習(xí)題(-材料力學(xué)部分)

一、填空題（請將答案填入劃線內(nèi)。）1、材料力學(xué)是研究構(gòu)件，，計算的科學(xué)。2、構(gòu)件在外力作用下，抵抗_______的能力稱為強度,抵抗_______的能力稱為剛度，保持_______________的能力稱為穩(wěn)定性。3、在強度計算中，根據(jù)強度條件可以解決三方面的問題：即、、和。4、桿件變形的基本形式有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。5、研究桿件內(nèi)力的基本方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。6、材料的破壞通常分為兩類，即＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿。7.桿件沿軸向方向伸長或縮短，這種變形形式稱為。8.在低碳鋼的拉伸試驗中，材料的應(yīng)力變化不大而變形顯著增加的現(xiàn)象稱為。9.因截面形狀尺寸突變而引起局部應(yīng)力增大的現(xiàn)象，稱為。10、低碳鋼拉伸圖可以分為四個階段，它們分別是________階段，________階段，_________階段和_______階段。11.扭轉(zhuǎn)的變形特點是截面繞軸線發(fā)生相對12.直桿受力后，桿件軸線由直線變?yōu)榍€，這種變形稱為。13、矩形截面桿最大的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力發(fā)生在＿＿；最大的彎曲剪應(yīng)力發(fā)生在＿＿＿。τ14、根據(jù)彎曲正應(yīng)力強度條件，截面的合理程度由＿＿＿值決定。15.梁的彎矩方程對軸線坐標(biāo)x的一階導(dǎo)數(shù)等于____________方程。16、描述梁變形通常用——和——兩個位移量。17.梁有三種類型，即，、和18、單元體內(nèi)切應(yīng)力等于零的平面稱為，該平面上的應(yīng)力稱為19.由構(gòu)件內(nèi)一點處切取的單元體中，正應(yīng)力最大的面與切應(yīng)力最大的面夾角為__________度。20、構(gòu)件某點應(yīng)力狀態(tài)如右圖所示，則該點的主應(yīng)力分別為＿＿＿。21.橫力彎曲時，矩形截面梁橫截面中性軸上各點處于____________應(yīng)力狀態(tài)。22.圓軸彎扭組合變形時，除軸心外，各點處的三個主應(yīng)力σ1，σ2，σ3中，等于零的主應(yīng)力是____________。23、壓桿的柔度，綜合反映了影響壓桿穩(wěn)定性的因素有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。24、交變應(yīng)力作用下，影響構(gòu)件疲勞極限的主要因素有：構(gòu)件的影響，構(gòu)件的影響及構(gòu)件_____________的影響。25.對稱循環(huán)交變應(yīng)力的應(yīng)力循環(huán)特性r等于____________。26、簡支梁承受集中載荷如圖所示，則梁內(nèi)C點處最大正應(yīng)力等于。27、如圖所示兩梁的材料和截面相同，則兩梁的最大撓度之比。28、受力構(gòu)件內(nèi)的一點應(yīng)力狀態(tài)如圖所示，其最小主應(yīng)力等于。29、如圖所示，兩梁的幾何尺寸相同：（b）最大彎矩是（a）梁的倍。30、圖示桿的抗拉（壓）剛度為EA，桿長為2l，則桿總伸長量Δl=__________，桿內(nèi)縱向最大線應(yīng)變εmax=____________。二、選擇題（請將答案的序號填入劃線內(nèi)。）1、桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性＿＿＿＿＿＿＿。（A）只與材料的力學(xué)性質(zhì)有關(guān)；（B）只與構(gòu)件的形狀尺寸有關(guān)；（C）與二者都有關(guān)；（D）與二者都無關(guān)。