材料力学 内部习题集及答案
1.2 大连理工材料力学内部习题集及答案 汇总
l2 = c( F )n 2a A
l2
=
2ac
Fn An
则
l
=
3acF n An
（３）当 n=1 时，上述两解答相同。结论：只有当 与 成线性关系时，叠加法才适用于求伸长。
2-5 试求图示构架点 C 的铅垂位移和水平位移，已知两根杆的抗拉刚度均为 EA。
B
D
45°
C F
(a)
F BC
FCD
F (b)
第二章 轴向拉伸和压缩
2-1 一圆截面直杆，其直径 d＝20mm, 长 L=40m，材料的弹性模量 E=200GPa，容重γ＝80kN/m3, 杆 的上端固定，下端作用有拉力 F =4KN，试求此杆的：
⑴最大正应力；
⑵最大线应变；
⑶最大切应力；
⑷下端处横截面的位移 。
B
B
5004.8N
L x
+
A
A
绳的伸长量为
F (b)
G P
A
B
H CD
L
=
TL EA
=
80 103 8 7 210109 100 10−6
=
4.3510−3 m
在F 作
用下结构变形如图 (c) ，
可得：
(c) 题2-6图
LB + LD = L = 4.3510−3 m (1)
再由三角几何关系得：
LB = AB = 5
(2)
LD AD 9
(1) 试计算杆的总伸长； (2) 如果用叠加法计算上述伸长，则所得的结果如何？ (3) 当 n＝1 时，上述两解答是否相同？由此可得什么结论？
F1
F2
a
a
F
材料力学习题册参考答案
材料力学习题册参考答案材料力学习题册参考答案（无计算题）第1章：轴向拉伸与压缩一：1（ABE ）2（ABD ）3（DE ）4（AEB ）5（C ）6（ＣＥ）７（ABD ）8（C ）9（BD ）10（ADE ）11（ACE ）12（D ）13（CE ）14（D ）15（ＡＢ）１６（BE ）17（D ）二：1对2错3错4错5对6对7错8错9错10错11错12错13对14错15错三：1：钢铸铁 2：比例极限p σ 弹性极限e σ 屈服极限s σ 强度极限b σ3.横截面 45度斜截面4. εσE =， EAFl l =5.强度，刚度，稳定性；6.轴向拉伸（或压缩）；7. llb b ?μ?=8. 1MPa=106 N/m 2 =1012 N/mm 2 9. 抵抗伸缩弹性变形，加载方式 10. 正正、剪 11.极限应力 12. >5% <5% 13. 破坏s σ b σ 14.强度校核截面设计荷载设计15. 线弹性变形弹性变形 16.拉应力 45度 17.无明显屈服阶段的塑性材料力学性能参考答案：1. A 2. C 3. C 4. C 5. C 6. 5d ; 10d 7. 弹塑8. s2s 9. 0.1 10. 压缩11. b 0.4σ 12. <；< 剪切挤压答案：一：1.（C ），2.（B ），3.（A ），二：1. 2bh db 2. b(d+a) bc 3. 4a δ a 2 4. F第2章：扭转一：1.（B ） 2.（C D ） 3.（C D ） 4. （C ） 5. （A E ） 6. （A ）7. （D ）8. （B D ） 9.（C ） 10. （B ） 11.（D ） 12.（C ）13.（B ）14.（A ） 15.（A E ）二：1错 2对 3对 4错 5错 6 对三：1. 垂直 2. 扭矩剪应力 3.最外缘为零4. p ττ< 抗扭刚度材料抵抗扭转变形的能力5. 不变不变增大一倍6. 1.5879τ7.实心空心圆8. 3241)(α- 9. m ax m in αττ= 10. 长边的中点中心角点 11.形成回路（剪力流）第3章：平面图形的几何性质一：1.（C ），2.（A ），3.（C ），4.（C ），5.（A ），6.（C ），7.（C ），8.（A ），9.（D ）二：1）. 1；无穷多；2）4)4/5(a ； 3），84p R I π=p 4z y I 16R I I ===π4）12/312bh I I z z ==；5）)/(/H 6bh 6BH W 32z -= 6）12/)(2211h b bh I I I I z y z y +=+=+；7）各分部图形对同一轴静矩8）两轴交点的极惯性矩；9）距形心最近的；10）惯性主轴；11）图形对其惯性积为零三：1：64/πd 114； 2.（0 , 14.09cm ）(a 22，a 62)3： 4447.9cm 4， 4：0.00686d 4 ，5: 77500 mm 4 ;6: 64640039.110 23.410C C C C y y z z I I mm I I mm ==?