材料力学精选题1
材料力学习题及答案
材料力学习题及答案材料力学习题一一、计算题1.(12分)图示水平放置圆截面直角钢杆(2ABC π=∠),直径mm 100d =,m l 2=,m N k 1q =,[]MPa 160=σ,试校核该杆的强度。
2.(12分)悬臂梁受力如图,试作出其剪力图与弯矩图。
3.(10分)图示三角架受力P 作用,杆的截面积为A ,弹性模量为E ,试求杆的内力和A 点的铅垂位移Ay δ。
4.(15分)图示结构中CD 为刚性杆,C ,D 处为铰接,AB 与DE 梁的EI 相同,试求E 端约束反力。
5. (15分) 作用于图示矩形截面悬臂木梁上的载荷为:在水平平面内P 1=800N ,在垂直平面内P 2=1650N 。
木材的许用应力[σ]=10MPa 。
若矩形截面h/b=2,试确定其尺寸。
三.填空题(23分)1.(4分)设单元体的主应力为321σσσ、、,则单元体只有体积改变而无形状改变的条件是__________;单元体只有形状改变而无体积改变的条件是__________________________。
2.(6分)杆件的基本变形一般有______、________、_________、________四种;而应变只有________、________两种。
3.(6分)影响实际构件持久极限的因素通常有_________、_________、_________,它们分别用__________、_____________、______________来加以修正。
4.(5分)平面弯曲的定义为______________________________________。
5.(2分)低碳钢圆截面试件受扭时,沿____________截面破坏;铸铁圆截面试件受扭时,沿____________面破坏。
四、选择题(共2题,9分)2.(5分)图示四根压杆的材料与横截面均相同,试判断哪一根最容易失稳。
答案:()材料力学习题二二、选择题:(每小题3分,共24分)1、危险截面是______所在的截面。
材料力学试题及答案
材料力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪一项不是材料的基本力学性质?A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 导电性答案:D2. 根据胡克定律,当材料受到正应力时,其应变与应力成正比,比例系数称为:A. 杨氏模量B. 剪切模量C. 泊松比D. 屈服强度答案:A3. 在材料力学中,材料的屈服强度是指:A. 材料开始发生塑性变形的应力B. 材料发生断裂的应力C. 材料发生弹性变形的应力D. 材料发生脆性断裂的应力答案:A4. 材料的疲劳寿命与下列哪一项无关?A. 材料的疲劳极限B. 应力循环次数C. 材料的弹性模量D. 应力循环的幅度答案:C5. 在材料力学中,下列哪一项不是材料的力学性能指标?A. 硬度B. 韧性C. 密度D. 冲击韧性答案:C二、简答题(每题5分,共10分)6. 简述材料力学中弹性模量和剪切模量的区别。
答:弹性模量,也称为杨氏模量,是描述材料在受到正应力作用时,材料的纵向应变与应力成正比的比例系数。
剪切模量,也称为刚度模量,是描述材料在受到剪切应力作用时,材料的剪切应变与剪切应力成正比的比例系数。
7. 什么是材料的疲劳寿命,它与哪些因素有关?答:材料的疲劳寿命是指材料在反复加载和卸载过程中,从开始加载到发生疲劳断裂所需的循环次数。
它与材料的疲劳极限、应力循环的幅度、材料的微观结构和环境因素等有关。
三、计算题(每题15分,共30分)8. 一根直径为20mm的圆杆,材料的杨氏模量为200GPa,当受到100N的拉力时,求圆杆的伸长量。
答:首先计算圆杆的截面积A = π * (d/2)^2 = π * (0.02/2)^2m^2 = 3.14 * 0.01 m^2。
然后根据胡克定律ΔL = F * L / (A * E),其中 L 为杆长,假设 L = 1m,代入数值得ΔL = 100 * 1 / (3.14* 0.01 * 200 * 10^9) m = 7.96 * 10^-6 m。
材料力学习题01拉压剪切
材料力学习题01拉压剪切(共10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--拉伸与压缩一、 选择题 (如果题目有5个备选答案选出其中2—5个正确答案,有4个备选答案选出其中一个正确答案。
)1.若两等直杆的横截面面积为A ,长度为l ,两端所受轴向拉力均相同,但材料不同,那么下列结论正确的是( )。
A .两者轴力相同应力相同B .两者应变和仲长量不同C .两者变形相同D .两者强度相同E .两者刚度不同2.一圆截面直杆,两端承受拉力作用,若将其直径增大一倍,其它条件不变,则( )。
A .其轴力不变B .其应力将是原来的1/4C .其强度将是原来的4倍D .其伸长量将是原来的1/4E .其抗拉强度将是原来的4倍3.设ε和1ε分别表示拉压杆的轴向线应变和横向线应变,μ为材料的泊松比,则下列结论正确的是( )。
A .εεμ1=B .εεμ1-=C .εεμ1= D .εεμ1-= E .常数时,=≤μσσ p 4.钢材经过冷作硬化处理后,其性能的变化是( )。
A .比例极限提高 B .屈服极限提高C .弹性模量降低D .延伸率提高E .塑性变形能力降低5.低碳钢的拉伸σ-ε曲线如图1-19所示若加载至强化阶段的C 点,然后卸载,则应力回到零值的路径是( )。
A .曲线cbaoB .曲线cbf (bf ∥oa )C .直线ce (ce ∥oa )D .直线cd (cd ∥o σ轴)6.低碳钢的拉伸σ-ε曲线如图l —19,若加载至强化阶段的C 点时,试件的弹性应变和塑性应变分别是( )。
A .弹性应变是ofB .弹性应变是oeC .弹性应变是edD .塑性应变是ofE .塑性应变是oe7.图l-2l 表示四种材料的应力—应变曲线,则: (1)弹性模量最大的材料是( );(2)强度最高的材料是( );(3)塑性性能最好的材料是( )。
8.等截面直杆承受拉力,若选用三种不同的截面形状:圆形、正方形、空心圆,比较材料用量,则( )。
材料力学试卷及答案
一、低碳钢试件的拉伸图分为、、、四个阶段。
(10分)二、三角架受力如图所示。
已知F=20kN,拉杆BC采用Q235圆钢,[σ钢]=140MPa,压杆AB采用横截面为正方形的松木,[σ木]=10MPa,试用强度条件选择拉杆BC的直径d和压杆AB的横截面边长a。
