西北农林科技大学材料力学样题
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。
材料力学习题及答案
材料力学-学习指导及习题答案第一章绪论1-1 图示圆截面杆,两端承受一对方向相反、力偶矩矢量沿轴线且大小均为M的力偶作用。
试问在杆件的任一横截面m-m上存在何种内力分量,并确定其大小。
解:从横截面m-m将杆切开,横截面上存在沿轴线的内力偶矩分量M x,即扭矩,其大小等于M。
1-2 如图所示,在杆件的斜截面m-m上,任一点A处的应力p=120 MPa,其方位角θ=20°,试求该点处的正应力σ与切应力τ。
解:应力p与斜截面m-m的法线的夹角α=10°,故σ=p cosα=120×cos10°=118.2MPaτ=p sinα=120×sin10°=20.8MPa1-3 图示矩形截面杆,横截面上的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σmax=100 MPa,底边各点处的正应力均为零。
试问杆件横截面上存在何种内力分量,并确定其大小。
图中之C点为截面形心。
解:将横截面上的正应力向截面形心C简化,得一合力和一合力偶,其力即为轴力F N=100×106×0.04×0.1/2=200×103 N =200 kN其力偶即为弯矩M z=200×(50-33.33)×10-3 =3.33 kN·m1-4 板件的变形如图中虚线所示。
试求棱边AB与AD的平均正应变及A点处直角BAD的切应变。
解:第二章轴向拉压应力2-1试计算图示各杆的轴力,并指出其最大值。
解:(a) F N AB=F, F N BC=0, F N,max=F(b) F N AB=F, F N BC=-F, F N,max=F(c) F N AB=-2 kN, F N2BC=1 kN, F N CD=3 kN, F N,max=3 kN(d) F N AB=1 kN, F N BC=-1 kN, F N,max=1 kN2-2 图示阶梯形截面杆AC,承受轴向载荷F1=200 kN与F2=100 kN,AB段的直径d1=40 mm。
大学材料力学习题及答案(题库)
一.是非题:(正确的在括号中打“√”、错误的打“×”) (60小题) 1.材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题,因此在研究构件的平衡与运动时,可不计构件的变形。
( √ )2.构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关,而材料的力学性质又是通过试验测定的。
( √ ) 3.在载荷作用下,构件截面上某点处分布内力的集度,称为该点的应力。
(√ ) 4.在载荷作用下,构件所发生的形状和尺寸改变,均称为变形。
( √ ) 5.截面上某点处的总应力p 可分解为垂直于该截面的正应力σ和与该截面相切的剪应力τ,它们的单位相同。
( √ )6.线应变ε和剪应变γ都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量,它们都是无量纲的量。
( √ )7.材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。
( ) 8.在强度计算中,塑性材料的极限应力是指比例极限p σ,而脆性材料的极限应力是指强度极限b σ。
( )9.低碳钢在常温静载下拉伸,若应力不超过屈服极限s σ,则正应力σ与线应变ε成正比,称这一关系为拉伸(或压缩)的虎克定律。
( )10.当应力不超过比例极限时,直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比,而与横截面面积成反比。
( √ )11.铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成450,这是由压应力引起的缘故。
( )12.低碳钢拉伸时,当进入屈服阶段时,试件表面上出现与轴线成45o 的滑移线,这是由最大剪应力max τ引起的,但拉断时截面仍为横截面,这是由最大拉应力max σ引起的。
( √ )13.杆件在拉伸或压缩时,任意截面上的剪应力均为零。
( ) 14.EA 称为材料的截面抗拉(或抗压)刚度。
( √ ) 15.解决超静定问题的关键是建立补充方程,而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系,称这种关系为变形协调关系。
( √ ) 16.因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象,称为应力集中。
材料力学练习题及答案-全
材料⼒学练习题及答案-全学年第⼆学期材料⼒学试题(A 卷)⼀、选择题(20分)1、图⽰刚性梁AB 由杆1和杆2⽀承,已知两杆的材料相同,长度不等,横截⾯积分别为A 1和A 2,若载荷P 使刚梁平⾏下移,则其横截⾯⾯积()。
A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意 2、建⽴圆轴的扭转应⼒公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪⼏个?答:()(1)扭矩M T 与剪应⼒τρ的关系M T =∫A τρρdA(2)变形的⼏何关系(即变形协调条件)(3)剪切虎克定律(4)极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dAA 、(1)B 、(1)(2)C 、(1)(2)(3)D 、全部 3、⼆向应⼒状态如图所⽰,其最⼤主应⼒σ1=() A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ4、⾼度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截⾯题⼀、3图题⼀、1图梁,承受垂直⽅向的载荷,若仅将竖放截⾯改为平放截⾯,其它条件都不变,则梁的强度()A 、提⾼到原来的2倍B 、提⾼到原来的4倍C 、降低到原来的1/2倍D 、降低到原来的1/4倍5. 已知图⽰⼆梁的抗弯截⾯刚度EI 相同,若⼆者⾃由端的挠度相等,则P 1/P 2=() A 、2 B 、4C 、8D 、16⼆、作图⽰梁的剪⼒图、弯矩图。
(15分)三、如图所⽰直径为d 的圆截⾯轴,其两端承受扭转⼒偶矩m 的作⽤。
设由实验测的轴表⾯上与轴线成450⽅向的正应变,试求⼒偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、µ均为已知。
(15分)题⼀、5图三题图四、电动机功率为9kW ,转速为715r/min ,⽪带轮直径D =250mm ,主轴外伸部分长度为l =120mm ,主轴直径d =40mm ,〔σ〕=60MPa ,⽤第三强度理论校核轴的强度。
(15分)五、重量为Q 的重物⾃由下落在图⽰刚架C 点,设刚架的抗弯刚度为EI ,试求冲击时刚架D 处的垂直位移。
西北农林科技大学《工程力学》考试试卷A
西北农林科技大学本科课程考试试卷2007—2008学年第一学期《工程力学》课程A 卷专业年级: 命题教师:杨创创 审题教师: 考生姓名: 学 号: 考试成绩:一、填空与选择题(每小题2分,共30分)1. 工程力学主要研究工程结构中“构件失效”问题,工程构件的失效主要有 失效、 失效和 失效三种形式。
