應(yīng)力公式適用范圍是什么？7 .純彎曲時(shí)推導(dǎo)的正應(yīng)力公式適用于橫力彎曲嗎？8 .平面彎曲的條件是什么？9 .提高梁抗彎強(qiáng)度的措施有哪些？10 .梁具有如圖所示形狀的橫截面，如在平面彎曲下，受正彎矩作用，試分別畫出各橫截面上的正應(yīng)力沿 其高度的變化圖。(

19、鼻)(b)11 .如圖所示梁，指明截面哪部分受拉，哪部分受壓。三、計(jì)算題1. 一矩形截面梁如圖所示，試計(jì)算 I-I截面上A、B、C、D各點(diǎn)處的正應(yīng)力，并指明是拉應(yīng)力還是壓應(yīng) 力。2 .一外伸梁如圖所示，梁為16a槽鋼所制成，尺寸如下：槽鋼上下高度h=63mm ,z軸距上邊距離為 h=18mm , 抗彎截面模量Iz=73.3cm4的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力。F=3kN尸廣6 kNA , fC Bt 16a0,8 m 0.8 m 0.8 m ' i-3 . 一矩形截面梁如圖所示，已知F =2kN,橫截面的高寬比h/b =3;材料為松木，其許用應(yīng)力為仃=8MPa。試選擇橫截面的尺寸。4 . 一

20、圓軸如圖所示，其外伸部分為空心管狀，試作彎矩圖，并求軸內(nèi)的最大正應(yīng)力。5 . 一礦車車軸如圖所示。已知 a=0.6 m, F=5kN ,材料的許用應(yīng)力。=80MPa ,試選擇車軸軸徑。6 . 一受均布載荷的外伸鋼梁如圖所示，已知 q=12kN/m ,材料的許用應(yīng)力仃=160MPa。試選擇此梁的工 字鋼抗彎截面模量。川川I川川川川迎WWW2m7 .求以下各圖形對(duì)形心軸 z的慣性矩。8 .求以下各圖形對(duì)形心軸z的慣性矩。9 .鑄鐵T形截面梁如圖所示。設(shè)材料的許用拉應(yīng)力與許用壓應(yīng)力之比為仃t:仃c=1 : 3,試確定翼緣的合理寬度bo3010 .計(jì)算圖形對(duì)丫的慣性矩。11 .當(dāng)梁具有如圖所示形狀的橫

21、截面，計(jì)算各截面對(duì)中性軸z的慣性矩。12 .當(dāng)梁具有如圖所示形狀的橫截面，計(jì)算各截面對(duì)中性軸z的慣性矩。第六章彎曲變形一、名詞解釋1 .梁的撓曲線 2.撓度3.轉(zhuǎn)角4.疊加法5.靜不定梁6.基本靜定梁 7.多余約束二、簡(jiǎn)答題1,用什么量度量梁的變形？2 .梁的撓曲線有什么特點(diǎn)？3,梁彎曲變形時(shí)，如何規(guī)定梁撓度和轉(zhuǎn)角的正負(fù)號(hào)？4 .在推導(dǎo)梁撓曲線方程時(shí)，為什么說是近似微分方程？5 .有哪些方法求解梁的變形？6 .在用積分法求解梁的變形時(shí)，如何求解積分常數(shù)？7 .在求解梁的變形時(shí)，疊加原理在什么條件下使用？8 .在設(shè)計(jì)時(shí)，一受彎的碳素鋼軸剛度不夠，為了提高剛度而改用優(yōu)質(zhì)合金鋼是否合理？為什么?三、