==?第4章：弯曲内力一：1.（A B ）2.（D ）3.（B ）4.（A B E ）5.（A B D ）6.（ACE ） 7.（ABDE ） 8.（ABE ）9. （D ） 10. （D ） 11.（ACBE ） 12.（D ） 13.（ABCDE ）二：1错 2错 3错 4对 5错 6对 7对三：1. 以弯曲变形 2.集中力 3. KNm 2512M .max =4. m KN 2q = 向下 KN 9P = 向上5.中性轴6.荷载支撑力7. 小8. 悬臂简支外伸9. 零第5章：弯曲应力一：1（ＡＢＤ）２．（C ）3.（BE ）4.（A ）5.（C ）6.（C ）7.（B ）8.（C ）9.（BC ）二：1对 2错 3错 4 对 5 错 6错 7 对三：1.满足强度要求更经济、更省料2. 变成曲面，既不伸长也不缩短3.中性轴4.形心主轴5.最大正应力6.剪力方向7.相等8.平面弯曲发生在最大弯矩处9.平面弯曲第6章：弯曲变形一：1（B ），2（B ），3（A ），4（D ），5（C ），6（A ），7（C ），8（B ），9（A ）10（B ），11（A ）二：1对2错3错4错5错6对7错8错9错10对11错12对三：1.（转角小量:θθtan ≈）（未考虑高阶小量对曲率的影响）2. 挠曲线采用近似微分方程导致的。
(完整版)材料力学试题及答案
一、一结构如题一图所示。
钢杆1、2、3的横截面面积为A=200mm 2，弹性模量E=200GPa,长度l =1m 。
制造时3杆短了△=0。
8mm.试求杆3和刚性梁AB 连接后各杆的内力。
（15分）aalABC123∆二、题二图所示手柄，已知键的长度30 mm l =，键许用切应力[]80 MPa τ=，许用挤压应力bs[]200 MPa σ=，试求许可载荷][F 。
（15分）三、题三图所示圆轴，受eM 作用。
已知轴的许用切应力[]τ、切变模量G ,试求轴直径d 。
(15分）四、作题四图所示梁的剪力图和弯矩图。
（15分)五、小锥度变截面悬臂梁如题五图所示,直径2bad d =，试求最大正应力的位置及大小。
（10分）六、如题六图所示,变截面悬臂梁受均布载荷q 作用，已知q 、梁长l 及弹性模量E .试用积分法求截面A 的得分评分人F键40633400Aal bM eBd a a aqqaqa 2dbBda AF挠度w A 和截面C 的转角θC .（15分)七、如图所示工字形截面梁AB ,截面的惯性矩672.5610zI -=⨯m 4，求固定端截面翼缘和腹板交界处点a 的主应力和主方向。
（15分）一、（15分)（1）静力分析（如图（a）)1N F2N F3N F图(a)∑=+=231,0N N N yF F F F（a)∑==31,0N N CF F M(b)（2）几何分析（如图（b)）1l∆2l∆3l∆∆图（b）wql /3x lhb 0b (x )b (x )BAC 50kN AB0.75m303030140150zya∆=∆+∆+∆3212l l l(3）物理条件EA l F l N 11=∆，EA l F l N 22=∆，EAl F l N 33=∆ （4）补充方程∆=++EAlF EA l F EA l F N N N 3212 （c） （5）联立（a）、（b）、(c)式解得:kN FkN FF N N N 67.10,33.5231===二、(15分）以手柄和半个键为隔离体，S0, 204000OM F F ∑=⨯-⨯=取半个键为隔离体，bsS20F F F ==由剪切：S []s FA ττ=≤，720 N F = 由挤压:bs bs bs bs[][], 900N FF Aσσ=≤≤取[]720N F =.三、（15分）eABM M M +=0ABϕ=， A B M a M b ⋅=⋅得 e B a M M a b =+, e A b MM a b=+当a b >时 e316π ()[]M ad a b τ≥+；当b a >时 e316π ()[]M bd a b τ≥+。
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。
材料力学习题集--(有答案)
绪 论一、 是非题1.1 材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。