2. 关于力对点之矩的说法,错误的是【 】。
A .力对点之矩与力的大小和方向有关,而与矩心位置无关B .力对点之矩不会因为力矢沿其作用线移动而改变C .力的数值为零、或力的作用线通过矩心时,力矩均为零D .互相平衡的两个力,对同一点之矩的代数和等于零3.如图所示,不计自重的杆AB ,其A 端与地面光滑铰接,B 端放置在倾角为30°的光滑斜面上,受主动力偶M 的作用,则杆AB 正确的受力图为【 】4.平面任意力系平衡方程,⎪⎩⎪⎨⎧===000B A m m X ∑∑∑的附加条件是__________________而⎪⎩⎪⎨⎧===000C B A m m m ∑∑∑的附加条件是_____________________。
5.图示六面体OABCC′B′A′O′,长、宽、高分别是3m 、4m 、3m ,沿对角线O′B′有作用力P=10kN ,则m y (P)=___________kN ·m 。
6.两根轴向拉杆的材料、横截面积和受力均相同,而一杆的长度为另一杆长度的两倍。
试比较它们的轴力、横截面上的正应力、正应变和轴向变形。
下面的答案哪个正确?【 】 A. 两杆的轴力、正应力、正应变和轴向变形都相同B. 两杆的轴力、正应力相同,而长杆的正应变和轴向变形较短杆的大C. 两杆的轴力、正应力和正应变都相同,而长杆的轴向变形较短杆的大D. 两杆的轴力相同,而长杆的正应力、正应变和轴向变形都较短杆的大 7.低碳钢拉伸试验的应力—应变曲线大致可分为四个阶段,这四个阶段是【 】。
A.弹性阶段、屈服阶段、塑性变形阶段、断裂阶段B.弹性阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段C.弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段D.弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段 8.图示螺钉在拉力P 作用下,挤压面积A bs =【 】A .2d 4π B .dh 4π C .2D 4π D .)d (D 422-π9.图示空心圆轴扭转时,受扭矩T 作用,其横截面切应力分布的正确表达应为【 】10. 图示悬臂梁,A 截面上的内力为【 】。
材料力学习题及答案
资料力学-学习指导及习题谜底之迟辟智美创作第一章绪论1-1 图示圆截面杆,两端接受一对方向相反、力偶矩矢量沿轴线且年夜小均为M的力偶作用.试问在杆件的任一横截面m-m上存在何种内力分量,并确定其年夜小.解:从横截面m-m将杆切开,横截面上存在沿轴线的内力偶矩分量M x,即扭矩,其年夜小即是M.1-2 如图所示,在杆件的斜截面m-m上,任一点A处的应力p=120 MPa,其方位角θ=20°,试求该点处的正应力σ与切应力τ.解:应力p与斜截面m-m的法线的夹角α=10°,故σ=p cosα=120×cos10°=118.2MPaτ=p sinα=120×sin10°=20.8MPa1-3 图示矩形截面杆,横截面上的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σmax=100 MPa,底边各点处的正应力均为零.试问杆件横截面上存在何种内力分量,并确定其年夜小.图中之C点为截面形心.解:将横截面上的正应力向截面形心C简化,得一合力和一合力偶,其力即为轴力F N=100×106×××103 N =200 kN其力偶即为弯矩M z=200×(50-33.33)×10-3 =3.33 kN·m1-4 板件的变形如图中虚线所示.试求棱边AB与AD的平均正应变及A 点处直角BAD的切应变.解:第二章轴向拉压应力2-1试计算图示各杆的轴力,并指出其最年夜值.解:(a) F N AB=F,F N BC=0,F N,max=F=F(b) F N AB=F,F N BC=-F,F N,max(c) F N AB=-2 kN, F N2BC=1 kN,F N CD=3 kN,F N=3 kN,max(d) F N AB=1 kN,F N BC=-1 kN,F N=1 kN,max2-2 图示阶梯形截面杆AC,接受轴向载荷F1=200 kN与F2=100 kN,AB段的直径d1=40 mm.如欲使BC与AB段的正应力相同,试求BC段的直径.解:因BC与AB段的正应力相同,故2-3 图示轴向受拉等截面杆,横截面面积A=500 mm2,载荷F=50 kN.试求图示斜截面m-m上的正应力与切应力,以及杆内的最年夜正应力与最年夜切应力.解:2-4(2-11)图示桁架,由圆截面杆1与杆2组成,并在节点A接受载荷F=80kN作用.杆1、杆2的直径分别为d1=30mm和d2=20mm,两杆的资料相同,屈服极限σ=320MPa,平安因数n s.试校核桁架的强度.s解:由A点的平衡方程可求得1、2两杆的轴力分别为由此可见,桁架满足强度条件.2-5(2-14)图示桁架,接受载荷F作用.试计算该载荷的许用值[F].设各杆的横截面面积均为A,许用应力均为[σ].解:由C点的平衡条件由B点的平衡条件1杆轴力为最年夜,由其强度条件2-6(2-17)图示圆截面杆件,接受轴向拉力F作用.设拉杆的直径为d,端部墩头的直径为D,高度为h,试从强度方面考虑,建立三者间的合理比值.已知许用应力[σ]=120MPa,许用切应力[τ]=90MPa,许用挤压应力[σbs]=240MPa.解:由正应力强度条件由切应力强度条件由挤压强度条件式(1):式(3)得式(1):式(2)得故D:h:d::12-7(2-18)图示摇臂,接受载荷F1与F2作用.试确定轴销B的直径d.已知载荷F1=50kN,F2,许用切应力[τ]=100MPa,许用挤压应力[σ]=240MPa.bs解:摇臂ABC受F1、F2及B点支座反力F B三力作用,根据三力平衡汇交定理知F B的方向如图(b)所示.由平衡条件由切应力强度条件由挤压强度条件故轴销B的直径第三章轴向拉压变形3-1 图示硬铝试样,厚度δ=2mm,试验段板宽b=20mm,标距l=70mm.在轴向拉F=6kN的作用下,测得试验段伸长Δl,板宽缩短Δb.试计算硬铝的弹性模量E与泊松比μ.解:由胡克定律3-2(3-5) 图示桁架,在节点A处接受载荷F作用.从试验中测得杆1与杆2的纵向正应变分别为ε1×10-4与ε2×10-4.试确定载荷F及其方位角θ之值.已知杆1与杆2的横截面面积A1=A2=200mm2,弹性模量E1=E2=200GPa.解:杆1与杆2的轴力(拉力)分别为由A点的平衡条件(1)2+(2)2并开根,便得式(1):式(2)得3-3(3-6) 图示变宽度平板,接受轴向载荷F作用.试计算板的轴向变形.已知板的厚度为δ,长为l,左、右真个宽度分别为b1与b2,弹性模量为E.解:3-4(3-11) 图示刚性横梁AB,由钢丝绳并经无摩擦滑轮所支持.设钢丝绳的轴向刚度(即发生单位轴向变形所需之力)为k,试求当载荷F作用时端点B的铅垂位移.解:设钢丝绳的拉力为T,则由横梁AB的平衡条件钢丝绳伸长量由图(b)可以看出,C点铅垂位移为Δl/3,D点铅垂位移为2Δl/3,则B点铅垂位移为Δl,即 3-5(3-12) 试计算图示桁架节点A的水平与铅垂位移.设各杆各截面的拉压刚度均为EA.解:(a) 各杆轴力及伸长(缩短量)分别为因为3杆不变形,故A点水平位移为零,铅垂位移即是B点铅垂位移加2杆的伸长量,即(b)点的水平与铅垂位移分别为(注意AC杆轴力虽然为零,但对A位移有约束)3-6(3-14) 图a所示桁架,资料的应力-应变关系可用方程σn=Bε暗示(图b),其中n和B为由实验测定的已知常数.