(2015更新版)材料力學(xué)網(wǎng)上作業(yè)題參考答案20151014

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 1 構(gòu)件有哪些分類(lèi)？2. 材料力學(xué)的研究對(duì)象是什么？3. 材料力學(xué)的任務(wù)是什么？4. 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(lèi)？8. 設(shè)計(jì)構(gòu)件時(shí)首先應(yīng)考慮什么問(wèn)題？設(shè)計(jì)過(guò)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

2、 1.桿件軸向拉伸或壓縮時(shí)，外力特點(diǎn)是什么？2. 桿件軸向拉伸或壓縮時(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)？三、計(jì)算題 1. 試用截

3、面法求下列各桿指定截面的軸力。2. 試用截面法求下列各桿指定截面的軸力。3. 試用截面法求下列各桿指定截面的軸力。4. 試用截面法求下列各桿指定截面的軸力。5. 試用截面法求下列各桿指定截面的軸力。6. 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，連接處拉桿的橫截面如圖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。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d18 mm；鋼繩CB的橫截面面積為10 mm2。已知起重量F = 2

4、 000 N，試計(jì)算起重桿和鋼絲繩橫截面上的應(yīng)力。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A=1000 mm2，材料的彈性模量E = 200 GPa，試求： (1) 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。10. 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A1= 600 mm2，許用應(yīng)力=140 MPa；BC桿為木桿，橫截面面積A2= 30000 mm2，許用壓應(yīng)力=3.5 MPa。試求最大許可載荷F。第二章 剪切一、名詞解

5、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 1.切應(yīng)力與正應(yīng)力有何區(qū)別？2.擠壓面與計(jì)算擠壓面是否相同？3.擠壓與壓縮有什么區(qū)別？4.連接件上的剪切面、擠壓面與外力方向有什么關(guān)系？5.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？6.擠壓面為半圓柱面時(shí)，如何找擠壓面？7.在剪切問(wèn)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，=20 mm，螺栓材料的許用切應(yīng)力=80 MPa，試求螺栓的直徑。2 銷(xiāo)釘式安全離合器如圖所示，允許傳遞的外力偶矩M =0.3 kN ·m，銷(xiāo)釘材料的剪切強(qiáng)度極限

6、b=360 MPa，軸的直徑D = 30 mm，為保證M > 300 N ·m時(shí)銷(xiāo)釘被剪斷，試求銷(xiāo)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 =440 MPa，被沖剪鋼板的剪切強(qiáng)度極限b=360 MPa。試求在最大沖力作用下所能沖剪圓孔的最小直徑d和鋼板的最大厚度。4. 已知圖示鉚接鋼板的厚度=10 mm，鉚釘?shù)闹睆綖閐=17 mm ,鉚釘?shù)脑S用切應(yīng)力 = 140 MPa，許用擠壓應(yīng)力bs=320 MPa，F(xiàn)=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。若已知低碳鋼試件的直徑d=10 mm，剪斷試件時(shí)的外力F=50.2 kN，試問(wèn)材

7、料的剪切強(qiáng)度極限為多少? 6. 圖示夾剪，銷(xiāo)子C的直徑為6 mm，剪直徑與銷(xiāo)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(xiāo)子橫截面上的平均切應(yīng)力。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. 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.

8、 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(wèn)哪一種輪的布置對(duì)提高軸的承載能力有利？為什么？11一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？ ,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，并在各截面上表示出扭矩的轉(zhuǎn)向。2. 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。3 試?yán)L出下列各軸的扭矩圖，

9、并求|T|max 4. 試?yán)L出下列各軸的扭矩圖，并求|T|max 5. 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·m , MB = 400 N·m，MC=600N·m。7. 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；各段軸的直徑分別為：dAB=50 mm，dBC=75mm，d CD

10、=50 mm (1) 畫(huà)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G= 80×103MPa。9. 已知變截面鋼軸上的外力偶矩MB=1800 N·m , MC= 1200 N· m，試求最大切應(yīng)力和最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角。已知G= 80×103MPa。10.一鋼軸的轉(zhuǎn)速n= 240 r/min。傳遞功率P = 44. 1 kw。已知