〔 〕 1.2 内力只能是力。
〔 〕1.3 假设物体各点均无位移，则该物体必定无变形。
〔 〕 1.4 截面法是分析应力的基本方法。
〔 〕 二、选择题1.5 构件的强度是指〔 〕，刚度是指〔 〕，稳定性是指〔 〕。
A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力B. 在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力1.6 根据均匀性假设，可认为构件的〔 〕在各点处相同。
A. 应力 B. 应变C. 材料的弹性常数D. 位移1.7 以下结论中正确的选项是〔 〕 A. 内力是应力的代数和 B. 应力是内力的平均值 C. 应力是内力的集度 D. 内力必大于应力参考答案：1.1 √ 1.2 × 1.3 √ 1.4 × 1.5 C,A,B 1.6 C 1.7 C轴向拉压一、选择题1. 等截面直杆CD 位于两块夹板之间，如图示。
杆件与夹板间的摩擦力与杆件自重保持平衡。
设杆CD 两侧的摩擦力沿轴线方向均匀分布，且两侧摩擦力的集度均为q ，杆CD 的横截面面积为A ，质量密度为ρ，试问以下结论中哪一个是正确的？ (A) q gA ρ=；(B) 杆内最大轴力N max F ql =； (C) 杆内各横截面上的轴力N 2gAlF ρ=；(D) 杆内各横截面上的轴力N 0F =。
2. 低碳钢试样拉伸时，横截面上的应力公式N F A σ=适用于以下哪一种情况? (A) 只适用于σ≤p σ； (B) 只适用于σ≤e σ； (C)3. 在A 和B和点B 的距离保持不变，绳索的许用拉应力为[]σ取何值时，绳索的用料最省？ (A) 0； (B) 30； (C) 45； (D) 60。
4. 桁架如图示，载荷F 可在横梁〔刚性杆〕DE 为A ，许用应力均为[]σ〔拉和压相同〕。
求载荷F 的许用值。
以下四种答案中哪一种是正确的？ (A)[]2A σ； (B) 2[]3Aσ； (C) []A σ； (D) 2[]A σ。
材料力学练习题与答案-全
材料力学练习题与答案-全1.当T三Tp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D、不确定11.单位长度的扭转角e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)材料力学习题集(有答案)汇总
一、 是非题
2.1使杆件产生轴向拉压变形的外力必须是一对沿杆件轴线的集中力。 （ ）
2.2轴力越大，杆件越容易被拉断，因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。 （ ）
2.3内力是指物体受力后其内部产生的相互作用力。 （ ）
2.4同一截面上， σ 必定大小相等，方向相同。 （ ）
答：
扭转
1.一直径为 的实心轴，另一内径为d,外径为D,内外径之比为 的空心轴，若两轴横截面上的扭矩和最大切应力均分别相等，则两轴的横截面面积之比 有四种答案：
(A) ；(B) ；(C) ；(D) 。
2.圆轴扭转时满足平衡条件，但切应力超过比例极限，有下述四种结论：
(A) (B) (C) (D)
切应力互等定理：成立不成立不成立成立
1.图示木接头，水平杆与斜杆成 角，其挤压面积为 为
（A） ；（B） ；
（C） ；（D） 。
答：C
2.图示铆钉连接，铆钉的挤压应力 有如下四个答案
（A） ；（B） ；
（C） ；（D） 。
答：B
3.切应力互等定理是由单元体
（A）静力平衡关系导出的；（B）几何关系导出的；
（C）物理关系导出的；（D）强度条件导出的。
(A) ; (B) ; (C) ; (D) 。
2.对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常以 表示屈服极限。其定义有以下四个结论，正确的是哪一个？
(A)产生2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
(B)产生0.02%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
(C)产生0.2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
(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。