试求节点C的铅垂位移.设各杆的横截面面积均为A.(a) (b)解:2根杆的轴力都为2根杆的伸长量都为则节点C的铅垂位移3-7(3-16) 图示结构,梁BD为刚体,杆1、杆2与杆3的横截面面积与资料均相同.在梁的中点C接受集中载荷F作用.试计算该点的水平与铅垂位移.已知载荷F=20kN,各杆的横截面面积均为A=100mm2,弹性模量E=200GPa,梁长l=1000mm.解:各杆轴力及变形分别为梁BD作刚体平动,其上B、C、D三点位移相等3-8(3-17) 图示桁架,在节点B和C作用一对年夜小相等、方向相反的载荷F.设各杆各截面的拉压刚度均为EA,试计算节点B和C间的相对位移ΔB/C.解:根据能量守恒定律,有3-9(3-21) 由铝镁合金杆与钢质套管组成一复合杆,杆、管各载面的刚度分别为E1A1与E2A2.复合杆接受轴向载荷F作用,试计算铝镁合金杆与钢管横载面上的正应力以及杆的轴向变形.解:设杆、管接受的压力分别为F N1、F N2,则F N1+F N2=F (1)变形协调条件为杆、管伸长量相同,即联立求解方程(1)、(2),得杆、管横截面上的正应力分别为杆的轴向变形3-10(3-23) 图示结构,杆1与杆2的弹性模量均为E,横截面面积均为A,梁BC为刚体,载荷F=20kN,许用拉应力[σt]=160MPa,许用压应力[σc]=110MPa.试确定各杆的横截面面积.解:设杆1所受压力为F N1,杆2所受拉力为F N2,则由梁BC的平衡条件得变形协调条件为杆1缩短量即是杆2伸长量,即联立求解方程(1)、(2)得因为杆1、杆2的轴力相等,而许用压应力小于许用拉应力,故由杆1的压应力强度条件得3-11(3-25) 图示桁架,杆1、杆2与杆3分别用铸铁、铜和钢制成,许用应力分别为[σ1]=40MPa,[σ2]=60MPa,[σ3]=120MPa,弹性模量分别为E1=160GPa,E2=100GPa,E3=200GPa.若载荷F=160kN,A1=A2=2A3,试确定各杆的横截面面积.解:设杆1、杆2、杆3的轴力分别为F N1(压)、F N2(拉)、F N3(拉),则由C点的平衡条件杆1、杆2的变形图如图(b)所示,变形协调条件为C点的垂直位移即是杆3的伸长,即联立求解式(1)、(2)、(3)得由三杆的强度条件注意到条件 A1=A2=2A3,取A1=A2=2A3=2448mm2.3-12(3-30) 图示组合杆,由直径为30mm的钢杆套以外径为50mm、内径为30mm的铜管组成,二者由两个直径为10mm的铆钉连接在一起.铆接后,温度升高40°,试计算铆钉剪切面上的切应力.钢与铜的弹性模量分别为E s=200GPa与E c=100GPa,线膨胀系数分别为αl s×10-6℃-1与αl c=16×10-6℃-1.解:钢杆受拉、铜管受压,其轴力相等,设为F N,变形协调条件为钢杆和铜管的伸长量相等,即铆钉剪切面上的切应力3-13(3-32) 图示桁架,三杆的横截面面积、弹性模量与许用应力均相同,并分别为A、E与[σ],试确定该桁架的许用载荷[F].为了提高许用载荷之值,现将杆3的设计长度l酿成l+Δ.试问当Δ为何值时许用载荷最年夜,其值[F max]为何.解:静力平衡条件为变形协调条件为联立求解式(1)、(2)、(3)得杆3的轴力比杆1、杆2年夜,由杆3的强度条件若将杆3的设计长度l酿成l+Δ,要使许用载荷最年夜,只有三杆的应力都到达[σ],此时变形协调条件为第四章扭转4-1(4-3) 图示空心圆截面轴,外径D=40mm,内径d=20mm,扭矩T=1kN•m.试计算横截面上的最年夜、最小扭转切应力,以及A点处(ρA=15mm)的扭转切应力.解:因为τ与ρ成正比,所以4-2(4-10) 实心圆轴与空心圆轴通过牙嵌离合器连接.已知轴的转速n=100 r/min,传递功率P=10 kW,许用切应力[τ]=80MPa,d1/d2.试确定实心轴的直径d,空心轴的内、外径d1和d2.解:扭矩由实心轴的切应力强度条件由空心轴的切应力强度条件4-3(4-12) 某传动轴,转速n=300 r/min,轮1为主动轮,输入功率P1=50kW,轮2、轮3与轮4为从动轮,输出功率分别为P2=10kW,P3=P4=20kW.(1) 试求轴内的最年夜扭矩;(2) 若将轮1与轮3的位置对换,试分析对轴的受力是否有利.解:(1) 轮1、2、3、4作用在轴上扭力矩分别为轴内的最年夜扭矩若将轮1与轮3的位置对换,则最年夜扭矩酿成最年夜扭矩变小,固然对轴的受力有利.4-4(4-21) 图示两端固定的圆截面轴,接受扭力矩作用.试求支反力偶矩.设扭转刚度为已知常数.解:(a) 由对称性可看出,M A=M B,再由平衡可看出M A=M B=M(b)显然M A=M B,变形协调条件为解得(c)(d)由静力平衡方程得变形协调条件为联立求解式(1)、(2)得4-5(4-25) 图示组合轴,由套管与芯轴并借两端刚性平板牢固地连接在一起.设作用在刚性平板上的扭力矩为M=2kN·m,套管与芯轴的切变模量分别为G1=40GPa与G2=80GPa.试求套管与芯轴的扭矩及最年夜扭转切应力.解:设套管与芯轴的扭矩分别为T1、T2,则T1+T2 =M=2kN·m (1)变形协调条件为套管与芯轴的扭转角相等,即联立求解式(1)、(2),得套管与芯轴的最年夜扭转切应力分别为4-6(4-28) 将截面尺寸分别为φ100mm×90mm 与φ90mm×80mm的两钢管相套合,并在内管两端施加扭力矩M0=2kN·m后,将其两端与外管相焊接.试问在去失落扭力矩M0后,内、外管横截面上的最年夜扭转切应力.解:去失落扭力矩M0后,两钢管相互扭,其扭矩相等,设为T,设施加M0后内管扭转角为φ0.去失落M0后,内管带动外管回退扭转角φ1(此即外管扭转角),剩下的扭转角(φ0-φ1)即为内管扭转角,变形协调条件为内、外管横截面上的最年夜扭转切应力分别为4-7(4-29) 图示二轴,用突缘与螺栓相连接,各螺栓的资料、直径相同,并均匀地排列在直径为D=100mm的圆周上,突缘的厚度为δ=10mm,轴所接受的扭力矩为M=5.0 kN·m,螺栓的许用切应力[τ]=100MPa,许用挤压应力 [σbs]=300MPa.试确定螺栓的直径d.解:设每个螺栓接受的剪力为F S,则由切应力强度条件由挤压强度条件故螺栓的直径第五章弯曲应力1(5-1)、平衡微分方程中的正负号由哪些因素所确定?简支梁受力及Ox坐标取向如图所示.试分析下列平衡微分方程中哪一个是正确的.解:B正确.平衡微分方程中的正负号由该梁Ox坐标取向及分布载荷q(x)的方向决定.截面弯矩和剪力的方向是不随坐标变动的,我们在处置这类问题时都按正方向画出.可是剪力和弯矩的增量面和坐标轴的取向有关,这样在对梁的微段列平衡方程式时就有所分歧,参考下图.当Ox坐标取向相反,向右时,相应(b),A是正确的.但无论A、B弯矩的二阶导数在q向上时,均为正,反之,为负.2(5-2)、对接受均布载荷q的简支梁,其弯矩图凸凹性与哪些因素相关?试判断下列四种谜底中哪一种是毛病的.解:A是毛病的.梁截面上的弯矩的正负号,与梁的坐标系无关,该梁上的弯矩为正,因此A是毛病的.弯矩曲线和一般曲线的凸凹相同,和y轴的方向有关,弯矩二阶导数为正时,曲线开口向着y轴的正向.q(x)向下时,无论x轴的方向如何,弯矩二阶导数均为负,曲线开口向着y轴的负向,因此B、C、D都是正确的.3(5-3)、应用平衡微分方程画出下列各梁的剪力图和弯矩图,并确定|F Q|max和|M|max.