11、=40 MPa=1(。)/m，G= 80×103MPa，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(guò)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, =40 MPa。12. 船用推進(jìn)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=40MPa，試計(jì)算軸的直徑。14. 一鋼制傳動(dòng)軸，受扭矩T=4 kN&

12、#183;m，材料的剪切彈性模量G=80x103MPa，許用切應(yīng)力=40 MPa，單位長(zhǎng)度的許用扭轉(zhuǎn)角=1(。)/m，試計(jì)算軸的直徑。15. T為圓桿橫截面上的扭矩，試畫(huà)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.剪力 5.彎矩 6. 剪力方程 7. 彎矩方程二、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？4. 在梁彎曲變形時(shí)，在彎矩圖中有什么意義？5.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

13、. 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(jiàn)的梁有幾種形式？三、計(jì)算題1. 試求下列梁指定截面11、22上的剪力FS和彎矩M。各截面無(wú)限趨近于梁上C點(diǎn)。2. 試求下列梁指定截面11、22上的剪力FS和彎矩M。各截面無(wú)限趨近于梁上C點(diǎn)。3. 試求下列梁指定截面11、22上的剪力FS和彎矩M。22截面無(wú)限趨近于梁上A點(diǎn)。4. 試求下列梁指定截面11、22上的剪力FS和彎矩M。各截面無(wú)限趨近于梁上C點(diǎn)。5. 試求下列梁指定截面11、22上的剪力FS和彎矩M。各截面無(wú)限趨近于梁上B點(diǎn)。6. 試

14、求下列梁指定截面11、22上的剪力FS和彎矩M。各截面無(wú)限趨近于梁上A點(diǎn)。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|FS|max和|M|max。8. 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|M|max。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|M|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。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|FS|max和|M|max。12. 不列剪力方程和彎矩方程，試作以下各梁的剪力圖和

15、彎矩圖，并求出|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。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。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|FS|max和|M|max。18. 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

16、出|FS|max和|M|max。19. 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。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|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。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|max。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|FS|max和|M|max。24. 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|m

17、ax和|M|max。第五章 彎曲應(yīng)力一、名詞解釋 1.橫力彎曲 2. 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，

18、如在平面彎曲下，受正彎矩作用，試分別畫(huà)出各橫截面上的正應(yīng)力沿其高度的變化圖。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。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 =8MPa。試選擇橫截面的尺寸。4. 一圓軸如圖所示，其外伸部分為空心管狀，試作彎矩圖，并求軸內(nèi)

19、的最大正應(yīng)力。5. 一礦車(chē)車(chē)軸如圖所示。已知a=0.6 m，F(xiàn)=5kN，材料的許用應(yīng)力 =80MPa，試選擇車(chē)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=160MPa。試選擇此梁的工字鋼抗彎截面模量。7. 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t：c=1：3，試確定翼緣的合理寬度b。10. 計(jì)算圖形對(duì)Y的慣性矩。11. 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。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

20、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(shuō)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、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)。2用積分

21、法求梁的轉(zhuǎn)角方程、撓曲線方程以及C截面轉(zhuǎn)角和撓度。已知抗彎剛度EI為常數(shù)。3用積分法求梁的轉(zhuǎn)角方程、撓曲線方程以及A、B截面的轉(zhuǎn)角和C截面的撓度。已知抗彎剛度EI為常數(shù)。4用積分法求梁的轉(zhuǎn)角方程、撓曲線方程以及A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)。9. 用疊加法求梁B截面的轉(zhuǎn)角和C截面的撓度

22、。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)。11. 用疊加法求梁A截面的轉(zhuǎn)角和C截面的撓度。已知梁的抗彎剛度EI為常數(shù)。12. 已知梁的抗彎剛度EI為常數(shù)。試求梁的支座反力。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 1. 構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性有什么區(qū)別？2. 為什么直桿受軸向壓力作用有失穩(wěn)問(wèn)題，而受軸向拉力作用就無(wú)失穩(wěn)問(wèn)題？3. 對(duì)于兩端鉸支，由Q235鋼制的圓截面桿，問(wèn)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？4. 歐拉公式的適用范圍是什么？5.