n=180 r/min,材料的许用切应四、试绘制图示外伸梁的剪力图和弯矩图,q、a均为已知.(15分)2五、图示为一外伸梁,l=2m,荷载F=8kN,材料的许用应力[σ]=150MPa,试校核该梁的正应力强度.(15分)六、单元体应力如图所示,试计算主应力,并求第四强度理论的相当应力。
(10分)的偏心距e=200mm.b=180mm,h=300mm.求σmax和σmin.(15分)八、图示圆杆直径d =100mm ,材料为Q235钢,E =200GPa,λp =100,试求压杆的临界力F cr 。
(10(1)答案及评分标准评分标准:各2。
5分。
二、 d =15mm; a =34mm .评分标准:轴力5分, d 结果5分,a 结果5分.三、 τ=87。
5MPa , 强度足够.评分标准:T 3分,公式4分,结果3分。
四、评分标准:受力图、支座反力5分,剪力图5分,弯矩图5分。
五、σmax =155.8MPa >[σ]=100 MPa ,但没超过许用应力的5%,安全. 评分标准:弯矩5分,截面几何参数 3分,正应力公式5分,结果2分。
六、(1)σ1=141。
42 MPa ,σ=0,σ3=141。
42 MPa ;(2)σr4=245 MPa. 评分标准:主应力5分,相当应力5分. 七、σmax =0。
64 MPa ,σmin =—6。
04 MPa. 评分标准:内力5分,公式6分,结果4分.八、Fc r =53。
39kN评分标准:柔度3分,公式5分,结果2分。
一、什么是强度失效、刚度失效和稳定性失效?二、如图中实线所示构件内正方形微元,受力后变形 为图中虚线的菱形,则微元的剪应变为?A 、B 、 α-090 C 、 α2900-D 、答案:D三、材料力学中的内力是指( )。
材料力学精选练习题
材料力学精选练习题1.梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力。
42.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示,C为截面形心。
已知Iz=60125000mm,yC=157.5mm,材料许用压应力[σc]=160MPa,许用拉应力[σt]=40MPa。
试求:①画梁的剪力图、弯矩图。
②按正应力强度条件校核梁的强度。
3.传动轴如图所示。
已知Fr=2KN,Ft=5KN,M=1KN·m,l=600mm,齿轮直径D=400mm,轴的[σ]=100MPa。
试求:①力偶M的大小;②作AB轴各基本变形的内力图。
③用第三强度理论设计轴AB的直径d。
4.图示外伸梁由铸铁制成,截面形状如图示。
已知Iz=4500cm,y1=7.14cm,y2=12.86cm,材料许用压应力[σc]=120MPa,4许用拉应力[σt]=35MPa,a=1m。
试求:①画梁的剪力图、弯矩图。
②按正应力强度条件确定梁截荷P。
5.如图6所示,钢制直角拐轴,已知铅垂力F1,水平力F2,实心轴AB的直径d,长度l,拐臂的长度a。
试求:①作AB轴各基本变形的内力图。
②计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。
6.图所示结构,载荷P=50KkN,AB?a href=“http:///fanwen/shuoshuodaquan/”target=“_blank” class=“keylink”>说闹本禿=40mm,长度l=1000mm,两端铰支。
已知材料E=200GPa,σp=200MPa,σs=235MPa,a=304MPa,b=1.12MPa,稳定安全系数nst=2.0,[σ]=140MPa。
试校核AB杆是否安全。
7.铸铁梁如图5,单位为mm,已知Iz=10180cm4,材料许用压应力[σc]=160MPa,许用拉应力[σt]=40MPa,试求:①画梁的剪力图、弯矩图。
②按正应力强度条件确定梁截荷P。
材料力学试题及答案
材料力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪一项不是基本力学性质?A. 弹性B. 塑性C. 硬度D. 韧性2. 材料在拉伸过程中,当应力达到屈服点后,材料将:A. 断裂B. 产生永久变形C. 恢复原状D. 保持不变3. 材料的弹性模量是指:A. 材料的密度B. 材料的硬度C. 材料的抗拉强度D. 材料在弹性范围内应力与应变的比值4. 根据材料力学的胡克定律,下列说法正确的是:A. 应力与应变成正比B. 应力与应变成反比C. 应力与应变无关D. 应力与应变成线性关系5. 材料的疲劳寿命是指:A. 材料的总寿命B. 材料在循环加载下达到破坏的周期数C. 材料的断裂寿命D. 材料的磨损寿命6. 材料的屈服强度是指:A. 材料在弹性范围内的最大应力B. 材料在塑性变形开始时的应力C. 材料的抗拉强度D. 材料的极限强度7. 材料的断裂韧性是指:A. 材料的硬度B. 材料的抗拉强度C. 材料抵抗裂纹扩展的能力D. 材料的屈服强度8. 材料力学中的泊松比是指:A. 材料的弹性模量B. 材料的屈服强度C. 材料在拉伸时横向应变与纵向应变的比值D. 材料的断裂韧性9. 在材料力学中,下列哪一项是衡量材料脆性程度的指标?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 断裂韧性D. 泊松比10. 材料在受力过程中,当应力超过其极限强度时,将:A. 发生弹性变形B. 发生塑性变形C. 发生断裂D. 恢复原状答案1. C2. B3. D4. A5. B6. B7. C8. C9. C10. C试题二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料力学中材料的三种基本力学性质。
2. 解释什么是材料的疲劳现象,并简述其对工程结构的影响。
3. 描述材料在拉伸过程中的四个主要阶段。
答案1. 材料的三种基本力学性质包括弹性、塑性和韧性。
弹性指的是材料在受到外力作用时发生变形,当外力移除后能够恢复原状的性质。
塑性是指材料在达到一定应力水平后,即使外力移除也无法完全恢复原状的性质。
材料力学自测题一
材料力学自测题一第一章绪论第二章拉伸、压缩与剪切一、基本概念1、构件;2、强度;3、刚度;4、稳定性;5、承载能力;6、变性固体;7、静荷载;8、动荷载;9、外力;10、内力;11、应力;12、正应力;13、切应力;14、变形;15、位移;16、弹性变形;17、塑性变形;18、应变;19、正应变;20、切应变;21、轴向拉压;22、剪切;23、扭转;24、弯曲;25、轴向拉压的力学模型;26、轴力;27、材料力学性能;28、弹性极限;29、屈服极限;30、强度极限;31、弹性模量;32、伸长率;33、断面收缩率;34、名义屈服极限;35、失效;36、安全系数;37、许用应力;38、强度条件;39、泊松比;40、超静定;41、温度应力;42、装配应力;43、应力集中;44、圣维南原理;45、剪切面;46、挤压面。