(本题和下题内力图中,内力年夜小只标注相应的系数.)解:4(5-4)、试作下列刚架的弯矩图,并确定|M|max.解:5(5-5)、静定梁接受平面载荷,但无集中力偶作用,其剪力图如图所示.若已知A端弯矩M(0)=0,试确定梁上的载荷(包括支座反力)及梁的弯矩图.解:6(5-6)、已知静定梁的剪力图和弯矩图,试确定梁上的载荷(包括支座反力).解:7(5-7)、静定梁接受平面载荷,但无集中力偶作用,其剪力图如图所示.若已知E端弯矩为零.请:(1)在Ox坐标中写出弯矩的表达式;(2)试确定梁上的载荷及梁的弯矩图.解:8(5-10) 在图示梁上,作用有集度为m=m(x)的分布力偶.试建立力偶矩集度、剪力及弯矩间的微分关系.解:用坐标分别为x与x+d x的横截面,从梁中切取一微段,如图(b).平衡方程为9(5-11) 对图示杆件,试建立载荷集度(轴向载荷集度q或扭力矩集度m)与相应内力(轴力或扭矩)间的微分关系.解:(a) 用坐标分别为x与x+d x的横截面,从杆中切取一微段,如图(c).平衡方程为(b) 用坐标分别为x与x+d x的横截面,从杆中切取一微段,如图(d).平衡方程为10(5-18) 直径为d的金属丝,环绕在直径为D的轮缘上.试求金属丝内的最年夜正应变与最年夜正应力.已知资料的弹性模量为E.解:11(5-23) 图示直径为d的圆木,现需从中切取一矩形截面梁.试问:(1) 如欲使所切矩形梁的弯曲强度最高,h和b应分别为何值;(2) 如欲使所切矩形梁的弯曲刚度最高,h和b应分别为何值;解:(1) 欲使梁的弯曲强度最高,只要抗弯截面系数取极年夜值,为此令(2) 欲使梁的弯曲刚度最高,只要惯性矩取极年夜值,为此令12(5-24) 图示简支梁,由№18工字钢制成,在外载荷作用下,测得横截面A底边的纵向正应变ε×10-4,试计算梁内的最年夜弯曲正应力.已知钢的弹性模量E=200GPa,a=1m.解:梁的剪力图及弯矩图如图所示,从弯矩图可见:13(5-32) 图示槽形截面铸铁梁,F=10kN,M e=70kN·m,许用拉应力[σt]=35MPa,许用压应力[σc]=120MPa.试校核梁的强度. 解:先求形心坐标,将图示截面看成一年夜矩形减去一小矩形惯性矩弯矩图如图所示,C 截面的左、右截面为危险截面. 在 C 左截面,其最年夜拉、压应力分别为夜拉、压应力分别为在 C 右截面,其最年 故14(5-35) 图示简支梁,由四块尺寸相同的木板胶接而成,试校核其强度. 已 知 载 荷 F=4kN , 梁 跨 度 l=400mm , 截 面 宽 度 b=50mm , 高 度 h=80mm,木板的许用应力[σ]=7MPa,胶缝的许用切应力[τ]=5MPa.解:从内力图可见木板的最年夜正应力由剪应力互等定理知:胶缝的最年夜切应力即是横截面上的最年夜切 应力 可见,该梁满足强度条件.15(5-41) 图示简支梁,接受偏斜的集中载荷 F 作用,试计算梁内的最年 夜弯曲正应力.已知 F=10kN,l=1m,b=90mm,h=180mm.解: 16(5-42) 图示悬臂梁,接受载荷 F1 与 F2 作用,已知 F1=800N,F2,l=1m,许用应力[σ]=160MPa.试分别按下列要求确定截面尺寸: (1) 截面为矩形,h=2b; (2) 截面为圆形.解:(1) 危险截面位于固定端(2)17(5-45) 一铸铁梁,其截面如图所示,已知许用压应力为许用拉应力 的 4 倍,即[σc]=4 [σt].试从强度方面考虑,宽度 b 为何值最佳. 解: 又因 y1+y2=400 mm,故 y1=80 mm,y2=320 mm.将截面对形心轴 z 取静 矩,得18(5-54) 图示直径为 d 的圆截面铸铁杆,接受偏心距为 e 的载荷 F 作用. 试证明:当 e≤d/8 时,横截面上不存在拉应力,即截面核心为 R=d/8 的圆形区域. 解: 19(5-55) 图示杆件,同时接受横向力与偏心压力作用,试确定 F 的许用 值.已知许用拉应力[σt]=30MPa,许用压应力[σc]=90MPa. 解:故 F 的许用值为.第 七 章 应力、应变状态分析7-1(7-1b) 已知应力状态如图所示(应力单位为 ),试用解析法计算 图中指定截面的正应力与切应力.解: 与 截面的应力分别为:;;;MPa7-2(7-2b)已知应力状态如图所示(应力单位为 ),试用解析法计算 图中指定截面的正应力与切应力.解: 与 截面的应力分别为:;;;7-3(7-2d)已知应力状态如图所示(应力单位为 ),试用图解法计算 图中指定截面的正应力与切应力.解:如图,得: 指定截面的正应力 切应力7-4(7-7) 已知某点 A 处截面 AB 与 AC 的应力如图所示(应力单位为 ),试用图解法求主应力的年夜小及所在截面的方位.解:由图,根据比例尺,可以获得:,,最年夜切应力.7-5(7态如图 向应力 力、最10c)已知应力状 所示,试画三 圆,并求主应 年夜正应力与解:对图示应力状态, 是主应力状态,其它两个主应力由 、 、 确定.在 平面内,由坐标( , )与( , )分别确定 和 点,以 为直径画 圆与 轴相交于 和 .再以 及 为直径作圆,即得三向应力圆.由上面的作图可知,主应力为,,,7-6(7-12)已知应力状态如图所示(应力单位为 ),试求主应力的年 夜小.解: 与 截面的应力分别为:;;;在 截面上没有切应力,所以是主应力之一.;;;7-7(7-13)已知构件概况某点处的正应变,,切应变,试求该概况处 方位的正应变 与最年夜应变 及其所在方位.解:得:7-8(7-20)图示矩形截面杆,接受轴向载荷 F 作用,试计算线段 AB 的正 应变.设截面尺寸 b 和 h 与资料的弹性常数 E 和μ均为已知.解:,,,AB 的正应酿成7-9(7-21)在构件概况某点 O 处,沿 , 与 方位,粘贴三个应变片,测得该三方位的正应变分别为,与,该概况处于平面应力状态,试求该点处的应力 , 与 .已知资料的弹性模量,泊松比解:显然,,并令,于是得切应变:7-10(7-6)图示受力板件,试证明 A 点处各截面的正应力与切应力均为零.证明:若在尖点 A 处沿自由鸿沟取三角形单位体如图所示,设单位体 、 面上的应力分量为 、 和 、 ,自由鸿沟上的应力分量为 ,则有由于、,因此,必有 、 、.这时,代表 A 点应力状态的应力圆缩为 坐标的原点,所以 A 点为零应力状态.7-11(7-15)构件概况某点 处,沿 , , 与 方位粘贴四个应变片,并测得相应正应变依次为,,与,试判断上述测试结果是否可靠.解:很明显,,得:又得:根据实验数据计算获得的两个 结果纷歧致,所以,上述丈量结果不 成靠.第 八 章应力状态与强度理论 1、 (8-4)试比力图示正方形棱柱体在下列两中情况下的相当应力 , 弹性常数 E 和μ均为已知. (a) 棱柱体轴向受压; (b) 棱柱体在刚性方模中轴向受压.解:对图(a)中的情况,应力状态如图(c) 对图(b)中的情况,应力状态如图(d)所以,,2、 (8-6)图示钢质拐轴,接受集中载荷 F 作用.试根据第三强度理论确 定轴 AB 的直径.已知载荷 F=1kN,许用应力[σ]=160Mpa. 解:扭矩弯矩 由 得:所以,3、 (8-10)图示齿轮传动轴,用钢制成.在齿轮Ⅰ上,作用有径向力、切向力;在齿轮Ⅱ上,作用有切向力、径向力.若许用应力[σ]=100Mpa,试根据第四强度理论确定轴径.解:计算简图如图所示,作 、 、 图.从图中可以看出,危险截面为 B 截面.