23、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)際情況偏大還是偏小？6. 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？7. 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為兩端鉸支；圖b為一端固定，另一端鉸支；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，哪種最小?若圓桿直徑d=160 mm，試求最大的臨界力Fcr。2圖示壓桿的材料為Q235鋼，E = 210GPa，在正視圖a的平面內(nèi)，兩端為鉸支，在俯視圖b的平面內(nèi)，兩端認(rèn)為固定。試求此桿

24、的臨界力。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，兩端為光滑鉸支，試求最大臨界力Pcr。P4二根細(xì)長(zhǎng)桿如圖所示（a）,（b）。EI相同，求二者的臨界壓力之比。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

25、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：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。7.答：就桿件外形來(lái)分，桿件可分為直桿、曲桿和折桿；就橫截面來(lái)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

26、，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(guò)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。因而得到點(diǎn)的應(yīng)力。反映內(nèi)力在點(diǎn)的分布密度的程度。4.應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的伸長(zhǎng)來(lái)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

27、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：試樣拉斷后，試樣長(zhǎng)度由原來(lái)的變?yōu)?，用百分比表示的比?.斷面收縮率：原始橫截面面積為的試樣，拉斷后縮頸處的最小截面面積變?yōu)椋冒俜直缺硎镜谋戎?9.許用應(yīng)力：極限應(yīng)力的若干分之一。用表示。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(guò)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

28、的外力合力的作用線與桿件軸線重合。2.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(kāi)-假想在欲求內(nèi)力截面處，把構(gòu)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MPa。5.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(lái)衡量桿件的

29、變形程度，無(wú)量綱。7.答：對(duì)沒(méi)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(lái)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(guò)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(guò)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(méi)有明顯的直線部分

30、。它在較小的拉應(yīng)力下就被拉斷，沒(méi)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、名義屈服應(yīng)力、強(qiáng)度極限。12.答：彈性模量E、泊松比和剪切彈性模量。13.答：當(dāng)應(yīng)力不超過(guò)比例極限時(shí)，橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比的絕對(duì)值是一個(gè)常數(shù)，即。這個(gè)比例系數(shù)稱為材料的泊松比。14.答：伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。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 , ，2. 解：應(yīng)用截面法 3. 解：應(yīng)用截面法 ， 4. 解：應(yīng)用截面

31、法 , 5. 解：應(yīng)用截面法 ，6.解： ， 解得： ，軸向拉伸為正，壓縮為負(fù)7解： 得：8解 ： 受力分析得：， 9 解: (1) ，10. 解：，根據(jù)胡可定律，得，11.解： ， ，解得：，AB桿： BC桿：因此，取第二章 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。

32、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，擠壓強(qiáng)度條件可表達(dá)為6.答：過(guò)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。三、計(jì)算題 1. 解：，2. 解：， 3. 解：，得，4.解：，5.解： 6. 解：， 得：，得： 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

33、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(guò)一個(gè)角度，這個(gè)轉(zhuǎn)角稱為扭轉(zhuǎn)角。4.剪切胡克定律：切應(yīng)力不超過(guò)材料剪切比例極限的線彈性范圍，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：表示單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角，公式為： 。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

34、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：，其單位是弧度。6. 答：在扭矩一定的情況下，越大，單位長(zhǎng)度的扭轉(zhuǎn)角愈小，反映了圓軸抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力，稱為圓軸的抗扭剛度。7. 答：切應(yīng)力線性分布，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(kāi)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，與材料無(wú)關(guān)。扭轉(zhuǎn)角不相同，與材料有關(guān)。10答：（b）對(duì)提高軸的承載能力有利。11Ip可以，Wp不能，因?yàn)?三、計(jì)算題 1. 解：據(jù)截

35、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：，為正扭矩，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，考慮任一段的平衡即可得該指定截面上的扭矩：，為負(fù)扭矩，為正扭矩，。3.TM2M4.5. 6. 7.1-1截面：，2-2截面：3-3截面：8. 切應(yīng)力線性分布。，9. 各段軸橫截面的扭矩：AB段：（負(fù)扭矩）BC段：（為負(fù)扭矩）最大切應(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，然后加以比較找到最大減應(yīng)力值。AB段：BC段：比較得最大剪應(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