二、基本理论1、连续性假设;2、均匀性假设;3、各向同性假设;4、小变形假设;5、轴向拉压横截面上的应力计算公式;6、轴向拉压斜截面上的应力计算公式;7、胡克定律;8、轴向拉压的强度条件;9、轴向拉压强度条件的三个应用;10、轴向拉压变形计算公式;11、剪切强度条件;12、挤压强度条件。
三、基本方法1、截面法;2、平衡法。
四、典型题:P16-17 例2-2 ,P29-31,例,2-3 ,例2-4 ,P33-35,例2-6 ,例2-7 ,P49-52,,例,2-14 ,例2-15 ,例,2-16 ,例2-17 。
P53-70 习题2-1,习题2-2,习题2-4,习题2-6,习题2-7,习题2-10,习题2-11,习题2- 12,习题2-13,习题2- 14,,习题2-17,习题2- 26,习题2-30,习题2- 38,习题2- 39,习题2-55,习题2- 56,习题2-57,习题2- 63,习题2-64 。
一、判断题:(对√,错ⅹ)1、材料力学的主要研究对象是等截面直杆。
( )2、材料力学研究的问题仅限于线弹性、小变形。
材料力学试题及答案全
材料力学试题一、填空题(共15分)1、 (5分)一般钢材的弹性模量E = 210 GPa ;吕材的弹性模量E = 70 GPa2、 (10分)图示实心圆锥杆受扭转外力偶作用,材料的剪切弹性模量为G ,该杆的man τ1、(5(A )各向同性材料;(B )各向异性材料; (C 正确答案是 A 。
2、(5分)边长为d 杆(1)是等截面,杆(2荷系数d k 和杆内最大动荷应力d σ论:(A )()(,)()(1max 21d d d k k σ<<(B )()(,)()(1max 21d d d k k σ><(C )()(,)()(1max 21d d d k k σ<>(D )1max 21()(,)()(d d d k k σ>>正确答案是 A 。
三、计算题(共75分) 1、(25应力相等,求:(1)直径比21/d d ; (2)扭转角比AB φ解:AC 轴的内力图:(105);(10355M Nm M BC AB ⨯=⨯= 由最大剪应力相等:8434.05/3/16/1050016/10300321323313max==⨯=⨯==d d d d W M n n ππτ 由;594.0)(23232;41221242411=••=•=⇒∴⋅=d M M M d G d G a M GI l M n n n n BC AB P n ππφφφ(2)2、(3、(15分)有一厚度为6mm 的钢板在板面的两个垂直方向受拉,拉应力分别为150Mpa 和55Mpa ,材料的E=2.1×105Mpa ,υ =0.25。
求钢板厚度的减小值。
解:钢板厚度的减小值应为横向应变所产生,该板受力后的应力状态为二向应力状态,由广义胡克定律知,其Z 向应变为:0244.010)55150(101.225.0)(69-=⨯+⨯-=+-=y x z E σσνε则 mm t Z Z 146.0-=⨯=∆ε(本资料素材和资料部分来自网络,仅供参考。
材料力学试题及答案
材料力学试题及答案一、选择题1. 材料力学中,下列哪个参数是用来描述材料在受力时抵抗变形的能力?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 抗拉强度D. 断裂韧性答案:A2. 以下哪种材料在受力后能够完全恢复原状?A. 弹性体B. 塑性体C. 粘弹性体D. 脆性体答案:A3. 应力集中现象主要发生在哪种情况下?A. 材料表面存在缺陷B. 材料内部存在孔洞C. 材料受到均匀分布的载荷D. 材料受到单一集中载荷答案:D4. 根据胡克定律,当应力不超过比例极限时,应力与应变之间的关系是:A. 线性的B. 非线性的C. 指数的D. 对数的答案:A5. 材料的疲劳破坏是指在何种条件下发生的?A. 单次超负荷B. 长期重复载荷C. 瞬间高温D. 腐蚀环境答案:B二、填空题1. 在简单的拉伸和压缩实验中,应力(σ)是力(F)与横截面积(A)的比值,即σ=______。
答案:F/A2. 材料的韧性是指其在断裂前能够吸收的能量,通常通过______试验来测定。
答案:冲击3. 当材料在受力时发生塑性变形,且变形量随时间增加而增加,这种现象称为______。
答案:蠕变4. 剪切应力τ是剪切力(V)与剪切面积(A)的比值,即τ=______。
答案:V/A5. 材料的泊松比是指在单轴拉伸时,横向应变与纵向应变的比值,通常用希腊字母______表示。
答案:ν三、简答题1. 请简述材料弹性模量的定义及其物理意义。
答:弹性模量,又称杨氏模量,是指材料在弹性范围内抵抗形变的能力的量度。
它定义为应力与相应应变的比值。
物理意义上,弹性模量越大,表示材料在受力时越不易发生形变,即材料越硬。
2. 描述材料的屈服现象,并解释屈服强度的重要性。
答:屈服现象是指材料在受到外力作用时,由弹性状态过渡到塑性状态的过程。
在这个过程中,材料首先经历弹性变形,当应力达到某个特定值时,即使应力不再增加,材料也会继续发生显著的塑性变形。
屈服强度是衡量材料开始屈服的应力值,它对于工程设计和材料选择具有重要意义,因为它决定了结构在载荷作用下的安全性和可靠性。
材料力学试题及答案
材料力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪一项不是基本力学性质?A. 弹性B. 塑性C. 脆性D. 磁性答案:D2. 根据胡克定律,弹簧的伸长量与所受力的关系是:A. 正比B. 反比C. 无关D. 非线性关系答案:A3. 材料的屈服强度是指:A. 材料开始发生永久变形的应力B. 材料发生断裂的应力C. 材料开始发生弹性变形的应力D. 材料达到最大应力点的应力答案:A4. 材料力学中,应力的定义为:A. 材料单位面积上承受的力B. 材料单位长度上承受的力C. 材料单位体积上承受的力D. 材料单位质量上承受的力答案:A5. 材料的泊松比是描述材料在受力时的:A. 弹性变形能力B. 塑性变形能力C. 横向变形与纵向变形的关系D. 断裂韧性答案:C6. 材料的疲劳寿命与下列哪个因素无关?A. 应力水平B. 材料的疲劳极限C. 温度D. 材料的弹性模量答案:D7. 在材料力学中,剪切应力与正应力的区别在于:A. 作用方向B. 作用面积C. 材料的破坏形式D. 材料的应力-应变曲线答案:A8. 材料的硬度通常通过什么测试来测量?A. 拉伸测试B. 压缩测试C. 冲击测试D. 硬度测试答案:D9. 材料的屈服现象通常发生在:A. 弹性阶段B. 塑性阶段C. 断裂阶段D. 疲劳阶段答案:B10. 材料的疲劳破坏通常发生在:A. 材料表面B. 材料内部C. 材料的接合处D. 材料的任何位置答案:A二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料力学中材料的弹性模量和剪切模量的区别。