其内力分量为: 由第四强度理论 得:4、8-4 圆截面轴的危险面上受有弯矩My、扭矩Mx 和轴力FNx 作 用,关于危险点的应力状态有下列四种.试判断哪一种是正确的. 请选择正确谜底. (图中微元上平行于纸平面的面对应着轴的横截面) 答:B5、 (8-13)图示圆截面钢杆,接受载荷 , 与扭力矩 作用.试根据第三强度理论校核杆的强度.已知载荷N,,扭力矩,许用应力[σ]=160Mpa.解:弯矩满足强度条件.6、 (8-25)图示铸铁构件,中段为一内径 D=200mm、壁厚δ=10mm 的圆筒,圆筒内的压力p=1Mpa,两真个轴向压力F=300kN,资料的泊松比μ,许用拉应力[σt]=30Mpa.试校核圆筒部份的强度.解:,,由第二强度理论:满足强度条件.7、(8-27)图薄壁圆筒,同时接受内压p与扭力矩M作用,由实验测得筒壁沿轴向及与轴线成方位的正应变分别为和.试求内压p与扭力矩M之值.筒的内径为D、壁厚δ、资料的弹性模量E与泊松比μ均为已知.解:,,,很显然,8、(8-22)图示油管,内径D=11mm,壁厚δ,内压p,许用应力[σ]=100Mpa.试校核油管的强度.解:,,由第三强度理论,满足强度条件.9、(8-11)图示圆截面杆,直径为d,接受轴向力F与扭矩M作用,杆用塑性资料制成,许用应力为[σ].试画出危险点处微体的应力状态图,并根据第四强度理论建立杆的强度条件.解:危险点的应力状态如图所示.,由第四强度理论,,可以获得杆的强度条件:10、(8-17)图示圆截面圆环,缺口处接受一对相距极近的载荷作用.已知圆环轴线的半径为,截面的直径为,资料的许用应力为,试根据第三强度理论确定的许用值.解:危险截面在A或B截面A:,,截面B:,由第三强度理论可见,危险截面为A截面.,得:即的许用值为:11、(8-16)图示等截面刚架,接受载荷与作用,且.试根据第三强度理论确定的许用值.已知许用应力为,截面为正方形,边长为,且.解:危险截面在A截面或C、D截面,C截面与D截面的应力状态一样. C截面:由第三强度理论,得:A截面:由第三强度理论,得:比力两个结果,可得:的许用值:12、(8-25)球形薄壁容器,其内径为,壁厚为,接受压强为p之内压.试证明壁内任一点处的主应力为,.证明:取球坐标,对球闭各点,以球心为原点.,,由于结构和受力均对称于球心,故球壁各点的应力状态相同.且由于球壁很薄.,对球壁上的任一点,取通过该点的直径平面(如图),由平衡条件对球壁内的任一点,因此,球壁内的任一点的应力状态为:,证毕.。
西北农林科技大学08-09材料力学试题及答案【官方提供】
西北农林科技大学本科课程考试试题(卷)2008-2009学年第1学期《包装工程测试技术》课程B 卷 专业年级:包装06(1~2) 命题教师: 审题教师: 考生姓名: 学 号: 考试成绩:一、回答下面问题(每题3分,共15分,答案请写在题后空白处) 1.当低碳钢试件的试验应力s σσ=时,试件将出现什么现象?2. 冬天自来水管结冰时,会因受内压而胀破,显然,水管中的冰也受到同样的反作用力,为何冰不破坏而水管破坏?3.用积分法求图1所示梁的挠曲线方程时,应该分几段来列梁的挠曲线近似微分方程?写出确定积分常数所需要的边界条件。
4. 梁受横力弯曲时,矩形截面上切应力是怎样分布的?最大切应力发生在什么地方?5. 梁的某一截面上的剪力如等于零,这个截面上的弯矩有什么特点?二、填空题(每题2分,共22分,答案请写在题中下划线上)1. 铸铁圆杆受扭破坏时,是沿 截面破坏的,它是由 应力造成的。
2. 图2所示为低碳钢的应力-应变图,其中p σ称为 ,s σ称为 ,b σ称为 。
3.i lμλ=称为压杆的,它反映等因素对压杆临界力的综合影响。
4. 对于矩形截面梁,出现最大切应力的点处,其正应力为。
5.第一强度理论和第二强度理论适应于类材料。
6.圆轴受扭时,轴表面各点均处于向应力状态。
7.第四强度理论中,相当应力4rσ= 。
三、选择题(从各题的四个备选答案中选出一个正确答案,填写在各题后的括弧内。
每题3分,共15分)1.在图3所示受力杆件中,下列说法正确的是()。
(A) AB段内任一横截面均无位移,(B) BC段内任一点均无应力,(C) AB段内任一点处均无应变,(D) BC段内任一横截面均无位移。
2图4所示的两根梁中的l,b,P均相同,若梁的横截面高度h减小为h/2,则梁中的最大正应力是原梁的()。
(A ) 2倍 (B )4倍 (C ) 6倍 (D ) 0.5倍 3.图5所示的空心轴的抗扭截面模量为()。
(A ) 163d W T π=(B ) 163D W T π=(C ) ])(1[1643D d D W T -=π (D ) ][16333d D D W T -=π 4.图6所示杆件中n-n 截面上的轴力为()。
西北农林科技大学建筑材料试题库
西北农林科技大学建筑材料试题库西北农林科技大学建筑材料试题库一. 填空1.对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时,材料的密度,吸水性 , 抗冻性,导热性,强度。
2.与硅酸盐水泥相比,火山灰水泥的水化热,耐软水能力,干缩 .3.保温隔热材料应选择导热系数 ,比热容和容的材料.4.硅酸盐水泥的水化产物中胶体为和 .5. 普通混凝土用砂含泥量增大时,混凝土的干缩 ,抗冻性 .6.普通混凝土配合比设计中要确定的三个参数为、和 .7.钢材中元素S主要会使钢的增大,元素P主要会使钢的增大. 1.不变;增强;降低;降低;降低.2.低;好(或强);大.3.小;大.4.水化硅酸钙;水化铁酸钙(不分先后)5. 增大,降低.6.水灰比,砂率和单位用水量.(不分先后)7.热脆性,冷脆性8.2;200.9.快,膨胀.10.越大;越好.11.水灰比(或W/C).12.顺纹抗拉强度.13.不早于45min14.差.15.压碎指标或岩石立方体强度.16.铁素体和珠光体17.受热时18.导管,髓线.19.大;好.20.过火石灰.21.氢氧化钙和水化铝酸三钙22.单位用水量.23.立方体抗压强度标准值.24.质量等级为A级.25.条件屈服点.26.40mm×40mm×160mm.27.提高.28.越好.29.大气稳定性.30.橡胶8.含水率为1%的湿砂202克,其中含水为克,干砂克.9.与建筑石灰相比,建筑石膏凝结硬化速度,硬化后体积 . 10.石油沥青中油分的含量越大,则沥青的温度感应性,大气稳定性 . 11.普通混凝土强度的大小主要决定于水泥强度和水灰比(或W/C) .12.木材的强度中,在理论上最大的是强度.13.按国家标准的规定,硅酸盐水泥的初凝时间应满足。
14.相同条件下,碎石混凝土的和易性比卵石混凝土的和易性。
15.普通混凝土用石子的强度可用或表示。
16.常温下,低碳钢中的晶体组织为和。
17.据特点不同,塑料可分成热塑性塑料和热固性塑料。
西北农林科技大学材料力学试题
西北农林科技⼤学材料⼒学试题西北农林科技⼤学本科课程考试试题(卷)2010—2011学年第2学期《材料⼒学》课程A卷专业班级:命题教师:审题教师:学⽣姓名:学号:考试成绩:⼀、填空题(每空1分,共10分)得分:分1.在材料⼒学中,杆件变形的四种基本形式有:、、、。
2. 标距为100mm的标准试样,直径为10mm,拉断后测得伸长后的标距为123mm,缩颈处的最⼩直径为7mm,则该材料的伸长率δ=,断⾯收缩率ψ=。
3. 从强度⾓度出发,截⾯积相同的矩形杆件和圆形杆件,更适合做承受弯曲变形为主的梁。
4.某点的应⼒状态如图⽰,则主应⼒为:σ1=;σ2=。