36、致，所以最大相對(duì)扭轉(zhuǎn)角即為整個(gè)軸長(zhǎng)的總扭轉(zhuǎn)角。在使用扭轉(zhuǎn)角公式時(shí)，注意到該式的使用=0.0213弧度=1.22度10.解：強(qiáng)度條件計(jì)算軸的直徑：，剛度條件計(jì)算軸的直徑：，得，取d=60.7mm11. （1）外力偶矩的計(jì)算（2）兩軸各截面?zhèn)鬟f的扭矩（3）實(shí)心軸所需直徑由得 選d=45mm.(4)空心軸的外、內(nèi)選擇 由 得  選 所以。12. 強(qiáng)度條件計(jì)算：， ,得D=286mm13. ：強(qiáng)度條件計(jì)算軸的直徑：，14. 強(qiáng)度條件計(jì)算軸的直徑：，剛度條件計(jì)算軸的直徑：，得，取d=80mm15.第四章 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(guò)梁軸線和截面

37、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(guò)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

38、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??；彎矩圖在此處有一折角。2. 答：在集中力偶作用處，梁的剪力圖無(wú)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。5. 答：， 6. 答：在梁彎曲變形時(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(shuō)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

39、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。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?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，等式右邊取正號(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”。相反為負(fù)。（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：8. 答：簡(jiǎn)化為三種形式：簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、外伸梁三、計(jì)算題1. 解：求支反力。由平衡方程得：， 得： ，得，得按計(jì)算剪力和彎矩的規(guī)則，2.求支反力由，由， 按計(jì)算剪力和彎矩的規(guī)則， 3. 在原圖中力F在這里是力P。以下相同

40、。 4.5.6.7. 以左端A為原點(diǎn)，任一截面距左端的距離為x剪力方程: 彎矩方程: , ， 8.以左端A為原點(diǎn)，任一截面距左端的距離為x剪力方程: ，彎矩方程: , 9.A點(diǎn)約束力，B點(diǎn)約束力，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: ；彎矩方程: , 10. ，11. ，12. , 13. , 14. , 15. , 16. , 17. , 18. , 19. , 20. , 21. , 22, 23. , 24. , 第五章 彎曲應(yīng)力一、名詞解釋 1.橫力彎曲: 在一般情況下，梁發(fā)生彎曲時(shí)，橫截面上的內(nèi)力既有彎矩M、又有剪力Q，這樣的彎曲稱為橫力彎曲。2.純彎曲: 橫

41、截面上只有彎矩沒(méi)有剪力的彎曲，則被稱為純彎曲。3.中性層:在梁彎曲時(shí)，存在一個(gè)既不伸長(zhǎng)也不縮短的纖維，這個(gè)纖維稱為中性層。4.中性軸: 中性層與橫截面的交線稱為中性軸。5.抗彎截面系數(shù): 稱為抗彎截面模量，其值與截面的形狀和尺寸有關(guān)，是反映梁抗彎強(qiáng)度的一種截面幾何性質(zhì)。6.抗彎剛度: 稱為梁的彎曲剛度。梁的彎曲剛度越大，則其曲率越小，即梁的彎曲程度越小；反之，梁的彎曲程度越大。二、簡(jiǎn)答題 1. 答：慣性矩是僅與橫截面的形狀及尺寸有關(guān)的幾何量，代表橫截面一個(gè)幾何性質(zhì)；抗彎截面系數(shù)，其值與截面的形狀和尺寸有關(guān)，是反映梁抗彎強(qiáng)度的一種截面幾何性質(zhì)。其單位為或。2. 答：慣性矩單位為或；抗彎截面系數(shù)單

42、位為或3. 答：梁的彎曲剛度越大，則其曲率越小，即梁的彎曲程度越??；反之，梁的彎曲程度越大。抗彎截面系數(shù)，其值與截面的形狀和尺寸有關(guān)，是反映梁抗彎強(qiáng)度的一種截面幾何性質(zhì)。4. 答：平行移軸公式是對(duì)任意軸的慣性矩等于通過(guò)質(zhì)心軸的慣性矩加上兩平行軸間距離的平方與橫截面面積的乘積。在應(yīng)用時(shí)，注意質(zhì)心軸和任意軸是相互平行。5. 答：（a）平面假設(shè) 原為平面的橫截面在變形后仍為平面，并和彎曲后的縱向?qū)诱?。（b）單向受力假設(shè) 假設(shè)梁由縱向纖維組成，各縱向纖維之間互不擠壓，即每一縱向纖維受單向拉伸或單向壓縮。6. 答：在彈性范圍內(nèi)平面彎曲細(xì)長(zhǎng)梁。可推廣到橫力彎曲。7. 答：適用8. 答：中性軸必定通過(guò)橫截