答:弹性模量是描述材料在单轴拉伸或压缩时,应力与应变比值的物理量,反映了材料抵抗变形的能力。
剪切模量则是描述材料在剪切状态下,剪切应力与剪切应变的比值,反映了材料抵抗剪切变形的能力。
2. 解释什么是材料的疲劳破坏,并简述其形成过程。
答:材料的疲劳破坏是指在反复加载和卸载的过程中,即使应力水平低于材料的屈服强度,材料也会逐渐发生损伤并最终导致断裂。
大学材料力学考试题及答案
大学材料力学考试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 材料力学中,下列哪一项不是基本假设?A. 连续性假设B. 均匀性假设C. 各向同性假设D. 非线性假设答案:D2. 在拉伸试验中,弹性模量E是指:A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 应力与应变比值D. 断后伸长率答案:C3. 根据第四强度理论,材料的脆性断裂是由于:A. 最大正应力达到临界值B. 最大切应力达到临界值C. 最大拉应力达到临界值D. 最大剪切能密度达到临界值答案:D4. 在扭转试验中,圆轴的扭转角θ与扭矩T和极惯性矩J之间的关系是:A. θ ∝ T/JB. θ ∝ TJC. θ ∝ J/TD. θ ∝ 1/(TJ)答案:A5. 下列哪一项不是影响材料疲劳寿命的因素?A. 应力幅B. 循环加载频率C. 材料的微观结构D. 环境温度答案:D二、填空题(每题2分,共10分)6. 材料在拉伸过程中,当应力达到_________时,称为屈服点。
答案:材料的屈服强度7. 根据材料力学的_________假设,材料内部各点的应力状态是相同的。
答案:均匀性8. 在纯弯曲情况下,梁的横截面上的正应力分布规律是_________。
答案:线性分布9. 剪切模量G是指材料在剪切作用下,剪切应力与剪切应变的比值,其单位是_________。
答案:帕斯卡(Pa)10. 复合应力状态下,最大剪应力τ_max与主应力σ1和σ2之间的关系是τ_max = √_________。
答案:(σ1 - σ2)^2 / 2三、简答题(每题10分,共20分)11. 简述材料力学中的强度和刚度的概念,并说明它们在工程设计中的重要性。
答案:强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力,通常与材料的屈服强度或抗拉强度相关。
刚度是指材料在受力后抵抗变形的能力,与弹性模量有关。
在工程设计中,强度和刚度是确保结构安全和功能的关键参数,它们决定了结构在受力后的性能表现和耐久性。
12. 描述纯弯曲梁的正应力分布规律,并说明如何利用这一规律进行梁的设计。
材料力学精选题1
大学材料力学轴向拉压 1. 衡。
设杆CD 截面面积为(A) q gA ρ=(B) (C) (D) 2. (A) …(C) 3. 在A 和B A 和点B (A) 0; (C) 45; 。
4. 可在横梁(刚性杆)为A (A) []2A σ;(C) []A σ;5. 设受力在弹性范围内,问空心圆杆受轴向拉伸时,外径与壁厚的下列四种变形关系中哪一种是正确的(A) 外径和壁厚都增大;(B) 外径和壁厚都减小;-(C) 外径减小,壁厚增大;(D) 外径增大,壁厚减小。
6. 三杆结构如图所示。
今欲使杆3的轴力减小,问应采取以下哪一种措施(A) 加大杆3的横截面面积;(B) 减小杆3的横截面面积;(C) 三杆的横截面面积一起加大;(D) 增大α角。
7. 图示超静定结构中,梁AB示杆1的伸长和杆2的缩短,(A) 12sin 2sin l l αβ∆=∆;(B) 12cos 2cos l l αβ∆=∆;(C) 12sin 2sin l l βα∆=∆;—(D) 12cos 2cos l l βα∆=∆。
8. 图示结构,AC 为刚性杆,杆1(A) 两杆轴力均减小;(B) 两杆轴力均增大;(C) 杆1轴力减小,杆2轴力增大;(D) 杆1轴力增大,杆2轴力减小。
9. 结构由于温度变化,则:(A) (B) (C) ,(D) 10. 面n-n 上的内力N F 的四种答案中哪一种是正确的(A) pD ;(C) 4pD ; 11. 的铅垂位移12. 截面的形状为13. 一长为l 挂时由自重引起的最大应力14. 图示杆112A A >是N1F F 题1-14答案:— 1. D 2. D 3. C 4. B 5. B 6. B 7. C 8. C 9. B 10. B11. Fl EA ; 12. a b;椭圆形 13. 22gl gl E ρρ, 14. >,= 15. 试证明受轴向拉伸的圆截面杆,其横截面沿圆周方向的线应变s ε等于直径的相对改变量d ε。
材料力学练习题
材料力学练习题材料力学练习题材料力学是工程学中非常重要的一门学科,它研究材料的力学性质和材料的行为。
在工程实践中,我们经常需要通过解决一些材料力学的练习题来应用所学的理论知识,从而更好地理解和应用材料力学的原理。
本文将通过一些典型的材料力学练习题来展示材料力学的应用。
练习题1:弹性模量的计算假设有一根长度为L,横截面积为A的钢材,已知在受到拉伸力F的作用下,材料的伸长量为ΔL。
求该钢材的弹性模量E。
解析:根据胡克定律,应力与应变成正比。
应力σ等于拉伸力F除以横截面积A,应变ε等于伸长量ΔL除以原始长度L。
根据定义,弹性模量E等于应力与应变的比值。
所以,E = σ/ε = F/A / ΔL/L = FL / AΔL练习题2:杨氏模量的计算一根长度为L,横截面积为A的杆,受到一个作用力F,使其产生弯曲,最大挠度为δ。
求该杆的杨氏模量Y。
解析:根据杨氏模量的定义,Y等于应力与应变的比值。
在弯曲时,应力σ等于弯矩M除以截面惯性矩I,应变ε等于挠度δ除以杆长L。
所以,Y = σ/ε = M/I / δ/L = ML / Iδ练习题3:剪切模量的计算一块长方形的材料,宽度为W,厚度为H,受到一个剪切力F,使其产生剪切变形。
已知剪切变形量为Δx。
求该材料的剪切模量G。
解析:剪切模量G等于剪应力τ与剪应变γ的比值。