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。
材料力学习题册_参考答案(1-9章)
（图 1）
（图 2）
3．有 A、B、C 三种材料，其拉伸应力—应变实验曲线如图 3 所示，曲线( B )材料
的弹性模量 E 大，曲线( A )材料的强度高，曲线( C )材料的塑性好。
4．材料经过冷作硬化后，其( D )。
A．弹性模量提高，塑性降低
B． 弹性模量降低，塑性提高
C．比例极限提AB 梁的中点
D 任意点
14. 轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面 ( A )
A 分别是横截面、450 斜截面
B 都是横截面
C 分别是 450 斜截面、横截面
D 都是 450 斜截面
15. 设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ，则 450 斜截面上的正应力和剪应力( D )。
A σ＝Eε＝300MPa
B σ＞300MPa
C 200MPa＜σ＜300Mpa
D σ＜200MPa
21．图 9 分别为同一木榫接头从两个不同角度视图，则（ B ）。
A. 剪切面面积为 ab,挤压面面积为 ch； B. 剪切面面积为 bh,挤压面面积为 bc；
C. 剪切面面积为 ch,挤压面面积为 bc； D. 剪切面面积为 bh,挤压面面积为 ch。
F
p
.D
.
.
.
.
...
解：设每个螺栓受力为 F，由平衡方程得
根据强度条件，有 ［σ］≥
故螺栓的内径取为 24mm。 4．图示一个三角架，在节点 B 受铅垂荷载 F 作用，其中钢拉杆 AB 长 l1=2m，截面面
积 A1=600mm2，许用应力 [ ]1 160MPa ，木压杆 BC 的截面面积 A2=1000mm2，许 用应力 [ ]2 7MPa 。试确定许用荷载[F]。
材料力学-习题集(含答案)
《材料力学》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有习题【说明】：本课程《材料力学》（编号为06001）共有单选题,计算题,判断题,作图题等多种试题类型，其中，本习题集中有[判断题]等试题类型未进入。
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) (B)(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 6. 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 。
P P(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。
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。
材料力学习题及参考答案
工程上规定 0.2 作为名义屈服极限，此时相对应的
应变量为 0.2%。
（）
答案：
四、计算
1.矿井起重机钢绳如图（a）所示，AB段截面积 A1 300mm2， BC段截面积 A2 400mm2，钢绳的单位体积重量 28kN / m3， 长度l 50m，起吊重物的重量 P 12kN，求：1）钢绳内的最大 应力；2）作轴力图。
C
l2 2
B
l1 1
A P
a
解：1）在可能危险的1段B面，2段C面截开（图b），有
NB P A1l 12 28 3104 50 12.42kN
B
NB A1
12.42 103 3104
41.4MPa
NC P A1l A2l 12.42 28 4104 50 12.98kN
A B
C
o
答案： A，B，C，C
3.两端固定的阶梯杆如图所示，横截面面积A2 2 A1 ， 受轴向载荷P后，其轴力图是（ ）。
A2
A1 B
AP
x
ll
N
P
N
2
P
x
2
x
P
A
B
N
P
3
2P
x
3
C
答案： C
N
P
x
D
三、判断题
1.两端固定的等截面直杆受轴向载荷P作用，则图示AC、
CB段分别受压缩
NAC 和P拉 伸
y
II
x Iz
答案： B
（A）
cQ1
P，M1
1 2
Pa；
弯曲
2 P，M2 Pa； 拉伸+弯曲
弯曲
d Q1 P，M1 PR BD段：弯曲；
(完整版)材料力学习题册答案..