22、計(jì)算題1.用積分法求梁的轉(zhuǎn)角方程、撓曲線方程以及B截面轉(zhuǎn)角和撓度。已知抗彎剛度EI為常數(shù)。C截面轉(zhuǎn)角和撓度。已知抗彎剛度EI為常數(shù)。2.用積分法求梁的轉(zhuǎn)角方程、撓曲線方程以及3.用積分法求梁的轉(zhuǎn)角方程、撓曲線方程以及A、B截面的車t角和C截面的撓度。已知抗彎剛度 EI為常4.用積分法求梁的轉(zhuǎn)角方程、撓曲線方程以及4AB 7A截面的轉(zhuǎn)角和撓度。已知抗彎剛度EI為常數(shù)。5 .用積分法梁的轉(zhuǎn)角方程、撓曲線方程以及C截面的轉(zhuǎn)角和撓度。已知抗彎剛度EI為常數(shù)。6 .用積分法梁的轉(zhuǎn)角方程、撓曲線方程以及A、B截面的轉(zhuǎn)角。已知抗彎剛度EI為常數(shù)。7 .用疊加法求梁B截面的撓度和轉(zhuǎn)角。已知梁的抗彎剛度EI為常

23、數(shù)。8 .用疊加法求梁 A截面的撓度和轉(zhuǎn)角。已知梁的抗彎剛度EI為常數(shù)。jmuiiulwwri_ / . T1一一 下一"9 .用疊加法求梁B截面的車t角和C截面的撓度。已知梁的抗彎剛度EI為常數(shù)。10 .用疊加法求梁C截面的撓度和轉(zhuǎn)角。已知梁的抗彎剛度EI為常數(shù)。»F=qa ?11 .用疊加法求梁 A截面的車t角和 C截面的撓度。已知梁的抗彎剛度 EI為常數(shù)。亨g婀口而山川嘮12 .已知梁的抗彎剛度 EI為常數(shù)。試求梁的支座反力。哈 弟r* I-< / 第七章壓桿穩(wěn)定一、名詞解釋1 .穩(wěn)定性2.失穩(wěn)3.臨界壓力4.臨界應(yīng)力5.柔度6.慣性半徑二、簡(jiǎn)答題2 .構(gòu)件的強(qiáng)

24、度、剛度、穩(wěn)定性有什么區(qū)別？3 .為什么直桿受軸向壓力作用有失穩(wěn)問題，而受軸向拉力作用就無失穩(wěn)問題？4 .對(duì)于兩端錢支，由 Q235鋼制的圓截面桿，問桿長(zhǎng) l與直徑d的比值應(yīng)滿足什么條件，才能應(yīng)用歐拉公 式？5 .歐拉公式的適用范圍是什么？6 .計(jì)算臨界力時(shí)，如對(duì)中柔度桿誤用歐拉公式， 或?qū)Υ笕岫葪U誤用直線公式，將使計(jì)算結(jié)果比實(shí)際情況偏 大還是偏??？7 .壓桿的臨界力與臨界應(yīng)力有何區(qū)別與聯(lián)系？是否臨界應(yīng)力愈大的壓桿，其穩(wěn)定性也愈好？8 .壓桿的柔度反映了什么？三、計(jì)算題1.圖示的細(xì)長(zhǎng)壓桿均為圓截面桿，其直徑 d均相同，材料是 Q235鋼，E=210GPa。其中：圖a為兩端錢 支；圖b為一端固定

25、，另一端錢支；圖 c為兩端固定。試判別哪一種情形的臨界力最大，哪種其次，哪種 最??？若圓桿直徑d=160 mm,試求最大的臨界力 Fcr。(a) (b)©2.圖示壓桿的材料為 Q235鋼，PP = 200Mpa , E = 210GPa,在正視圖a的平面內(nèi)，兩端為錢支，在 俯視圖b的平面內(nèi)，兩端認(rèn)為固定。試求此桿的臨界力。開IrJ -瓦；力一一 F - 一產(chǎn) J產(chǎn) 70>24 0口觸_(b)3 .圖示的細(xì)長(zhǎng)壓桿為圓桿，其直徑為d=16cm,材料為Q235鋼，E=210Gpa,兩端為光滑較支，試求最大臨界力Pcr。4 .二根細(xì)長(zhǎng)桿如圖所示(a) , (b)。EI相同，求二者的臨界