2.軸向拉伸或壓縮時，直桿橫截面上的內(nèi)力稱為軸力，表示為（）A.B.FSC. D.3.假設(shè)變形固體在其整個體積內(nèi)毫無間隙地充滿了物質(zhì)，且各處的材料()都相同，這就是均勻連續(xù)性假設(shè)。A.強度B.硬度C.力學(xué)性能D.塑性4、（）的橫截面是軸向拉壓桿件的危險截面。（A）軸力最大；（B）正應(yīng)力最大；（C）面積最小；（D）位移最大。5、進入屈服階段后，材料發(fā)生＿＿＿＿＿變形。（A）彈性；（B）線彈性；（C）塑性；（D）彈塑性。6、工程上通常把延伸率＿＿＿＿＿＿＿＿＿的材料稱為脆性材料。（A）δ<5%；（B）δ<0.5%；（C）δ>5%；（D）δ>0.5%7.材料的塑性指標(biāo)有（）A.σb和δB.σS和ψC.σU和δD.δ和ψ8.低碳鋼的極限應(yīng)力是()A.σeB.σpC.σsD.σb9、低碳鋼試件扭轉(zhuǎn)破壞是＿＿＿＿＿。（A）沿橫截面拉斷；（B）沿45度螺旋面拉斷；（C）沿橫截面剪斷；（D）沿45度螺旋面剪斷；10.鑄鐵圓軸受扭轉(zhuǎn)破壞時是（）A.在與軸線成45o傾角的螺旋面上斷裂，是由于最大拉應(yīng)力過大引起的。B.在與軸線成45o傾角的螺旋面上斷裂，是由于最大剪應(yīng)力過大引起的。C.沿橫截面上斷裂，是由于最大拉應(yīng)力過大引起的。D.沿橫截面上斷裂，是由于最大剪應(yīng)力過大引起的。11.插銷穿過水平放置的平板上的圓孔（如右圖），在其下端受有拉力P。則插銷的剪切面面積和擠壓面面積分別等于（）A.；B.C.；D.12.圖示拉桿用四個直徑都為d的鉚釘固定在連接板上，拉力為P，各鉚釘?shù)氖芰ο嗤瑒t鉚釘?shù)募羟袕姸葪l件為（）A、B、C、D、13.在剪切實用計算中，假定切應(yīng)力在剪切面上是____________分布的。14.擠壓強度條件是，擠壓應(yīng)力不得超過材料的()A.許用擠壓應(yīng)力B.極限擠壓應(yīng)力C.最大擠壓應(yīng)力D.破壞擠壓應(yīng)力15、直徑為D的實心圓軸兩端受扭轉(zhuǎn)力矩作用，軸內(nèi)最大剪應(yīng)力為τ，若軸的直徑改為D／2，則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)椋撸撸?。（A）2τ;（B）4τ;（C）8τ;（D）16τ.16.空心圓軸，其內(nèi)外徑之比為，扭轉(zhuǎn)時軸內(nèi)最大剪應(yīng)力為，這時橫截面上內(nèi)邊緣的剪應(yīng)力為（）。A.0B.C.D.17.影響圓軸扭轉(zhuǎn)角大小的因素是()A.扭矩、材料、軸長B.扭矩、軸長、抗扭剛度C.扭矩、材料、截面尺寸D.扭矩、軸長、截面尺寸18、簡支梁跨長為L，中截面上受集中力P作用，若將P改為Q＝P／L的均布力，則梁內(nèi)最大彎矩M和最大剪力V的變化情況是＿＿＿＿＿。（A）M減小，V不變；（B）二者都不變；（C）V減小，M不變；（D）二者都減小；19、高度等于寬度兩倍的矩形截面梁，在載荷作用下發(fā)生平面彎曲，若將豎放改為平放，其它條件不變，則梁的強度＿＿＿＿＿＿＿。（A）提高到原來的2倍；（B）提高到原來的4倍；（C）降低到原來的1／2；（D）降低到原來的1／420、在等值梁的最大彎矩所在附近，局部加大橫截面尺寸＿＿＿＿＿。（A）僅對提高梁的強度是有效的；（B）僅對提高梁的剛度是有效的；（C）對提高梁的強度和剛度都有效；（D）對提高梁的剛度和強度都無效；21.關(guān)于梁中內(nèi)力變化規(guī)律，下列（）說法是正確的。A.集中外力作用的橫截面，剪力Q值有突變，彎矩M值也有突變。B.集中外力作用的橫截面，剪力Q值有突變，彎矩M值無突變。C.集中外力偶作用的橫截面，剪力Q值有突變，彎矩M值也有突變。D.集中外力偶作用的橫截面，剪力Q值無突變，彎矩M值也無突變。22.從彎曲強度的角度考慮，梁橫截面合理設(shè)計的原則是（）A.采用與中心軸對稱的截面。B.采用實心截面。C.采用抗彎截面模量與截面積之比盡可能大的截面。D.將盡可能多的材料放置在中心軸附近。