练习1 绪论及基本概念1-1 是非题（1）材料力学是研究构件承载能力的一门学科。
（ 是 ）（2）可变形固体的变形必须满足几何相容条件，即变形后的固体既不可以引起“空隙”，也不产生“挤入”现象。
（是 ）（3）构件在载荷作用下发生的变形，包括构件尺寸的改变和形状的改变。
（ 是 ） （4）应力是内力分布集度。
（是 ）（5）材料力学主要研究构件弹性范围内的小变形问题。
（是 ） （6）若物体产生位移，则必定同时产生变形。
（非 ） （7）各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的变形。
（F ）（8）均匀性假设认为，材料内部各点的力学性质是相同的。
（是）（9）根据连续性假设，杆件截面上的内力是连续分布的，分布内力系的合力必定是一个力。
（非） （10）因为构件是变形固体，在研究构件的平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。
（非 ）1-2 填空题（1）根据材料的主要性质对材料作如下三个基本假设：连续性假设 、均匀性假设 、 各向同性假设 。
（2）工程中的 强度 ，是指构件抵抗破坏的能力； 刚度 ，是指构件抵抗变形的能力。
（3）保证构件正常或安全工作的基本要求包括 强度 ， 刚度 ，和 稳定性 三个方面。
（4）图示构件中，杆1发生 拉伸 变形，杆2发生 压缩 变形， 杆3发生 弯曲 变形。
（5）认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了物质，这样的假设称为 连续性假设 。
根据这一假设构件的应力，应变和位移就可以用坐标的 连续 函数来表示。
（6）图示结构中，杆1发生 弯曲 变形，构件2发生 剪切 变形，杆件3发生 弯曲与轴向压缩组合。
变形。
（7）解除外力后，能完全消失的变形称为 弹性变形 ，不能消失而残余的的那部分变形称为 塑性变形 。
（8）根据 小变形 条件，可以认为构件的变形远 小于 其原始尺寸。
1-3 选择题（1）材料力学中对构件的受力和变形等问题可用连续函数来描述；通过试件所测得的材料的力学性能，可用于构件内部的任何部位。
材料力学内部习题集及答案
材料⼒学内部习题集及答案第⼆章轴向拉伸和压缩2-1 ⼀圆截⾯直杆，其直径d ＝20mm, 长L =40m ，材料的弹性模量E =200GPa ，容重γ＝80kN/m 3 , 杆的上端固定，下端作⽤有拉⼒F =4KN ，试求此杆的：⑴最⼤正应⼒；⑵最⼤线应变；⑶最⼤切应⼒；⑷下端处横截⾯的位移?。
题 2 - 1 图+5004.8N4000N解：⾸先作直杆的轴⼒图⑴最⼤的轴向拉⼒为232N,max 80100.024*********.8N 44d F V F L F ππγγ=+=+=+= 故最⼤正应⼒为：N,maxN,maxN,maxmax 222445004.8=F F F Ad d σππ?====?⑵最⼤线应变为:64maxmax915.94100.7971020010E σε-?===?? ⑶当α（α为杆内斜截⾯与横截⾯的夹⾓）为45?时，maxmax 7.97MPa 2ασττ===⑷取A 点为x 轴起点，2N (25.124000)N 4d F Vx F x F x πγγ=+=+=+故下端处横截⾯的位移为：240N 0025.1240001d d (12.564000)2.87mm LL F x x x x x EA EA EA+?===?+=?2-2 试求垂直悬挂且仅受⾃重作⽤的等截⾯直杆的总伸长△L 。
已知杆横截⾯⾯积为A ，长度为L ,材料的容重为γ。
AB题 2-2 图A BN ()F x Ax γ=?所以总伸长 2N 00()L d d 2LL F x Ax L x x EA EA Eγγ?===2-3 图⽰结构，已知两杆的横截⾯⾯积均为A =200mm 2,材料的弹性模量E =200GPa 。