26、壓力之比。f b)材料力學(xué)網(wǎng)上作業(yè)題參考答案緒論一、名詞解釋1 .強(qiáng)度：構(gòu)件應(yīng)有足夠的抵抗破壞的能力。2 .剛度：構(gòu)件應(yīng)有足夠的抵抗變形的能力。3 .穩(wěn)定性：構(gòu)件應(yīng)有足夠的保持原有平衡形態(tài)的能力。4 .變形：在外力作用下，構(gòu)件形狀和尺寸的改變。5 .桿件：空間一個(gè)方向的尺寸遠(yuǎn)大于其他兩個(gè)方向的尺寸，這種彈性體稱為桿或桿件。6 .板或殼：空間一個(gè)方向的尺寸遠(yuǎn)小于其他兩個(gè)方向的尺寸，且另兩個(gè)尺寸比較接近，這種彈性體稱為 板或殼。7 .塊體：空間三個(gè)方向具有相同量級(jí)的尺度，這種彈性體稱為塊體。二、簡(jiǎn)答題1 .答：根據(jù)空間三個(gè)方向的幾何特性，彈性體大致可分為：桿件；板或殼；塊體。2 .答：?jiǎn)螚U3 .答

27、：材料力學(xué)的任務(wù)就是在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，為設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又安全的構(gòu)件，提供必要 的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。4 .答：均勻性假設(shè)；連續(xù)性假設(shè)；各項(xiàng)同性假設(shè)。5 .答：軸向拉伸或軸向壓縮；剪切；扭轉(zhuǎn)；彎曲。6 .答：桿件長(zhǎng)度方向?yàn)榭v向，與縱向垂直的方向?yàn)闄M向。橫.而 軸線7 .答：就桿件外形來分，桿件可分為直桿、曲桿和折桿；就橫截面來分，桿件又可分為等截面桿和變截面 桿等；實(shí)心桿、薄壁桿等。8 .答：若構(gòu)件橫截面尺寸不大或形狀不合理，或材料選用不當(dāng)，將不能滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。如果加大橫截面尺寸或選用優(yōu)質(zhì)材料，這雖滿足了安全要求， 卻多使用了材料，并增加了成本，造成浪費(fèi)。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，滿

28、足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，為設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又安全的構(gòu)件，提供必要的理 論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。第二章軸向拉伸和壓縮一、名詞解釋1 .內(nèi)力：物體內(nèi)部某一部分與另一部分間相互作用的力稱為內(nèi)力。2 .軸力：桿件任意橫截面上的內(nèi)力，作用線與桿的軸線重合，即垂直于橫截面并通過其形心。這種內(nèi)力稱 為軸力。3 .應(yīng)力： A上分布內(nèi)力的合力為 AF 。因而得到點(diǎn)的應(yīng)力 p = lim 9匚。反映內(nèi)力在點(diǎn)的分布密度的程 .2 . A度。4 .應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的伸長(zhǎng)來衡量桿件的變形程度為應(yīng)變。5 .正應(yīng)力：作用線垂直于橫截面的應(yīng)力稱為正應(yīng)力。6 .切應(yīng)力：作用線位于橫截面內(nèi)的應(yīng)力稱為剪應(yīng)力或切應(yīng)力。7 .伸長(zhǎng)率：試樣拉斷