剪应力τ等于剪切力F除以横截面积A,剪应变γ等于剪切变形量Δx除以材料的高度H。
所以,G = τ/γ = F/A / Δx/H = FH / AΔx通过解答这些练习题,我们可以更好地理解和应用材料力学的原理。
在实际工程中,这些理论知识可以帮助我们设计和分析各种材料的力学性能,从而确保工程的安全性和可靠性。
同时,通过解决这些练习题,我们也可以提高自己的问题解决能力和思维能力。
总结材料力学是工程学中非常重要的一门学科,它研究材料的力学性质和行为。
通过解决一些典型的材料力学练习题,我们可以更好地理解和应用材料力学的原理。
材料力学考试试题及答案
材料力学考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪一项不是材料的基本力学性能?A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 硬度2. 材料在拉伸过程中,若应力超过屈服点后继续增加,材料将进入:A. 弹性阶段B. 塑性阶段C. 断裂阶段D. 疲劳阶段3. 材料的弹性模量E表示的是:A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料的弹性程度D. 材料的屈服强度4. 根据材料力学理论,下列哪一项不是材料的疲劳破坏特点?A. 疲劳破坏是局部的B. 疲劳破坏是突然的C. 疲劳破坏是可预测的D. 疲劳破坏是累积的5. 在材料力学中,下列哪一项不是材料的失效模式?A. 屈服B. 断裂C. 腐蚀D. 疲劳6. 材料的屈服强度和抗拉强度之间的关系是:A. 屈服强度总是大于抗拉强度B. 屈服强度总是小于抗拉强度C. 屈服强度等于抗拉强度D. 两者之间没有固定关系7. 材料的疲劳寿命与下列哪一项无关?A. 应力水平B. 材料的微观结构C. 环境温度D. 材料的密度8. 材料的冲击韧性通常用下列哪一项来表示?A. 抗拉强度B. 屈服强度C. 硬度D. 冲击吸收能量9. 材料的疲劳寿命与加载频率的关系是:A. 正相关B. 负相关C. 无关D. 先正相关后负相关10. 在材料力学中,下列哪一项不是材料的应力-应变曲线的特点?A. 弹性阶段B. 屈服阶段C. 塑性阶段D. 线性阶段二、简答题(每题10分,共20分)1. 请简述材料的弹性模量和屈服强度的区别和联系。
2. 材料的疲劳破坏与静载下的破坏有何不同?三、计算题(每题15分,共30分)1. 已知一材料的弹性模量E=200 GPa,泊松比ν=0.3。
若材料受到拉伸力F=10 kN,试计算材料的应变ε和应力σ。
2. 某材料的疲劳寿命S-N曲线已知,当应力水平为σ=200 MPa时,疲劳寿命N=1000次。
若应力水平降低到150 MPa,根据Basis Goodman关系,计算新的疲劳寿命。
材料力学_考试题集(含答案)
材料⼒学_考试题集(含答案)《材料⼒学》考试题集⼀、单选题1.构件的强度、刚度和稳定性________。
(A)只与材料的⼒学性质有关 (B)只与构件的形状尺⼨有关(C)与⼆者都有关 (D)与⼆者都⽆关2.⼀直拉杆如图所⽰,在P⼒作⽤下。
(A) 横截⾯a上的轴⼒最⼤(B) 横截⾯b上的轴⼒最⼤(C) 横截⾯c上的轴⼒最⼤(D) 三个截⾯上的轴⼒⼀样⼤3.在杆件的某⼀截⾯上,各点的剪应⼒。
(A)⼤⼩⼀定相等(B)⽅向⼀定平⾏(C)均作⽤在同⼀平⾯内(D)—定为零4.在下列杆件中,图所⽰杆是轴向拉伸杆。
(A)(C) (D)5.图⽰拉杆承受轴向拉⼒P的作⽤,斜截⾯m-m的⾯积为A,则σ=P/A为。
(A)横截⾯上的正应⼒(B)斜截⾯上的剪应⼒(C)斜截⾯上的正应⼒(D)斜截⾯上的应⼒P6.解除外⼒后,消失的变形和遗留的变形。
(A)分别称为弹性变形、塑性变形(B)通称为塑性变形(C)分别称为塑性变形、弹性变形(D)通称为弹性变形7.⼀圆截⾯轴向拉、压杆若其直径增加—倍,则抗拉。
(A)强度和刚度分别是原来的2倍、4倍(B)强度和刚度分别是原来的4倍、2倍(C)强度和刚度均是原来的2倍(D)强度和刚度均是原来的4倍8.图中接头处的挤压⾯积等于。
(A)ab (B)cb (C)lb (D)lc9.微单元体的受⼒状态如下图所⽰,已知上下两⾯的剪应⼒为τ则左右侧⾯上的剪应⼒为。
(A)τ/2 (B)τ(C)2τ(D)010.下图是矩形截⾯,则m—m线以上部分和以下部分对形⼼轴的两个静矩的。
(A)绝对值相等,正负号相同(B)绝对值相等,正负号不同(C)绝对值不等,正负号相同(D)绝对值不等,正负号不同11.平⾯弯曲变形的特征是。
(A)弯曲时横截⾯仍保持为平⾯(B)弯曲载荷均作⽤在同—平⾯内;(C)弯曲变形后的轴线是⼀条平⾯曲线(D)弯曲变形后的轴线与载荷作⽤⾯同在—个平⾯内12.图⽰悬臂梁的AC段上,各个截⾯上的。
P(A)剪⼒相同,弯矩不同(B)剪⼒不同,弯矩相同(C)剪⼒和弯矩均相同(D)剪⼒和弯矩均不同13.当横向⼒作⽤于杆件的纵向对称⾯内时,关于杆件横截⾯上的内⼒与应⼒有以下四个结论。
材料力学习题(1)2-6章
材料力学习题(1)2-6章材料力学习题第2章2-1 试求出图示各杆Ⅰ—Ⅰ截面上的内力。
2-2图示矩形截面杆,横截面上正应力沿截面高度线性分布,截面顶边各点处的正应力均为MPa100max=σ,底边各点处的正应力均为零。
杆件横截面上存在何种内力分量,并确定其大小(C点为截面形心)。
2-3 试指出图示各单元体表示哪种应力状态。
2-4 已知应力状态如图所示(应力单位为MPa),试用解析法计算图中指定截面的应力。
2-12 图示受力板件,试证明尖角A 处各截面的正应力与切应力均为零。
2-13 已知应力状态如图所示(单位为MPa ),试求其主应力及第一、第二、第三不变量321I I I 、、。
2-14 已知应力状态如图所示(单位为MPa ),试画三向应力圆,并求主应力、最大正应力与最大切应力。
第3章3-1 已知某点的位移分量u = A , v = Bx +Cy +Dz , w = Ex 2+Fy 2+Gz 2+Ixy +Jyz +Kzx 。
A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、I 、J 、K 均为常数,求该点处的应变分量。
3-2 已知某点处于平面应变状态,试证明2222,,Bxy y Ax y Bx Axy xy y x +===γεε(其中,B A 、为任意常数)可作为该点的三个应变分量。
3-3 平面应力状态的点O 处x ε=6×10-4mm/m ,y ε=4×10-4mm/m ,xyγ=0;求:1)平面内以y x ''、方向的线应变;2)以x '与y '为两垂直线元的切应变;3)该平面内的最大切应变及其与x 轴的夹角。