在结点A 处受荷载F 作⽤，今通过试验测得两杆的纵向线应变分别为ε1＝4×10－4，ε2＝2×10－4，试确定荷载P 及其⽅位⾓θ的⼤⼩。
题 2 - 3 图解: 由胡克定律得945112001041080010Pa E σε-=?==?945222001021040010Pa E σε-=?==?相应杆上的轴⼒为11N A σ= 22N A σ=561800102001016N KN -=?=11182N N KN == 取A 节点为研究对象，由⼒的平衡⽅程得1212sin 30sin 30sin cos30cos30cos N N P N N P θθ=+++解上述⽅程组得10.89=? 2-4 图⽰杆受轴向荷载F 1、F 2作⽤，且F 1＝F 2＝F ，已知杆的横截⾯⾯积为A ，材料的应⼒－应变关系为ε＝c σn ，其中c 、n 为由试验测定的常数。
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。
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第二章 轴向拉伸和压缩2-1一圆截面直杆，其直径d ＝20mm,长L =40m ，材料的弹性模量E =200GPa ，容重γ＝80kN/m 3,杆的上端固定，下端作用有拉力F =4KN ，试求此杆的：⑴最大正应力； ⑵最大线应变； ⑶最大切应力；⑷下端处横截面的位移∆。
解：首先作直杆的轴力图⑴最大的轴向拉力为232N,max 80100.024*********.8N 44d F V F L F ππγγ=+=+=⨯⨯⨯⨯+= 故最大正应力为：N,maxN,maxN,maxmax 222445004.8=15.94MPa 3.140.024F F F Addσππ⨯====⨯⑵最大线应变为:64maxmax915.94100.7971020010E σε-⨯===⨯⨯ ⑶当α（α为杆内斜截面与横截面的夹角）为45︒时，maxmax 7.97MPa 2ασττ===⑷取A 点为x 轴起点，2N (25.124000)N 4d F Vx F x F x πγγ=+=+=+故下端处横截面的位移为：240N 0025.1240001d d (12.564000)2.87mm LL F x x x x x EA EA EA+∆===⋅+=⎰⎰2-2试求垂直悬挂且仅受自重作用的等截面直杆的总伸长△L 。
已知杆横截面面积为A ，长度为L ,材料的容重为γ。
解：距离A 为x 处的轴力为 所以总伸长2N 00()L d d 2LL F x Ax L x x EA EA Eγγ∆===⎰⎰ 2-3图示结构，已知两杆的横截面面积均为A =200mm 2,材料的弹性模量E =200GPa 。
在结点A 处受荷载F 作用，今通过试验测得两杆的纵向线应变分别为ε1＝4×10－4，ε2＝2×10－4，试确定荷载P 及其方位角θ的大小。
解:由胡克定律得 相应杆上的轴力为取A 节点为研究对象，由力的平衡方程得解上述方程组得2-4图示杆受轴向荷载F 1、F 2作用，且F 1＝F 2＝F ，已知杆的横截面面积为A ，材料的应力－应变关系为ε＝c σn，其中c 、n 为由试验测定的常数。
(1) 试计算杆的总伸长；(2) 如果用叠加法计算上述伸长，则所得的结果如何？ (3) 当n ＝1时，上述两解答是否相同？由此可得什么结论？ 解：（１）轴力图如图（a ）所示。
根据nc ε=σ： 112()nl l F c l a A∆∆== 12n n n F l ac A ∆=则 12(21)n nnacF l l l A +∆=∆+∆=（２）采用叠加法。
单独作用F 1时，轴力图如图（b ）所示。
1()nl F c a A ∆= 1n n F l ac A ∆=单独作用F 2时，轴力图如图（c ）所示。