29、后，試樣長(zhǎng)度由原來的l變?yōu)?1,用百分比表示的比值L -1、100%18 .斷面收縮率：原始橫截面面積為 A的試樣，拉斷后縮頸處的最小截面面積變?yōu)锳,用百分比表示的比值二 AzA 100%A9 .許用應(yīng)力：極限應(yīng)力的若干分之一。用卜表示。10 .軸向拉伸：桿產(chǎn)生沿軸線方向的伸長(zhǎng)，這種形式稱為軸向拉伸。11 .冷作硬化：把試樣拉到超過屈服極限的點(diǎn)，然后逐漸卸除拉力，在短期內(nèi)再次加載，則應(yīng)力和應(yīng)變大致上沿卸載時(shí)的斜直線變化。在第二次加載時(shí)，其比例極限（亦即彈性階段）得到了提高，但塑性變形和伸長(zhǎng)率卻有所降低，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。二、簡(jiǎn)答題1 .答：作用于桿件上的外力合力的作用線與桿件軸線重合。2

30、.答：桿件變形是沿軸線方向的伸長(zhǎng)或縮短。3 .答：歸納為以下三個(gè)步驟：截開-假想在欲求內(nèi)力截面處，把卞件截成兩部分。代替-留下其中一部分，用作用于截面上的內(nèi)力代替棄去部分對(duì)留下部分的作用。平衡-建立留下部分的平衡方程，由已知的外力求出橫截面上未知的內(nèi)力。4 .答：內(nèi)力是物體內(nèi)部某一部分與另一部分間相互作用的力，而應(yīng)力是描述內(nèi)力分布密度的程度，即單位 面積上的力。內(nèi)力常用單位是N,應(yīng)力常用單位是 MPa5 .答：極限應(yīng)力是屈服極限、強(qiáng)度極限的統(tǒng)稱。許用應(yīng)力是極限應(yīng)力的若干分之一。6 .答：變形是在外力作用下，構(gòu)件形狀和尺寸的改變，有量綱。應(yīng)變是單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)來衡量桿件的變形 程度，無量綱。7 .

31、答：對(duì)沒有明顯屈服極限的塑性材料，可以將產(chǎn)生0.2 %塑性應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力作為屈服指標(biāo)，并用來表示,稱為名義屈服應(yīng)力。8 .答：低碳鋼在整個(gè)拉伸試驗(yàn)過程中，其工作段的伸長(zhǎng)量與載荷的關(guān)系大致可分為以下四個(gè)階段：彈性階段-應(yīng)力與應(yīng)變成正比；屈服階段 -當(dāng)應(yīng)力增加到某一數(shù)值時(shí)，應(yīng)變有非常明顯的增加，而應(yīng)力先是下降，然后作微小的波動(dòng)，在曲線上出現(xiàn)接近水平線的小鋸齒形線段；強(qiáng)化階段-過屈服階段后，材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，要使它繼續(xù)變形必須增加拉力，這種現(xiàn)象稱為材料的強(qiáng)化。在強(qiáng)化階段中，試樣 的橫向尺寸有明顯的縮??；頸縮階段。灰口鑄鐵拉伸時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系是一段微彎曲線，沒有明顯的直 線部分。它在較小的拉

32、應(yīng)力下就被拉斷，沒有屈服和縮頸現(xiàn)象，拉斷前的應(yīng)變很小，伸長(zhǎng)率也很小。9 .答：外力分析；內(nèi)力計(jì)算；強(qiáng)度計(jì)算。10 .答：在比例極限內(nèi)，正應(yīng)力與正應(yīng)變成正比。11 .答：屈服極限CTS名義屈服應(yīng)力 仃0.2、強(qiáng)度極限 仃b。12 .答：彈f模量 E、泊松比和剪切彈性模量。13 .答：當(dāng)應(yīng)力不超過比例極限時(shí)，橫向應(yīng)變葭與軸向應(yīng)變名之比的絕對(duì)值是一個(gè)常數(shù)，即 v=-l這個(gè)比例系數(shù)稱為材料的泊松比。14 .答：伸長(zhǎng)率6和斷面收縮率中。15 .答：根據(jù)圣維南原理，外力作用處產(chǎn)生應(yīng)力集中，因此，只適用于離外力作用端稍遠(yuǎn)處。16 .平面假設(shè)。三、計(jì)算題1.解：應(yīng)用截面法Fn1=0, Fn2 = F , Fn