23.一鑄鐵簡支梁受力如圖所示，當(dāng)其橫截面分別按圖示（a）、（b）兩種情況放置，則梁的（）。A.強度相同，剛度不同B.強度不同，剛度相同24.某機軸材料為45號鋼，工作時發(fā)生彎扭組合變形，對其進行強度計算時，宜采用()強度理論。A.第一或第二B.第二或第三C.第三或第四D.第四或第一25.對稱循環(huán)交變應(yīng)力的應(yīng)力循環(huán)特性r等于()A.-1B.0C.0.5D.1C.強度、剛度均相同D.強度、剛度均不相26.斜彎曲實質(zhì)上是()的組合變形。兩個平面彎曲B.軸向拉伸（壓縮）與平面彎曲C.軸向拉伸（壓縮）與剪切D.平面彎曲與扭轉(zhuǎn)27、圖示桿件的拉壓剛度為EA，在外力作用下，其變形能U的表達式為（）PablP(A)P2l/2EAPablP(B)P2a/2EA+P2b(C)P2l/2EA+P2b(D)P2a/2EA28、圖中所示四個單元體中標(biāo)示正確的是（）。（圖中應(yīng)力單位為MPa）(A)(A)(B)(B)29.下列不屬于組合變形的是()。A.拉伸與壓縮B.扭轉(zhuǎn)與彎曲C.拉伸與彎曲D.扭轉(zhuǎn)與剪切(D)(C)(D)(C)30、對于細長壓桿來說，桿端的約束越強，則（）。（A）長度系數(shù)越小，臨界載荷越大；（B）長度系數(shù)越大，臨界載荷越大；（C）長度系數(shù)越小，臨界載荷越??；（D）長度系數(shù)越大，臨界載荷越小。31.疲勞失效的特點如下，試分析哪個答案是錯誤的（）。A.疲勞極限高于靜強度極限。B.疲勞失效呈現(xiàn)脆性斷裂。C.在交變應(yīng)力作用下，需經(jīng)過一定的應(yīng)力循環(huán)才發(fā)生破壞。D.破壞斷口上，通常出現(xiàn)兩個區(qū)域：光滑區(qū)和粗糙區(qū)。32.材料力學(xué)中下列正確的陳述應(yīng)為（）：桿的簡單拉伸其拉力必須與桿的軸線重合桿的簡單壓縮可適用于大柔度桿件桿件剪切應(yīng)力計算公式基于剪應(yīng)力在受剪截面上均勻分布的假設(shè)桿件的扭轉(zhuǎn)計算公式適用于矩形截面桿A.（1），（3）B.（2），（3）C.（3），4.D.（1），（2）33、從構(gòu)件某點取出的原始單元體為如圖所示的純剪切應(yīng)力狀態(tài)，則用第三強度理論建立的強度條件為（）。A.τ≤[σ]B.(1+μ)τ≤[σ]C.2τ≤[σ]D.3τ≤[σ]研究超靜定問題的一般方法是（）靜力平衡。節(jié)點法或截面法。綜合考慮幾何方程、物理方程和靜力平衡方程三方面因素?；⒖硕伞Ｗ鲃偧軆?nèi)力圖規(guī)定，彎矩圖畫在桿件的（）。A．上邊一側(cè)B．右邊一側(cè)C．受拉一側(cè)D．受壓一側(cè)36、細長桿AB受軸向壓力P作用，如圖示。設(shè)桿的臨界力為Plj，則下列結(jié)論中是正確的。A.僅當(dāng)P<Plj時，桿AB的軸線才保持直線，桿件只產(chǎn)生壓縮變形；B.當(dāng)P＝Plj時，桿AB的軸線仍保持直線，桿件不出現(xiàn)彎曲變形；C.當(dāng)P＞Plj時，桿AB不可能保持平衡；D.為保證桿AB處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，應(yīng)使P＜=Plj。三、分析簡答題1.低碳鋼拉伸過程有哪幾個階段？寫出主要性能指標(biāo)。在圖示低碳鋼和鑄鐵拉伸試驗的“應(yīng)力—應(yīng)變”圖上，注明材料的強度指標(biāo)(名稱和代表符號)，并由圖判斷：_______是脆性材料，_______是塑性材料。2．試寫出圖示結(jié)構(gòu)的剪切面面積和擠壓面積3．若將圓形截面桿的直徑增加一倍，試問桿的抗拉剛度、抗扭剛度和抗彎剛度各增加多少倍？4.結(jié)合工程實際，試簡述提高梁彎曲強度的主要措施。5.已知梁ABC的抗彎剛度為常數(shù)，受力如圖所示。（1）試畫出梁的彎矩圖（2）寫出梁的位移邊界條件和連續(xù)光滑條件（3）根據(jù)梁的彎矩和支承條件，畫出撓曲軸的大致形狀6、圖示圓截面懸臂梁,受力如圖示.