5.平⾯图形对过其形⼼轴的静矩0(请填⼊=,>, <)⼆.单项选择题(每⼩题2分,共20分)得分:分1. 图⽰为⼀端固定的橡胶板条,若在加⼒前在板表⾯划条斜直线AB,那么加轴向拉⼒后AB线所在位置是( ) ?(其中ab∥AB∥ce)(A) ab (B) ae (C) ce (D) ed2. 受扭圆轴,上⾯作⽤的扭矩T 不变,当直径减⼩⼀半时,该截⾯上的最⼤切应⼒与原来的最⼤切应⼒之⽐为( ):(A) 2 (B) 4 (C) 6 (D) 83.根据切应⼒互等定理,图⽰的各单元体上的切应⼒正确的是()。
4. 在平⾯图形的⼏何性质中,()的值可正、可负、也可为零。
A.静矩和惯性矩; B.极惯性矩和惯性矩; C.惯性矩和惯性积; D.静矩和惯性积。
5.受⼒情况相同的三种等截⾯梁,⽤(σmax )1、(σmax )2、(σmax )3分别表⽰三根梁内横截⾯上的最⼤正应⼒,则下列说法正确的是 ( )。
(A) (σmax )1 = (σmax )2 = (σmax )3 (B) (σmax )1< (σmax )2 = (σmax )3 (C) (σmax )1 = (σmax )2 < (σmax )3 (D) (σmax )1 < (σmax )2 < (σmax )36. 在图⽰矩形截⾯上,剪⼒为Fs,欲求m-m 线上的切应⼒,则公式*s zzF S BI τ?=中, 下列说法正确的是( )(A)*z S 为截⾯的阴影部分对Z′轴的静矩, B=δ(B)*Z S 为截⾯的整个部分对Z′轴的静矩, B =δ (C)*Z S 为截⾯的整个部分对Z 轴的静矩, B=δ(D)*z S 为截⾯的阴影部分对Z 轴的静矩, B =δτττ20kN1020kNA B C D7. 已知梁的EI z 为常数,长度为l ,欲使两的挠曲线在x=l /3处出现⼀拐点,则⽐值m 1/m 2= ( )。
材料力学习题及答案
材料力学-学习指导及习题答案第一章绪论1-1 图示圆截面杆,两端承受一对方向相反、力偶矩矢量沿轴线且大小均为M的力偶作用。
试问在杆件的任一横截面m-m上存在何种内力分量,并确定其大小。
解:从横截面m-m将杆切开,横截面上存在沿轴线的内力偶矩分量M x,即扭矩,其大小等于M。
1-2 如图所示,在杆件的斜截面m-m上,任一点A处的应力p=120 MPa,其方位角θ=20°,试求该点处的正应力σ与切应力τ。
解:应力p与斜截面m-m的法线的夹角α=10°,故σ=p cosα=120×cos10°=118.2MPaτ=p sinα=120×sin10°=20.8MPa1-3 图示矩形截面杆,横截面上的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σmax=100 MPa,底边各点处的正应力均为零。
试问杆件横截面上存在何种内力分量,并确定其大小。
图中之C点为截面形心。
解:将横截面上的正应力向截面形心C简化,得一合力和一合力偶,其力即为轴力F N=100×106×0.04×0.1/2=200×103 N =200 kN其力偶即为弯矩M z=200×(50-33.33)×10-3 =3.33 kN·m1-4 板件的变形如图中虚线所示。
试求棱边AB与AD的平均正应变及A点处直角BAD的切应变。
解:第二章轴向拉压应力2-1试计算图示各杆的轴力,并指出其最大值。
解:(a) F N AB=F, F N BC=0, F N,max=F(b) F N AB=F, F N BC=-F, F N,max=F(c) F N AB=-2 kN, F N2BC=1 kN, F N CD=3 kN, F N,max=3 kN(d) F N AB=1 kN, F N BC=-1 kN, F N,max=1 kN2-2 图示阶梯形截面杆AC,承受轴向载荷F1=200 kN与F2=100 kN,AB段的直径d1=40 mm。
材料力学练习题与答案-全
材料力学练习题与答案-全1. 当τ≥τp时,剪切虎克定律及剪应力互等定理。
A、虎克定律成立,互等定理不成立B、虎克定律不成立,互等定理成立(正确答案)C、均不成立D、二者均成立2. 木榫接头,当受F力作用时,接头的剪切面积和挤压面积分别是A、ab,lcB、cb,lbC、lb,cb(正确答案)D、lc,ab3. 在下列四种材料中,( )不可以应用各向同性假设。
A、铸钢B、玻璃C、松木(正确答案)D、铸铁4. 一细长压杆当轴向压力P达到临界压力Pcr时受到微小干扰后发生失稳而处于微弯平衡状态,此时若解除压力P,则压杆的微弯变形。
A、有所缓和B、完全消失(正确答案)C、保持不变D、继续增大;5. 矩形截面偏心受压杆件发生变形。
A、轴向压缩、平面弯曲B、轴向压缩、平面弯曲、扭转C、轴向压缩、斜弯曲(正确答案)D、轴向压缩、斜弯曲、扭转6. 当杆件处于弯扭组合变形时,对于横截面的中性轴有这样的结论,正确的是:A、一定存在(正确答案)B、不一定存在C、一定不存在7. 梁在某一段内作用有向下的分布载荷时,在该段内它的弯矩图为。
A、上凸曲线;(正确答案)B、下凸曲线;C、带有拐点的曲线;D、斜直线8. 图示结构中,AB为钢材,BC为铝,在P力作用下( )A、AB段轴力大B、BC段轴力大C、轴力一样大(正确答案)D、无法判断9. 圆截面的悬臂梁在自由端受集中力的作用,若梁的长度增大一倍,其他条件不变,最大挠度是原来的倍。
图片2.pngA、2B、16C、8(正确答案)D、410. 托架由横梁与杆组成。
若将杆由位于梁的下方改为位于梁的上方,其他条件不变,则此托架的承载力。
A、提高(正确答案)B、降低C、不变11. 单位长度的扭转角θ与( )无关A、杆的长度(正确答案)B、扭矩C、材料性质D、截面几何性质12. 矩形截面拉弯组合变形时,对于横截面的中性轴有以下的结论。
正确的是:。
A、过形心B、过形心且与ZC轴有一夹角;C、不过形心,与ZC轴平行;(正确答案)D、不过形心,与ZC轴有一夹角。
(完整版)材料力学试题(AB卷)
(完整版)材料力学试题(AB卷)材料力学试题A 卷一、单选题(10×3=30分)1、工程构件要正常安全的工作,必须满足一定的条件。
下列除项,其他各项是必须满足的条件。
A 、强度条件B 、刚度条件C 、稳定性条件D 、硬度条件 2、图中应力圆a 、b 、c 表示的应力状态分别为 A 二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态;B 单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态;C 单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态;D 单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。
3、轴向拉伸细长杆件如图所示,则正确答案是A 1-1、2-2面上应力皆均匀分布;B 1-1面上应力非均匀分布,2-2面上应力均匀分布;C 1-1面上应力均匀分布,2-2面上应力非均匀分布;D 1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。
4、根据圆轴扭转时的平面假设,可以认为圆轴扭转时横截面。
A 、形状尺寸不变,直径线仍为直线。
B 、形状尺寸改变,直径线仍为直线。
C 、形状尺寸不变,直径线不保持直线。
D 、形状尺寸改变,直径线不保持直线。
5、建立平面弯曲正应力公式zI My =σ,需要考虑的关系有。