33、3= F2.解：應(yīng)用截面法Fn1 = Fn2 =2kN3.解：應(yīng)用截面法Fn1 = F , Fn2=2F , Fn3=-F4.解：應(yīng)用截面法Fn1 =-2F, Fn2 =F5.解：應(yīng)用截面法Fn1 = -50kN , Fn2 = -90kN_一 一 一3Fn 4 850 1037.解：仃= =；一A 二 1752850 103二 2302 60 2304Fn1cos45 Fn2 cos30 =0FN1Sin45c- FN2Sin30' - F = 0Fn1=0.448F, Fn2 = -0.366F軸向拉伸為正，壓縮為負(fù)=35.5Mpa=30.7Mpa得：二 max=35.5Mpa8.

34、解:受力分析得：工 Fx = 0, FniCOs30+ Fn2 cos75 =0Z Fy=0, -FN1sin30 -FN2cos15-F = 0二 bc =103.5MpaA-AB nF2 - -47.4Mpa A9 .解：(1) oACFN1 -20 1031000=-20Mpa，O CD = 0Mpa ,Fn-20 1031000=-20MpaF = -0.01mm, EAlCDFnI n二0mm,EAFnIEA-0.01mm,lAB=lAC lCD lDB = -0.02mm10 .解：仃AC.In =40 10340231.8Mpa,仃_ Fn 40 103CB 一 A202二 12

35、7Mpa ,根據(jù)胡可定律,AC皿=1.59 10" E二 BC= 6.36 10一411 .解:F Fxx=0,F N13=0Fy-4 L c=0 FN2 父 一 + F = 0 ,解得:5AB桿:F = Ak600 140 = 84kN4因此，F(xiàn)1 =FN1 =112kN ,3BC桿：F = AJqC=30000M3.5= 105kN4八，一F2 = -FN2 = 84kN ,取F =84kN5第二章剪切一、名詞解釋1 .剪切：大小相等、方向相反，作用線相距很近的兩個(gè)橫向力作用時(shí)，桿件將產(chǎn)生剪切變形。2 .剪力：在剪切面上有與外力大小相等，方向相反的內(nèi)力，這個(gè)內(nèi)力叫剪力。3 .剪切

36、面：發(fā)生剪切變形的截面。4 .擠壓面：擠壓力的作用面。5 .擠壓應(yīng)力：由擠壓力而引起的應(yīng)力。6 .擠壓力：在接觸面上的壓力，稱為擠壓力。二、簡(jiǎn)答題1 .答：切應(yīng)力與橫截面平行，正應(yīng)力垂直于橫截面。2 .答：不相同。擠壓面是真實(shí)的擠壓作用面，計(jì)算擠壓面是擠壓面的正投影作為計(jì)算面積。3 .擠壓是在構(gòu)件相互接觸的表面上，因承受較大的壓力作用，使接觸處的局部區(qū)域發(fā)生顯著的塑性變形或 被壓碎。壓縮是外力沿桿件軸線作用，使構(gòu)件產(chǎn)生壓縮變形。4 .答：連接件上的剪切面沿外力方向、擠壓面與外力方向垂直。5 .答：滿足剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度條件。剪切的強(qiáng)度條件可表示為T =- <TA擠壓強(qiáng)度條件可表達(dá)為；：b

37、s =Fs _ 二bsAbs6 .答：過直徑平面正投影作為計(jì)算面積。7 .答：均勻分布在擠壓平面上。2 .解：£ M = 0, M-QD =0, Q = 10000N ,3 .解：仃=E W。,得d之A4F34mm二二=Q _ t -Q = 10.4mm A- d一 一 一 3Q 24 103二 172=105.8Mpa<二= ?=_F=141.2Mpa ： rbs Asd5.解:=320MpaQ _ 50.2 103二TTqA c 二 102x4Fb 6.解：乙 M = 0 , Ra2 Fb = 0 得：Ra = = 1000N CaF Fy=0, RC-RA-F=0,得：R