2()2nl F c a A ∆= 22n n F l ac A ∆=则 3nnacF l A ∆=（３）当n =1时，上述两解答相同。
结论：只有当ε与σ成线性关系时，叠加法才适用于求伸长。
2-5试求图示构架点C 的铅垂位移和水平位移，已知两根杆的抗拉刚度均为EA 。
解：取C 点分析受力情况，如图（b ）所示，得,0CD BC F F F == 因此只有CD 杆有伸长CD FLl EA=变形几何图如图（c ）所示，得FL x y EA∆=∆=。
2-6刚性梁ABCD 在B 、D 两点用钢丝绳悬挂，钢丝绳绕过定滑轮G 、H 。
已知钢丝的E ＝210GPa ，绳横截面面积A ＝100mm 2，荷载F ＝20KN ，试求C 点的铅垂位移（不计绳与滑轮间的摩擦）。
解：首先要求绳的内力T 。
刚性梁ABCD 的受力分析如图()b ，由平衡方程：0AM=∑解得：80KN 7T =绳的原长2428m L =++= 绳的伸长量为3396801087 4.3510m 2101010010TL L EA --⨯⨯∆===⨯⨯⨯⨯在F 作用下结构变形如图()c ， 可得：再由三角几何关系得： 由 (1)、(2)式联立可得： 又因为：所以，32.4910m 2.49mm C L -∆=⨯=2-7图示结构中AB 杆为刚性杆，杆AC 为钢质圆截面杆，直径d 1=20mm ，E 1=200GPa ；杆BD 为铜质圆截面杆，直径d 2＝25mm ，E 2=100GPa ，试求：(1) 外力F 作用在何处(x ＝？)时AB 梁保持水平？(2) 如此时F ＝30kN ，则两拉杆横截面上的正应力各为多少？ 解：(1).容易求得AC 杆、BD 杆的轴力分别为从而AC 杆、BD 杆的伸长量若要AB 梁保持水平，则两杆伸长量应相等，即12l l ∆=∆.题 2 - 6 图(c)(a)于是,()1222112244.Fl l x Fl xE d lE d lππ-=(2).当30, 1.08F kN x m ==时，两拉杆横截面上的正应力分别为2-8图示五根杆的铰接结构，沿其对角线AC 方向作用两力F ＝20kN ，各杆弹性模量E =200GPa ，横截面面积A ＝500mm 2，L ＝1m ，试求：(1) AC 之间的相对位移△AC ，(2) 若将两力F 改至BD 点，则BD 点之间的相对位移△BD 又如何？ 解：(1)取A 节点为研究对象，受力分析如图(b)由平衡方程：0AXF=∑,cos450AB F F ︒-=得AB AD F F === 同理，可得：B 节点受力分析如图(c)0XF=∑，20cos45ABBD F F kN -==-︒AB ,BC ,CD ,DA 四杆材料相同，受力大小相同，所以四个杆的应变能相同，可求得整个杆件应变能为：力F 作的功为：12AC W F =∆ 由弹性体的功能原理得：W εν=()2当两力F 移至.B D 两点时，可知，只有BD 杆受力，轴力为F所以12BD F εν∆==从而0.283BDmm ∆==2-9图示结构，已知三根杆AF 、CD 、CE 的横截面面积均为A =200mm 2,E =200GPa,试求每根杆横截面上的应力及荷载作用点B 的竖向位移。
解：取AB 为研究对象，选取如图所示坐标轴， 故0xF=∑，即ND NE F F =,0yF=∑,即2sin300NA ND F F F +-︒=,于是得NA ND F F F +=，0AM=∑，即32sin3060ND F F ⨯︒-=，于是221020KN ND F F ==⨯=， 解得：20KN NE F =，10KN NA F = 所有构件的应变能为由功能原理得，F 作的功在数值上等于该结构的应变能 即：12B F V ε⋅∆=F题 2 - 8 图(b)(c)(d)所以32242.58.5mm 1010B V F ε⨯∆===⨯. 2-10图示结构，已知四根杆AC 、CB 、AD 、BD 的长度均为a ,抗拉刚度均为EA ,试求各杆轴力，并求下端B 点的位移。