43、面的形心；慣性積。 9. 答：選擇合理的截面形式；采用變截面梁；適當(dāng)布置載荷和支座位置，降低最大彎矩。10. 答： 11. z軸上部受拉。下部受壓。三、計(jì)算題1解：截面彎矩 A點(diǎn)受拉應(yīng)力B點(diǎn)受壓應(yīng)力D點(diǎn)受壓應(yīng)力2. 解：由靜力平衡求出支座A、B的支反力，最大正彎矩： 最大負(fù)彎矩， 最大拉應(yīng)力在C截面最下方：最大壓應(yīng)力在A截面最下方：.3. 3解：由靜力平衡求出支座A、B的支反力最大彎矩在中間截面上，且解得，, .4. 解：（1）求支反力：由 , （2）畫(huà)彎矩（3）求最大正應(yīng)力：由彎矩圖上可知最大彎矩發(fā)生在截面B?？箯澖孛婺Ａ?圓軸的最大彎曲正應(yīng)力:.5. 解：最大彎矩: 解

44、得，6. 解：（1）求支反力：由對(duì)稱性可知,兩個(gè)支座約束力（2）畫(huà)彎矩圖：最大彎矩在梁中點(diǎn)，（3）選擇截面尺寸7. 解：根據(jù)平行移軸公式， 8. 解：根據(jù)平行移軸公式，9.形心坐標(biāo)公式：應(yīng)力公式：，得h2=3h1， h2+h1=400, h1=100, 代入上式，解得：b=316mm10. 解： 11. 解：12. 解：第六章 彎曲變形一、名詞解釋1.梁的撓曲線: 梁的軸線在變形后成為一條連續(xù)光滑的曲線，稱為撓度曲線。2.撓度: 變形后梁橫截面的形心沿垂直梁軸線方向的位移稱為撓度。3.轉(zhuǎn)角: 橫截面變形前后的夾角稱為轉(zhuǎn)角。4.疊加法: 在材料服從胡克定律和小變形的條件下，梁在幾項(xiàng)載荷同時(shí)作用下

45、某一橫截面撓度和轉(zhuǎn)角就分別等于每一項(xiàng)載荷單獨(dú)作用下該截面的撓度和轉(zhuǎn)角的總和。5.靜不定梁: 梁的約束力（含約束力偶矩）的數(shù)目，超過(guò)有效平衡方程的數(shù)目，即成為靜不定梁。6.基本靜定梁:如果撤除靜不定梁上的多余約束，則此靜不定梁又變?yōu)橐粋€(gè)靜定梁，這個(gè)靜定梁稱為基本靜定梁。7.多余約束:在靜不定梁中，那些超過(guò)維持梁平衡所必需的約束，習(xí)慣上稱為多余約束。二、簡(jiǎn)答題 1. 答：撓度和轉(zhuǎn)角2. 答：光滑、連續(xù)3. 答：按照選定的坐標(biāo)系，撓度向上為正，反之為負(fù)。轉(zhuǎn)角逆時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)為正，順時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)為負(fù)。4. 答：在推導(dǎo)梁撓曲線方程時(shí)，小撓度條件下，（一般情況下，），略去了項(xiàng)。5. 答：積分法和疊加法。6. 答

46、：可利用梁上某些截面的已知位移來(lái)確定。即梁位移的邊界條件。7. 答：在材料服從胡克定律和小變形的條件下。8.答：不合理。因?yàn)楦鞣N鋼材的彈性模量基本相同，所以為提高梁的剛度而采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，效果并不顯著。三、計(jì)算題1解：撓曲線微分方程為：積分得：（1）（2）在固定端A，轉(zhuǎn)角和撓度均應(yīng)等于零，即：當(dāng)時(shí)，；把邊界條件代入（1），（2）得 C=0,D=0再將所得積分常數(shù)               （3）