38、C=1200N用 _ 1; t 尸 j 說 1kJ F a =% = 1200JV J q&二/二woon'=50 蟲蛇亍*U，t-= 61AMPa良"Ftill 1(b)第三章扭轉(zhuǎn)一、名詞解釋1 .扭轉(zhuǎn)：大小相等、方向相反，作用在垂直于桿軸平面內(nèi)的力偶Me時(shí)，桿件將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，即桿件的橫截面繞其軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。2 .扭矩：圓軸上有作用面垂直于桿軸的外力偶作用，桿件的橫截面上也只有作用于該平面上的內(nèi)力偶，即 為扭矩。3 .扭轉(zhuǎn)角：在桿件兩端垂直于桿軸線的平面內(nèi)作用一對(duì)大小相等，方向相反的外力偶。兩個(gè)橫截面之間相 對(duì)轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，這個(gè)轉(zhuǎn)角稱為扭轉(zhuǎn)角。4 .剪切胡克定律：切

39、應(yīng)力不超過材料剪切比例極限的線彈性范圍，T =GY ,這個(gè)關(guān)系式稱為材料的剪切胡克定律。5.單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角:W表示單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角，公式為:dxdxG1P二、簡(jiǎn)答題1 .答：成立。切應(yīng)力互等定理具有普遍意義，在非純剪切的情況下同樣適用。2 .答：在切應(yīng)力作用下，單元體截面沿切應(yīng)力方向錯(cuò)動(dòng)，產(chǎn)生切應(yīng)變。3 .答：切應(yīng)力線性分布，中心處切應(yīng)力為零，最外邊緣最大。4 .答：從強(qiáng)度方面考慮，空心圓截面軸的壁厚是愈薄愈好。5 .答：T= 其單位是弧度。GIp6 .答：在扭矩一定的情況下，GIp越大，單位長(zhǎng)度的扭轉(zhuǎn)角愈小，GIp反映了圓軸抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力,GIp稱為圓軸的抗扭剛度。7 .答：切應(yīng)力線性分布

40、，中心處切應(yīng)力為零，最外邊緣最大。8 .答：右手螺旋法則：右手四指并攏彎曲指向扭矩的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，若伸開拇指的方向與橫截面的外法線方向一致，則扭矩為正，反之為負(fù)。9 .答：最大切應(yīng)力° max相同，ax =工與材料無關(guān)。扭轉(zhuǎn)角不相同，e=工與材料有關(guān)。WtGIp10 .答：(b)對(duì)提高軸的承載能力有利。十“11 . Ip可以，Wp不能，因?yàn)閃n p三、計(jì)算題1 .解：據(jù)截面沿指定截面i-i (i=123)將桿截為兩段，考慮任一段的平衡即可得該指定截面上的扭矩:Ti =3kN.m,為正扭矩，T2 =丁3 = 2kN.m,為負(fù)扭矩。2 .解：據(jù)截面沿指定截面i-i (i=123)將桿截為兩段

41、，考慮任一段的平衡即可得該指定截面上的扭矩:T1 = -3kN.m,為負(fù)扭矩，T2 = 3kN.m ,為正扭矩，T3 = 0kN.m。2M4. Tmax=4MB1-1截面:maxWp二53kpa , 2-2 截面：m maxT=20.5kpaWp3-3截面:max=28.5kpa8.TD/2二 D432（1-= 15.9Mpa,4）JminT：Td/2二 D4= 12.35MpaG1P二32（1-： 4）二 D G32（1-： 4）= 0.284；m9.各段軸橫截面的扭矩:ab段05+寫=1頗+1200二3000赤（負(fù)扭矩）BC段：%=7二儂®砧"（為負(fù)扭矩）然后加以比最大