A 、平衡关系,物理关系,变形几何关系;B 、变形几何关系,物理关系,静力关系;C 、变形几何关系,平衡关系,静力关系;D 、平衡关系, 物理关系,静力关系;6、利用积分法求梁的变形,不需要用到下面那类条件来确定积分常数。
A 、平衡条件。
B 、边界条件。
C 、连续性条件。
D 、光滑性条件。
7、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅度a σ分别为。
A -10、20、10;B 30、10、20;C -1/3、20、10; D -1/3、10、20 。
8、压杆临界力的大小。
A 与压杆所承受的轴向压力大小有关;B 与压杆的柔度大小有关;C 与压杆材料无关;D 与压杆的柔度大小无关。
9、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移,要求结构满足三个条件。
农大理论力学与材料力学作业第二套答案
农大理论力学与材料力学作业第二套答案理论力学与材料力学第2套您已经通过该套作业,请参看正确答案1、正应力公式σ=N/A的应有条件是()A.材料服从胡克定律B.弹性范围内加载C.N的作用线通过截面形心且垂直于截面D.ABC三条件同时具备参考答案:C2、拉压杆变形公式的应用条件是()A.弹性范围加载,在长度L内轴力为常量B.材料服从胡克定律并在弹性范围内加载C.只要在长度L内轴力为常量D.BC两条件同时具备参考答案:D3、关于低碳钢试样拉伸至屈服时,有如下结论()A.应力和塑性变形很快增加,因而认为材料失效B.应力和塑性变形虽然很快增加,单不意味着材料的失效C.应力不增加塑性变形很快增加,因而认为材料失效D.应力不增加塑性变形很快增加,但不意味着材料失效参考答案:C4、仁兴材料冷作硬化之后,材料的力学性能发生下列的变化()A.屈服强度提高,弹性模量降低B.屈服强度提高,韧性降低C.屈服强度不变,弹性模量不变D.屈服强度不变,韧性不变参考答案:B5、低碳钢加载-卸载-加载途径有以下四种,如图2-1()图 2-1A.OAB-BC-COABB.OAB-BAO-ODBC.OAB-BAO-ODBD.OAB-BD-DB参考答案:D6、图2-2所示结构中,各段杆的横截面面积均为A,材料的拉压许用应力均为[σ],可以算得其许可载荷[P]=3A[σ]/2。
现将BC段杆改名为中空的,横截面面积减小为A/2,这时结构的许可载荷[P]等于()图 2-2A. A[σ]B.3A[σ]C. A[σ]/2D.3A[σ]/2参考答案:A7、关于弹性体受力后某一方向的应力与应变关系,有如下论述()A.有应力一定有有应变,有应变不一定有应力B.有应力不一定有有应变,有应变不一定有应力C. 有应力不一定有有应变,有应变一定有应力D. 有应力一定有有应变,有应变一定有应力参考答案:B8、材料的三个弹性常数之间的关系,G=E/[2(1+ν)]成立的条件是()A.各向同性材料,应力不大于比例极限B.各向同性材料,应力大小无限制C.任意材料,应力不大于比例极限D.任意材料,应力大小无限制参考答案:A9、杆纯弯曲时,截面保持平面,在下列那种情况下是正确的()A.直杆,弹性范围B.直杆,弹性和塑性范围C.直杆和曲杆,弹性范围D.直杆和曲杆、塑性范围参考答案:D10、弯曲变形时截面保持平面导致正应变沿截面高度方向线性分布,只有在下列那种情况下才是正确的()A.直杆,弹性范围B.直杆,弹性和塑性范围C.直杆和曲杆,弹性范围D.直杆和曲杆、塑性范围参考答案:B11、由正应变沿截面高度线性分布导致正应力沿截面高度方向线性分布,只有在下列那种情况下才是正确的()A.直杆,弹性范围B.直杆,弹性和塑性范围C.直杆和曲杆,弹性范围D.直杆和曲杆、塑性范围参考答案:A12、根据弯曲正应力的分析过程,中性轴通过截面形心的条件是()A.轴力为零,正应力沿截面高度线性分布B.轴力为零C.正应力沿截面高度线性分布D.轴力为零,弹性范围参考答案:A13、下列关于纯弯曲应力和变形公式的适用条件,那些是正确的()A.平面弯曲,弹性范围B.弹性范围C.仅适用于对称弯曲和弹性范围D.所有平面弯曲参考答案:A14、关于平面弯曲,对称弯曲和非对称弯曲之间的关系,有下列论述()A.只有对称弯曲才可能是平面弯曲B.对称弯曲和非对称弯曲都可能是平面弯曲,也可能是斜弯曲C.对称弯曲必为平面弯曲,非对称弯曲不一定是平面弯曲D.对称弯曲一定是平面弯曲,非对称弯曲必为非平面弯曲参考答案:C15、承受相同弯矩的三根直梁,其截面组成方式分别如图(a)、(b)、(c)所示。
材料力学答案09572
第二章轴向拉压应力与材料的力学性能2-1试画图示各杆的轴力图。
题2-1图解:各杆的轴力图如图2-1所示。
图2-12-2试画图示各杆的轴力图,并指出轴力的最大值。
图a与b所示分布载荷均沿杆轴均匀分布,集度为q。
题2-2图(a)解:由图2-2a(1)可知,qx qa x F -=2)(N轴力图如图2-2a(2)所示,qa F 2m ax ,N =图2-2a(b)解:由图2-2b(2)可知, qa F =R qa F x F ==R 1N )(22R 2N 2)()(qx qa a x q F x F -=--=轴力图如图2-2b(2)所示,qa F =m ax N,图2-2b2-3 图示轴向受拉等截面杆,横截面面积A =500mm 2,载荷F =50kN 。
试求图示斜截面m -m 上的正应力与切应力,以及杆内的最大正应力与最大切应力。
题2-3图解:该拉杆横截面上的正应力为100MPa Pa 1000.1m10500N 10508263=⨯=⨯⨯==-A F σ 斜截面m -m 的方位角, 50-=α故有MPa 3.41)50(cos MPa 100cos 22=-⋅== ασσαMPa 2.49)100sin(MPa 502sin 2-=-⋅== αστα杆内的最大正应力与最大切应力分别为MPa 100max ==σσMPa 502max ==στ 2-5 某材料的应力-应变曲线如图所示,图中还同时画出了低应变区的详图。
试确定材料的弹性模量E 、比例极限p σ、屈服极限s σ、强度极限b σ与伸长率δ,并判断该材料属于何种类型(塑性或脆性材料)。
题2-5解:由题图可以近似确定所求各量。
220GPa Pa 102200.001Pa 10220ΔΔ96=⨯=⨯≈=εσEMPa 220p ≈σ, MPa 240s ≈σMPa 440b ≈σ, %7.29≈δ该材料属于塑性材料。
2-7 一圆截面杆,材料的应力-应变曲线如题2-6图所示。
材料力学习题大全及答案
习题2-1图 习题2-2图习题2-3图 习题2-4图习题2-5图 习题2-6图材料力学习题大全及答案第1章 引 论1-1 图示矩形截面直杆,右端固定,左端在杆的对称平面内作用有集中力偶,数值为M 。
关于固定端处横截面A -A 上的内力分布,有四种答案,根据弹性体的特点,试分析哪一种答案比较合理。
正确答案是 C 。
1-2 图示带缺口的直杆在两端承受拉力F P 作用。
关于A -A 截面上的内力分布,有四种答案,根据弹性体的特点,试判断哪一种答案是合理的。
正确答案是 D 。
1-3 图示直杆ACB 在两端A 、B 处固定。
关于其两端的约束力有四种答案。
试分析哪一种答案最合理。
正确答案是 D 。
1-4 等截面直杆在两端承受沿杆轴线的拉力F P 。
关于杆中点处截面A -A 在杆变形后的位置(图中虚线所示),有四种答案,根据弹性体的特点,试判断哪一种答案是正确的。