（1）試指出危險截面和危險點的位置？（2）并畫出危險點應(yīng)力狀態(tài)單元體.7．試用單元體表示圖示圓截面桿表面點的應(yīng)力狀態(tài)，已知桿的直徑為。8.圖示矩形截面懸臂梁,在B截面上分別受水平力P及鉛垂力P的作用，試指出危險截面和危險點的位置？9．在設(shè)計圖示細長壓桿時，有正方形和圓形兩種截面可供選擇，它們的面積相同。試判斷哪種截面的穩(wěn)定性好？10.壓桿分為哪三種類型?適用歐拉公式與直線經(jīng)驗公式計算的各為哪一種壓桿?11、寫出圖示懸臂梁自由端B的撓度表達式。用積分法求圖示梁的轉(zhuǎn)角和撓度時，應(yīng)分幾段積分?出現(xiàn)幾個積分常數(shù)?寫出確定這些積分常數(shù)的邊界條件及連續(xù)性條件。圖示鋼桁架中各桿的橫截面及材料相同，在節(jié)點A承受豎直向下的集中力P。若力的方向改為向上，其它條件不變，則結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性將會增加還是降低？14、畫出圖示階梯形圓軸的扭矩圖，用圖中m和d寫出圓軸最大剪應(yīng)力的計算式，并指出其作用點位置。15、微體各面的應(yīng)力如圖所示，試求主應(yīng)力的大小和最大切應(yīng)力。40MPa20MPa30MPa40MPa20MPa30MPa 五、計算題階梯狀直桿受力如圖所示，已知AB段橫截面面積AAB＝800mm2，BD段的橫截面面積ABD＝1200mm2，材料的彈性模量E＝200Gpa。試求整個桿的總變形量。CCGBDA1A2Pxl2、CG為剛體，BC為銅桿，DG為鋼桿，兩桿的橫截面面積分別為A1和A2,長度分別為l1和l2，彈性模量分別為E1和E2。如要求CG桿始終保持水平位置，試求x3、某傳動軸如圖示，齒輪2為主動輪，齒輪1消耗功率為1.5KW，齒輪3消耗的功率為5.8KW，軸的轉(zhuǎn)速為230轉(zhuǎn)/分，材料為A3號鋼，G=80GPa,=1.50/m。試設(shè)計軸的直徑。MM1M2M34、矩形截面懸臂梁如圖所示，已知，，，。試確定此梁橫截面的尺寸。BA(a)zy1=157.5y2C302002001m3m15kN30kN5、鑄鐵梁的載荷及截面尺寸如圖所示，C為T形截面的形心，慣性矩Iz=6031×104mm4，材料的許用拉應(yīng)力，許用壓應(yīng)力，試校核梁的強度。BA(a)zy1=157.5y2C302002001m15kN30kNy30y306.簡支梁如圖所示，l=2m，a=0.2m,截面為圓形，d=150mm,梁上的載荷F=200kN。材料的許用應(yīng)力為[σ]=160MPa，[τ]=100MPa。試校核該梁的強度FFFFaaaaBABAlldd7、如右圖所示矩形截面外伸梁，在外伸端A、D處分別作用集中力F。已知材料的許用應(yīng)力[σ]＝120Mpa，b＝30mm，h＝60mm，試求梁的最大許用載荷[F]。8、圖示結(jié)構(gòu)中，梁為16號工字鋼；拉桿的截面為圓形，d=10mm。兩者均為A3鋼，E=200GPa。試求梁及拉桿內(nèi)的最大正應(yīng)力。（附16號工字鋼：，）44q=10kN/m59、薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)-拉伸試驗的示意圖如圖所示，若；，且，，試求圓筒上A點在指定斜截面上的應(yīng)力。dlPmmPmPdlPmmPmPdPdδz題22-11圖）11.邊長為0.1m的銅立方塊，無間隙地放入變形可略去不計的剛性凹槽中（圖（a））。已知銅的彈性模量E=100GPa，泊松比ν=0.34。當(dāng)銅塊受到了F=300kN的均勻12．圖示矩形截面拉桿受偏心拉力F作用，用電測法測得該桿表面A、B兩點的軸向線應(yīng)變分別為和。試證明偏心距。nnmmnMABCDσ?σ?σ?σ?p13．如圖所示圓筒形薄壁容器(壁厚t遠小于直徑D)，受到流體內(nèi)壓力的作用。試求筒壁外表面任一點M處的最大正應(yīng)力和最大剪應(yīng)力。圖示結(jié)構(gòu)，梁AB和桿CD