解：(1)以B 结点为研究对象，受力图如图（a ）所示 由0xF=∑得34F F =得34F F = 以刚性杆为研究对象，受力图如图（b ）所示 由0xF=∑得12F F =由0y F =∑得12F F ==(2)由于1，2杆的伸长变形，引起CD 刚性杆以及B 结点的下降（如图（c ）） 由于3，4杆的伸长引起B 点的继续下降（如图（d ））则12B B B l l l ∆∆+∆==2-11重G =500N,边长为a =400mm 的箱子，用麻绳套在箱子外面起吊如图所示。
已知此麻绳在290N 的拉力作用下将被拉断。
(1) 如麻绳长为1.7m 时，试问此时绳是否会拉断？ (2) 如改变ɑ角使麻绳不断，则麻绳的长度至少应为多少？解：(1)取整体作为研究对象,经分析得本受力体系为对称体系.由于箱子重G =500N,由竖直方向的受力平衡可知,每根绳子竖直方向受力为F=250N.即cos 250F α⨯=而cos 0.9722α== 则2502572900.972F N N ==< 于是,此时绳子不会被拉断. (2)绳子被拉断时 其中290u F N =则250cos 0.8622902α===解得:0.789L m =答：(1)N =417N(2)L =1.988m2-12图示结构，BC 为刚性杆,长度为L ,杆1、2的横截面面积均为A ，其容许应力分别为[σ1]和[σ2]，且[σ1]=2[σ2]，荷载可沿梁BC 移动,其移动范围0＜x ＜L ,试从强度方面考虑，当x 取何值时，F 的容许值最大，F max 等于多少？解：分析题意可知，由于1、2两杆横截面积均为A ，而1杆的容许应力为2杆的二倍，则由公式[]F A σ=⨯可知，破坏时2杆的轴力也为1杆的二倍。
本题要求F 的容许值最大，即当力F 作用在距离B 点x 的位置上时，1、2两杆均达到破坏所需的轴力，即2BDEC F F =此时，对力的作用点求矩得： 解得：3L x=此时，由竖直方向的受力平衡得：2-13图示结构，AC 为刚性杆,BD 为斜撑杆,荷载F 可沿杆AC 移动,试问：为使BD 杆的重量最轻,BD 杆与AC 杆之间的夹角θ应取何值？解：如图所示，取整体为研究对象，对A 点取钜，由0AM=∑得：而[]BDBD F A σ=⨯则1sin 2[]2BD BD BD BD FLA l W A l θσγ⨯=⨯=⨯⨯ 要想使重量最轻，应该使sin2θ最大，即2θ=90o 解得：θ=45o2-14铰接桁架承受水平力F =150kN,桁架所有杆件的许用应力[σ]=125Mpa,试求AB 杆和CD 杆所需的横截面面积。
解：由零杆的判别条件知，图中BC 杆为零杆。
取整体为研究对象，对A 点取钜，由0AM=∑得：260D F F ⨯-⨯=解得：13D F F =取D 节点为研究对象，由平衡方程得： 则可以解得：同理，对于B 节点，也有平衡方程： 则可以解得：于是，由许用应力定义得：2-15圆截面钢杆如图所示，已知材料的E=200GPa ，若杆内应变能U =4N ·m,试求此杆横截面上的最大正应力。
解：各截面压力相同为F应变能222312123222F l F l F l U EA EA EA =++ 代入数据可得28.36F =kNDDmax min 290.3F F A A σ===MPa 2-16图示杆件的抗拉（压）刚度为EA ，试求此杆的应变能。
解：+FFF N 图如图所示，为杆件的轴力图，则杆件的应变能计算应该分为两部分。
其中：22211(3)2a 922F L F F aU EA EA EA ⨯=== 则：2221291922F a F a F aU U U EA EA EA=+=+= 第三章扭转3-1直径d =400mm 的实心圆截面杆扭转时，其横截面上最大切应力τmax =100Mpa ，试求图示阴影区域内所承担的部分扭矩。