3-4 平面应力状态一点处的x ε= 0,yε= 0,xyγ=-1×10-8rad 。
试求:1)平面内以y x ''、方向的线应变;2)以x '与y '为两垂直线元的切应变;3)该平面内的最大切应变及其与x 轴的夹角。
材料力学试卷试题(附参考答案)
材料力学试卷试题(附参考答案)材料力学试卷试题一、选择题(每题共10分,共5题,计50分)1. 下面哪项不属于材料力学的基本假设?A. 弹性材料的应力-应变关系符合胡克定律。
B. 材料的体积不随外力的作用发生改变。
C. 在材料的应力达到极限时将发生塑性变形。
D. 材料在外力作用下会发生应变。
2. 受力体系中,若要使物体保持静止,则下面哪个条件必须满足?A. 所有受力的合力为零。
B. 所有受力的合力的矩为零。
C. 所有受力的合力和合力矩皆为零。
D. 所有受力的大小均为零。
3. 弹簧常数为k,弹簧长度为l,当受到外力F时,弹簧发生形变Δl,弹性势能为U。
则下面哪个公式正确?A. U = F/ΔlB. U = F·ΔlC. U = 1/2k(Δl)^2D. U = k/2Δl4. 一根弹性绳子的上端系在固定点,下端挂着一个质量为m的小球,长度为l。
如果小球偏离平衡位置的距离为x,则绳子受力的大小为多少?A. mgx/lB. mg/lxC. mx/lgD. mg/l5. 压力是物体受到的外力作用面积单位所计算出的量。
压力的计算公式为?A. P = F/AB. P = F×AC. P = F-AD. P = A/F二、简答题(共10分,计20分)1. 什么是材料力学的研究对象?并介绍材料力学的主要内容。
(要求回答清晰明了,条理清晰)2. 说明静力平衡的条件,并举例说明其应用。
(要求回答准确,能说明条件的必要性,并给出具体应用例子)三、计算题(共15分,计30分)1. 一个质量为2kg的物体受到两个力的作用,分别为10N和20N。
这两个力的夹角为60°,求物体所受合力的大小和方向。
(要求列出计算步骤,有清晰的计算过程和结果)2. 一个弹簧的斜率为k,长度为l,质量为m的物体悬挂在该弹簧下方,当物体达到平衡时,弹簧的形变为Δl。
求物体所受重力的大小。
(要求列出计算步骤,有清晰的计算过程和结果)3. 一个桥梁的两个支座分别承受20kN和30kN的垂直压力,支座之间的距离为4m。
材料力学试题及答案
材料力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学主要研究的是材料在外力作用下的______。
A. 化学变化B. 物理变化C. 力学性质D. 热学性质2. 材料力学中,应力的定义是单位面积上的______。
A. 力B. 位移C. 速度D. 加速度3. 弹性模量是描述材料______的物理量。
A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 硬度4. 材料力学中,材料的屈服强度是指材料在______条件下的应力。
A. 弹性变形B. 永久变形C. 断裂D. 疲劳5. 材料力学中,拉压杆件的承载能力主要取决于其______。
A. 长度B. 直径C. 材料种类D. 表面处理6. 材料力学中,剪切应力的计算公式是______。
A. τ = F/AB. τ = F/LC. τ = Fb/AD. τ = Fb/L7. 材料力学中,梁的弯曲问题主要考虑的是______。
A. 材料的弹性模量B. 梁的截面形状C. 梁的长度D. 梁的重量8. 材料力学中,疲劳破坏是指材料在______作用下发生的破坏。
A. 静载荷B. 动载荷C. 冲击载荷D. 温度变化9. 材料力学中,材料的断裂韧性是指材料在______条件下的抗断裂能力。
A. 静载荷B. 动载荷C. 冲击载荷D. 疲劳10. 材料力学中,安全系数是指实际承载能力与______的比值。
A. 设计载荷B. 最大载荷C. 极限载荷D. 疲劳载荷答案:1-5 C A A B B 6-10 C B B D C二、填空题(每空1分,共10分)1. 材料力学中的______是指材料在受到外力作用时,其形状和尺寸发生改变的能力。
2. 当材料受到的应力超过其______时,材料将发生永久变形。
3. 在材料力学中,______是指材料在受到外力作用时,其内部各点的应力状态。
4. 材料力学中,______是指材料在受到外力作用时,其内部各点的位移状态。
5. 材料力学中,______是指材料在受到外力作用时,其内部各点的应变状态。
材料力学的试题及答案
材料力学的试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学研究的对象是什么?A. 材料的化学性质B. 材料的力学性质C. 材料的热学性质D. 材料的电学性质2. 材料力学中,下列哪一项不是基本力学性质?A. 弹性B. 韧性C. 硬度D. 塑性3. 材料力学中,应力的定义是什么?A. 力与面积的比值B. 力与体积的比值C. 力与长度的比值D. 面积与力的比值4. 材料力学中,下列哪一项不是材料的基本变形形式?A. 拉伸B. 压缩C. 扭转D. 膨胀5. 材料力学中,弹性模量表示什么?A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料的弹性D. 材料的塑性二、简答题(每题10分,共30分)6. 简述材料力学中材料的三种基本力学性质。
7. 解释材料力学中的应力-应变曲线,并说明其各阶段的意义。
8. 什么是材料的屈服强度,它在工程设计中的重要性是什么?三、计算题(每题25分,共50分)9. 一根直径为20mm,长度为200mm的圆杆,在两端受到100kN的拉伸力。
如果材料的弹性模量为200GPa,求圆杆的伸长量。
10. 一个直径为50mm,长为100mm的空心圆筒,内径为40mm,受到一个扭矩为500N·m。
如果材料的剪切模量为80GPa,求圆筒的最大剪切应力。
答案一、选择题1. B. 材料的力学性质2. C. 硬度3. A. 力与面积的比值4. D. 膨胀5. C. 材料的弹性二、简答题6. 材料力学中材料的三种基本力学性质包括弹性、塑性和韧性。
弹性是指材料在受到外力作用后能恢复原状的能力;塑性是指材料在达到一定应力后,即使撤去外力也不会完全恢复原状的性质;韧性是指材料在断裂前能吸收和分散能量的能力。
7. 应力-应变曲线是描述材料在受力过程中应力与应变之间关系的曲线。
它通常包括弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。