42、切應(yīng)力計(jì)算：因兩段軸扭矩不同，所以應(yīng)分別計(jì)算每段軸內(nèi)橫截面的最大剪應(yīng)力值, 較找到最大減應(yīng)力值。16x3000AB段:Tk 1«x200=48_94fPaBC段:比較GvQ?得最大剪應(yīng)力發(fā)生在bc段，其數(shù)值為最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角：因軸內(nèi)各截面扭矩方向都一致，所以最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角船即為整個(gè)軸長(zhǎng)的總扭轉(zhuǎn)角。在使用扭轉(zhuǎn)角公式出產(chǎn)時(shí)，注意到該式的使用A < .A _TJ加9器3000 x750x1(1200x500x1(審.= 一 甲m +學(xué)_ t- Swb ®rac gOxltfx-x754x10te fiOxlxxSffxKT12 3232=0.0213 弧度=1.22 度P10

43、 .解：T =9550 n 44.1 = 9550-1754.8N.m240強(qiáng)度條件計(jì)算軸的直徑:剛度條件計(jì)算軸的直徑:T16T工=£，d=3= 60.7mmWp二T 180 _ _32T180 一邛=XW 邛,得 = 4X = 59.8mm ,取 d=60.7mmGI pG 二11 . (1)外力偶矩的計(jì)算T N* 9550x75 不出 口溫=9550 =716Njrn 100(2)兩軸各截面?zhèn)鬟f的扭矩T=%=716Njwd =(3)實(shí)心軸所需直徑由 7= W 7 得Wpi 16x716"r =0.045mVxttxlO選 d=45mm.空心軸的外、內(nèi)選擇由=0.D46f

44、fl>_16x7163 Vffr0-a4) - jlxMxlNQ054)選 =46rnn所以 4 二嗎=Q3x4ti=23rnrn oT16TT 16T112.強(qiáng)度條件計(jì)算：7=r,72= = ；不產(chǎn)=一Wp- D13Wp二 D3(1-4)2p1p1 = 2 ,得 D=286mm c cP c c 313. ： T =9550= 9550m = 1061.1N.m n27強(qiáng)度條件計(jì)算軸的直徑：.=51.3mm14.強(qiáng)度條件計(jì)算軸的直徑:三,二 79.9mmT 18032T180剛度條件計(jì)算軸的直徑：中=乂 M 中,得d = 4M = 73.5mm ,取d=80mmGIpG 二15.第四章

45、彎曲內(nèi)力一、名詞解釋1 .梁：以彎曲為主要變形的構(gòu)件稱為梁。2 .縱向?qū)ΨQ面：通過梁軸線和截面對(duì)稱軸的平面稱為縱向?qū)ΨQ面。3 .對(duì)稱彎曲：當(dāng)梁具有通過其軸線的縱向?qū)ΨQ面、且作用于梁上的外力都在該對(duì)稱面內(nèi)時(shí)，變形后梁的軸 線仍將是位于該對(duì)稱面內(nèi)的一條曲線，這種情況稱作對(duì)稱彎曲。4 .剪力：梁彎曲時(shí)橫截面上有與橫截面相切的分布內(nèi)力系的合力稱為剪力。5 .彎矩：梁彎曲時(shí)橫截面上有與橫截面垂直的分布內(nèi)力系的合力偶矩。6 .剪力方程：在一般情況下，梁橫截面上的剪力是隨截面的位置而變化的，若橫截面的位置用沿梁軸線的 坐標(biāo)x表示，則各橫截面上的剪力可以表示為坐標(biāo)x的函數(shù)，即：Q=Q (x),通常把關(guān)系式稱為