正确答案是 D 。
1-5 图示等截面直杆在两端作用有力偶,数值为M ,力偶作用面与杆的对称面一致。
关于杆中点处截面A -A 在杆变形后的位置(对于左端,由A A '→;对于右端,由A A ''→),有四种答案,试判断哪一种答案是正确的。
正确答案是 C 。
习题2-1图习题2-2图习题2-3图习题2-4图1-6 等截面直杆,其支承和受力如图所示。
关于其轴线在变形后的位置(图中虚线所示),有四种答案,根据弹性体的特点,试分析哪一种是合理的。
正确答案是 C 。
第2章 杆件的内力分析2-1 平衡微分方程中的正负号由哪些因素所确定?简支梁受力及Ox 坐标取向如图所示。
试分析下列平衡微分方程中哪一个是正确的。
(A )d d Q x F d M(B )d d Q x F (C )d d Q x F (D )d d Q xF 2-2 对于图示承受均布载荷q 的简支梁,其弯矩图凸凹性与哪些因素相关?试判断下列四种答案中哪几种是正确的。
材料力学(A)标准答案
1一.判断题(每题1分,共10分)1. (×)2. (×)3. (×)4. (√)5. (×)6. (√)7. (×)8. (√)9. (√)10. (×)二.单项选择题(每小题2分,共10分)1. (D )2. (A )3. (C )4. (A )5. (C )三.作图题(每图5分共20分) 1.3.F B =F, F A =0四.计算题(每小题12分共60分) 1.解:2分F SxM 2.2[]kNF kN F F FkN F F FF F F F BCABABBC 9.90)(9.9032105105.39320010300332)(5.1453841014018310106333333264644=≈≤⨯≤=⨯=≈≤⨯≤⨯=⨯===--所以σσ 2.解:首先画出梁的弯矩图,如图所示。
危险位置位于固定端B 处,最大弯矩M max 为190 kN.m 。
由截面尺寸可得抗弯截面系数为[]σσ〉====⨯==MPa W M bh W Z Z 10555000018.0190000000018.0606.003.06m ax m ax 22 所以强度不够。
3.解:2分3分3分2分360cos 222sin 2cos 22030303030σσσσσσατασσσσσττσσσττσ-==-++=--++==-==-=-==x x x xy yx yx yx xy y,,,2分2分 3分 4分 1分4分33223231max σσσσστ=+=-=所以,三个主应力分别为3,0,321σσσσσ-===4. 解:折杆产生弯扭组合变形,经分析可知固定端为危险截面。
mkN ql T mkN ql M ⋅==⋅==5.021122 根据第四强度理论,[]mm m d dd WT M r 4.420424.01016012.1320001016012.132000325.01100075.03663322224=≈⨯⨯≥⨯=≤⨯=+⨯=+=πσππσ 所以取[d]=43mm5.解:MPa E EbhhbA I ilcr ppp 4.74.11510102.705004.11512.0124124412922223=⨯⨯==〉======⨯==πλπσλλπσπλμλ2分3分4分5分2分4分 4分4分4分。
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一、填空题(每空1分,共13分)
1.由于杆件外形突然变化,而引起局部应力急剧增加的现象,称为。
2.图1所示单元体的切应变是。
图1 图2
3.如图2所示简支梁,用积分法求其变形时,需要分段建立微分方程,积分常数个,确定积分常数的边界条件是。
4.A 、B、C三根杆的尺寸相同但材料不同,三种材料拉伸时的应力-应变图如图3所示,弹性模量最大的材料是,强度最高的材料是,塑性最好的材料是。
图3 图4
5.两块厚为t的板用两个直径为d的铆钉相连接,如图4。
则铆钉的挤压应力为,剪切应力为。
6.金属材料强度失效的主要形式有两种,即和。
7.圆形截面铸铁试件扭转时,是沿45o的螺旋面发生断裂的,它是由应力造成的。
二、单项选择题(每小题2分,共10分)
1. 一圆轴用碳钢制作,校核其扭转刚度时,发现单位扭转角超过了许用值,为了保证此轴的扭转刚度,采用措施()最有效。
(A)改用合金钢(B)增加表面光洁度
(C)增加直径(D)增加长度
2.现有钢和铁两种棒材,其直径相同。
从承载能力和经济效益两方面考虑,图5所示结构中两杆的合理选材方案是()。
(A)1杆为钢,2杆为铸铁
(B)1杆为铸铁,2杆为钢
(C)两杆均为钢
(D)两杆均为铸铁图5
3.下列四种工程材料中,()不可应用各向同
性假设。
(A)高碳钢(B)松木
(C)低碳钢(D)铸铁
4.某材料的持久极限曲线如图6,C点所对应的
工作应力循环是()。
图6
(A)(B)
(C)(D)
图7
5.图8是材料力学性能实验试件破坏形式图,其中正确的是()。
图8
三、简答题(共17分)
1.若两拉杆的横截面A、长度L及所受载荷均相同,而材料不同,那么它们所产生的应力是否相同?它们的变形量是否相同?(2分)
2.如图9所示简支梁,截面
形状如图6(a)。
(1)在图6
(a)中标出该梁中性轴的位
置;(2)在图6(b)表示矩形
截面梁横截面上的切应力分
布图。
(3)设某截面的剪力为F s,图9
则该截面上最大切应力是多少?(5分)
3.如图10所示,杆件AC两端固定,在B截面处承受一轴向载荷F作用,写出该超静定结构的变形协调方程。
(2分)
图10 图 11
4.构件受力如图11所示,(1)确定危险点的位置;(2)用单元体表示危险点的应力状态;(3)第三强度理论的相当应力。
(5分)
5.横截面积相同的空心圆截面扭转轴与实心圆截面扭转轴相比,为什么空心轴的强度和刚度都大?(3分)
四、计算题(每小题10分,共60分)
1.图示12变截面直杆,材料的弹性模量E =200GPa ,各段横截面面积分别为A 1=8cm 2,A 2=4cm 2。
试求(1)作出轴力图;(2)杆的最大应力m ax σ;(3)总变形L ∆。
图12 图13
2. 某机床主轴箱的一传动轴,传递外力偶矩如图13。
若轴材料的许用应力
[]60MPa =τ,切变模量GPa 80G =,许用单位扭转角[]()4.0o =ϕ。
(1)作出轴的扭矩图;(2)按强度和刚度条件设计轴的直径。
3. 已知应力状态如图14所示,试求; (1)主应力大小,主平面位置。
(2)在单元体上绘出主平面位置及主应力的方向。
(3)第一主应变m ax ε 图14
4. 外伸梁的受力和尺寸如图15所示。
梁的横截面为矩形,其中h =85mm ,b
=60mm ,材料的许用应力[]160Mpa =σ。
(1)画出梁的剪力图和弯矩图。
(2)
按正应力强度条件校核梁的强度。
图15
5. 电机带动一圆轴AB ,在轴的中点C 处装有一个重G =5kN 、直径D =1.2m 的胶带轮,如图16所示。
胶带轮的拉力F 1=3kN ,F 2=2F 1,轴的直径d =0.1m ,
许用应力[]50Mpa =σ。
按第三强度理论校核轴的强度。
图16
6.简易吊车如图17所示,AB 、AC 均为等截面钢杆,直径d=40mm ,材料为Q235,弹性模量E =200GPa ,屈服极限σs =240MPa ,1001=λ,572=λ,临界应力的直线经验公式λσ12.1304cr -=(单位为MPa )。
若两杆的安全系数均取2。
试求许可吊重F 。
图17。