弹性阶段表示材料在受力后能够完全恢复原状;屈服阶段是材料开始产生永久变形的点;强化阶段是材料在屈服后继续承受更大的应力而不断裂;颈缩阶段是材料接近断裂前发生的局部变细现象。
材料力学测试题以及答案
123ϑ ϑAF材料力学测验试卷(1)试题系别班级 考试日期 2009 年 11 月学号姓名成绩一、选择题1.图示结构,欲增大杆 2 的轴力,应当A. 减小ϑ 角B. 杆 2 减细;C. 3 根杆同时加粗;D. 杆 2 加粗.B C D2 .某等截面轴的扭矩图面积的代数和等于零,则其两端面的相对转角 。
A .大于零B .小于零C .等于零D .不能确定3. 关于应力与内力讨论,表述正确的是 。
A .内力与应力无关 B .内力是应力的代数和C .应力是内力的平均值D .应力是内力的分布集度二.填空题4.构件设计的基本要求是具有足够的 、 和5.低碳钢试件σ - ε 图中C 点处应力为370MPa ,应变为0.18, E = 210GPa ,此时的εe 与ε p 分别为、 。
σ (MPa )CF370εOεeε p三.计算题6.图1 所示圆杆桁架。
杆1、杆2,铜制;杆3,A3 钢制。
F = 50kN ,[σcu]=100MPa,[σst]=160MPa,d=d2 =d3 = 20mm ,1 Array E cu = 120GPa ,E st = 210GPa 。
试利用等强度观点计算杆 3 应做长或做短多少,才能使 3 杆同时达到各自的许用应力,从而提高结构的承载能力。
改进后,承载能力提高多少?要求画出各杆的真实变形图。
图1aaa7.图示一端固定的等截面圆轴,截面的极惯性矩为 I p ,切变模量为 G ,AD 段单位长度的扭力偶矩为 m (N ·m/m),在截面 C 和端面 B 上各有抗扭弹簧刚度为 K (N ·m/rad)的弹簧,试求两端的反作用力偶矩。
BAmCD8.如图所示梁结构,求BC 段内力图9.如图所示,MFa 。
求其内力图⎛ 3 ⎫ 材料力学测验试卷(1)答案一、选择题1.D 2.C 3.D二.填空题4.强度、刚度和稳定性 5. 0.18 = ε = εp + εeε = σ eE= 1.76 ⨯10-3εp = 0.18 - εe = 0.178三.计算题6.解:设杆 3 做短δ ,由 3 杆同时达到各自许用应力时的变形图(图 1),有∆ l 3 + δ =∆ l 1 cos 30, ∆ l 3 =[σ st ]l ,图 1E st∆ l 2 = ∆ l 1 =[σ cu ]lE cu cos 30[[σ st ]l + δE st= [σ c u ]l,E cu cos 30σ cu A δ = 0.20mm真实变形图为图 1。
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大学材料力学1.衡。
设杆(A) qρ=(B)(C)(D)2.(A)(C)3. 在A和BA和点B(A) 0;;(C) 45;。
4. 可在横梁(刚性杆)为A(拉和压相同)(A) [] 2A σ(C) []Aσ;5.一种是正确的?(A) 外径和壁厚都增大;(B) 外径和壁厚都减小;(C) 外径减小,壁厚增大;(D) 外径增大,壁厚减小。
6. 三杆结构如图所示。
今欲使杆3哪一种措施?(A) 加大杆3的横截面面积; (B) 减小杆3的横截面面积; (C) 三杆的横截面面积一起加大; (D) 增大α角。
7. 图示超静定结构中,梁AB 示杆1的伸长和杆2的缩短,(A) 12sin 2sin l l αβ∆=∆; (B) 12cos 2cos l l αβ∆=∆; (C) 12sin 2sin l l βα∆=∆; (D) 12cos 2cos l l βα∆=∆。
8. 图示结构,AC 为刚性杆,杆1(A) 两杆轴力均减小; (B) 两杆轴力均增大;(C) 杆1轴力减小,杆2轴力增大; (D) 杆1轴力增大,杆2轴力减小。
9. 结构由于温度变化,则:(A) (B) (C) (D) 10. 面n-n 上的内力N F 的四种答案中哪一种是正确的?(A) pD ; (B) 2pD;(C) 4pD ; (D) 8pD 。
11.的铅垂位移12. 截面的形状为13. 一长为l挂时由自重引起的最大应力14. 图示杆112A A >是N1F F 题1-141. D 2. D 3. C 4. B 5. B 6. B 7. C 8. C 9. B 10. B11. Fl EA ;12. ab;椭圆形 13. 22gl gl E ρρ, 14. >,= 15. 试证明受轴向拉伸的圆截面杆,其横截面沿圆周方向的线应变s ε等于直径的相对改变量d ε。
证:()s d πππd d ddddεε+∆-∆=== 证毕。
16. 如图所示,一实心圆杆1在其外表面紧套空心圆管2。
设杆的拉压刚度分别为11E A 和22E A 。
此组合杆承受轴向拉力F ,试求其长度的改变量。
(假设圆杆和圆管之间不发生相对滑动)解: 由平衡条件 N1N2F F F += (1)变形协调条件N1N21122F l F lE A E A = (2) 由(1)、(2)得 N1111122F l F ll E A E A E A ∆==+E,17. 设有一实心钢杆,在其外表面紧套一铜管。
材料的弹性模量和线膨胀系数分别为1 Array E2证由18.解19.解20. 图示为胶合而成的等截面轴向拉杆,杆的强度由胶缝控制,已知胶的许用切应力[]τ为许用正力[]σ的1/2。
问α为何值时,胶缝处的切应力和正应力同时达到各自的许用应力。
解:2cos ασσα=≤[]σsin cos ατσαα=≤[]τ[]1tan []2τασ== 胶缝截面与横截面的夹角 57.26=α21.各杆直径为150 mm d =,许用应力[]σ=门受的水压力与水深成正比,水的质ρ=331.010 kg m ⨯,杆间的最大距离。
(取210 m s g =)解:设支杆间的最大距离为x ,闸门底部A 集度为0q 。
闸门AB 的受力如图0A M ∑=,01314cos 2q F α⨯⨯=N F F =≤21[]π4d σ3cos 5α=,0330 kN m q gx x ρ== 得:9.42 m x = 22. 图示结构中AC 为刚性梁,BD 为斜撑杆,载荷F 可沿梁AC 水平移动。
试问:为使斜杆的重量最小,斜撑杆与梁之间的夹角θ应取何值? 解:载荷F 移至C 处时,杆BD 的受力最大,如图。
θcos h FlF BD =A ≥[]cos []BD F Flh σθσ=杆BD 的体积 2sin []sin 2h FlV Aθσθ== 当sin21θ=时,V 最小即重量最轻,故π454θ==423. 图示结构,BC 为刚性梁,杆1和杆2的横截面面积均为A ,和2[]σ,且12[]2[]σσ=。