46、梁的剪力方程。7 .彎矩方程：在一般情況下，梁橫截面上的彎矩是隨截面的位置而變化的，若橫截面的位置用沿梁軸線的坐標(biāo)x表示，則各橫截面上的彎矩都可以表示為坐標(biāo)x的函數(shù)，即：M=M(x),通常把關(guān)系式稱為梁的彎矩方程。二、簡(jiǎn)答題1 .答：在集中力作用處，梁的剪力圖有突變，突變之值即為該處集中力大?。粡澗貓D在此處有一折角。2 .答：在集中力偶作用處，梁的剪力圖無變化；彎矩圖有突變，突變之值即為該處集中力偶大小3 .答：剪力圖上某處的斜率等于梁在該處的分布載荷集度。4 .答：彎矩圖上某處的斜率等于梁在該處的剪力。dQ(x)dM(x)5 .答： =q(x) , = Q(x) dxdx6 .答：在梁彎曲變

47、形時(shí)，橫截面上有兩種內(nèi)力。使梁產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的剪力規(guī)定為正，反之為負(fù)；或者說取左側(cè)為研究對(duì)象，剪力向下為正，向上為負(fù)；使梁的下部產(chǎn)生拉伸而上部產(chǎn)生壓縮的彎矩規(guī)定為正，反之為負(fù)。7 .答：（1）梁橫截面上的剪力 Q,在數(shù)值上等于該截面一側(cè)（左側(cè)或右側(cè)）所有外力在與截面平行方向投影的代數(shù)和。Q= ? Yio計(jì)算時(shí)，若外力使選取研究對(duì)象繞所求截面產(chǎn)生順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，等式右O相反為負(fù)。邊取正號(hào)；反之，取負(fù)號(hào)。此規(guī)律可簡(jiǎn)化記為“左上右下外力為正”（2）橫截面上的彎矩M,在數(shù)值上等于截面一側(cè)（左側(cè)或右側(cè)）梁上所有外力對(duì)該截面形心O的力矩的代數(shù)和。即：M = <M o（Fi）8 .答：簡(jiǎn)化為三種

48、形式：簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、外伸梁三、計(jì)算題1.求支反力。由平衡方程得：£11 23A1 I 2322得:Mb3B 8lFy = 0 ,得 Rb - q y2按計(jì)算剪力和彎矩的規(guī)則£H上m23ql282.求支反力由 °, Rb1 - F 20,2FRa4按計(jì)算剪力和彎矩的規(guī)則，F(xiàn) 一Q1 一百M(fèi)12F12F2FlQ3 =2F,M3 =03.在原圖中力F在這里是力P以下相同。G 二"，叫=一？一；”2A O也二P+qL%二團(tuán)-濟(jì)外牛44生牛-25.P Pl1現(xiàn)二一萬%=一不&包%二一產(chǎn)6.0 =禮鳴=-；篦2=，山二-#： 上oOO7 .以左端A為原點(diǎn)，

49、任一截面距左端的距離為x剪力方程：Q(x) = -qx(0 < x <l)彎矩方程：M (x)=一 2qx(0 三 x l)2max= ql,maxqi8 .以左端A為原點(diǎn)，任一截面距左端的距離為x剪力方程：Q(x) = 0(0<x<l),彎矩方程：M(x) = M (0<x<l)max 二 MeMeMe、一9 .A點(diǎn)約束力 Ra = , b點(diǎn)約束力 Rb = -I,方向向下。以左端A為原點(diǎn)，任一截面距左端的距離為x剪力方程：Q(x) =Me(0 < x < l)；彎矩方程：M (x) = Me - Me (0 < x w l)maxMeemaxMee10 . Qmax = 200N，Mmax=950N.m8“Qmax=2667N，Mmax=355N.m芳,磯12.maxF,maxFaFa13. QFa/lFa14. Qmax - 50N，max =10N.m50N50NIONjh/217, Q =3N, M =3N.mmaxmax18, Qmax = F/2, Mmax = Fl/46£xeiuIAIxeiu 一0Fa23. Qmax=3qa/2, M max =qa第五章彎曲應(yīng)力一、名詞解釋1,橫力彎曲：在一般情況