载荷F 可沿梁BC (1) 从强度方面考虑,当x 为何值时,许用载荷[]F (2) 该结构的许用载荷[]F 多大? 解:(1) 杆BC 受力如图N1F =1[]A σ,N2F =2[]A σmaxN1N22133[][]2F F F A Aσσ=+==3lx =(2) F 在C 处时最不利 N2F F =≤2[]A σ 所以结构的许用载荷 2[][]F A σ=24. 图示结构,杆1和杆模量为E 且[]2[]σσ-+=,载荷F 虑杆的失稳,试求: (1) 结构的许用载荷[]F 。
(2) 当x 为何值时(0x <<解:(1) F 在B N12F F =(压) , N2F F =(拉)结构的许用载荷 [][]F A σ+=(2) F 在CD 正中间时能取得许用载荷最大值,此时N1N22FF F ==(压)-+N2B N2(1)12cot cos sin cos [][]l Fl l F V A A l αααασσ=+=+0d 0d Vααα==,()2200222000sin cos 10sin cos sin ααααα--=, 即22002200sin 2cos 0sin cos αααα-=0tan α=当054.74α=时,V 最小,结构用料最省。
26. 如图所示,外径为D ,壁厚为δ,长为l 的均质圆管,由弹性模量E ,泊松比ν的材料制成。
若在管端的环形横截面上有集度为q 的均布力作用,试求受力前后圆管的长度,厚度和外径的改变量。
解:长度的改变量 l lql l E Eσε∆=== 厚度的改变量 qEδνδεδνεδ'∆==-=-外径的改变量 D qD D D Eνενε'∆==-=-27.正方形截面拉杆,边长为,弹性模量200 GPa E =,泊松比0.3ν=。
当杆受到轴向拉力作用后,横截面对角线缩短了0.012 mm ,试求该杆的轴向拉力F 的大小。
解:对角线上的线应变0.0120.000340ε-'==- 则杆的纵向线应变0.001εεν'=-=杆的拉力160 kN F EA ε==28. 图示圆锥形杆的长度为l ,材料的弹性模量为E ,质量密度为ρ,试求自重引起的杆的伸长量。
解:x 处的轴向内力 ()()()N 13F x gV x g A x x ρρ==⋅杆的伸长量N00()d ()d ()3()l l F x x gA x x l x EA x EA x ρ⋅∆==⎰⎰20d 36l gx x gl E Eρρ==⎰29. 设图示直杆材料为低碳钢,弹性模量200 GPa E =,杆的横截面面积为25 cm A =,杆长 1 m l =,加轴向拉力150 kN F =,测得伸长 4 mm l ∆=。
试求卸载后杆的残余变形。
解:卸载后随之消失的弹性变形e 1.5 mm Fll EA∆== 残余变形为p e 2.5 mm l l l ∆=∆-∆=30. 图示等直杆,已知载荷F ,BC 段长l ,横截面面积A ,弹性模量E ,质量密度ρ,考虑自重影响。
试求截面B 的位移。
解:由整体平衡得43C F gAl ρ=BC 段轴力()N 43F x gA x l ρ⎛⎫=- ⎪⎝⎭截面B 的位移 ()N 020d 453d ()6lB BC l F x xΔl EA gA x l gl x EA Eρρ=∆=⎛⎫- ⎪⎝⎭==-↓⎰⎰ 31. 已知图示结构中三杆的拉压刚度均为EA ,设杆AB 为刚体,载荷F ,杆AB 长l 。
试求点C 的铅垂位移和水平位移。
解:杆AB 受力如图N20F =, N1N32FF F ==132y FlΔl l EA=∆=∆=因为杆AB 作刚性平移,各点位移相同,且N20F =,杆2不变形。
又沿45由A 移至A '。
所以 2x y FlΔΔEA==32. 电子秤的传感器是一个空心圆筒,承受轴向拉伸或压缩。
已知圆筒外径80 mm D =,壁厚9 mm δ=,材料的弹性模量210 GPa E =。
在称某重物时,测得筒壁的轴向应变647610ε-=-⨯,试问该物重多少?l=1kNN3'xΔ解:圆筒横截面上的正应力FE Aσε== ()221π4F EA E D d εε==⋅-262 mm d D δ=-= 该物重 200.67 kN F =33. 图示受力结构,AB 为刚性杆,CD 为钢制斜拉杆。
已知杆CD 的横截面面积2100 mm A =,弹性模量200 GPa E =。
载荷1 5 kN F =,210 kN F =,试求: (1) 杆CD 的伸长量l ∆; (2) 点B 的垂直位移B ∆。
解:杆AB 受力如图0A M =∑,N2120F F F --=)N 212F F F =+=N 2 mm F ll EA∆==2 5.66 mm B C ΔΔl ===34. 如图示,直径16 mm d =的钢制圆杆ABB 处铰接。
当D 处受水平力F 0.0009ε=。
已知钢材拉伸时的弹性模量E =(1) 力F 的大小; (2) 点D 的水平位移。
解:折杆BCD 受力如图(1)0C M ∑=,N 1.520F F ⨯-⨯=N1.5 1.528.5kN 22F F E A ε=== (2)0.0018 m 1.8 mm l l ε∆=== 2 1.5Dx Δl∆=2 2.4 mm 1.5Dx Δl ε==11B35. 如图示等直杆AB 在水平面内绕A 端作匀速转动,角速度为ω,设杆件的横截面面积为A ,质量密度为ρ。
则截面C 处的轴力N C F = 。
答:22x A x l ρω⎛⎫- ⎪⎝⎭36. 如图示,两端固定的等直杆AB ,已知沿轴向均匀分布的载荷集度为q ,杆长为l ,拉压刚度为EA ,试证明任意一截面的位移()2x qx l x EA δ-=,最大的位移2max 8ql EA δ=。
证:由平衡条件得0A B F F ql +-=()2 N 0 0d d 2ll AA F qx x F x F l ql l EA EA EA EA-∆===-⎰⎰ 由变形协调条件0l ∆=,得2A qlF =22d 222xA A x F qx F x qx ql x qx x EA EA EA EA EA δ-==-=-=⎰令0x δ'=,20ql qx -= 即当2lx =时,杆的位移最大,2max 2228l l q l qlEA EAδ⎛⎫- ⎪⎝⎭==证毕。
37. 图示刚性梁AB ,在BD 两点用钢丝悬挂,钢丝绕进定滑轮G 、F ,已知钢丝的弹性模量210 GPa E =,横截面面积2100 mm A =,在C处受到载荷20 kN F =的作用,不计钢丝和滑轮的摩擦,求C 点的铅垂位移。