材料力学练习册答案
《材料力学》练习册答案
《材料力学》练习册答案习题一一、填空题1．对于长度远大于横向尺寸的构件称为（杆件）。
2．强度是指构件（抵抗破坏）的能力。
3．刚度是指构件（抵抗变形）的能力。
二、简答题1．试叙述材料力学中，对可变形固体所作的几个基本假设。
答：（1）均匀连续假设：组成物体的物质充满整个物体豪无空隙，且物体各点处力学性质相同（2）各向同性假设：即认为材料沿不同的方向具有相同的力学性质。
（3）小变形假设：由于大多数工程构件变形微小，所以杆件受力变形后平衡时，可略去力作用点位置及有关尺寸的微小改变，而来用原始尺寸静力平衡方程求反力和内力。
2．杆件的基本变形形式有哪几种？答：1）轴向拉伸与压缩；2）剪切；3）扭转；4）弯曲3．试说明材料力学中所说“内力”的含义。
答：材料力学中所说的内力是杆件在外力作用下所引起的“附加内力”。
4．什么是弹性变形？什么是塑性变形？答：杆件在外力作用下产生变形，当撤掉引起变形的因素后，如果杆件的变形完全消失而恢复到原来状态，这种变形称为是完全弹性的即弹性变形。
而撤掉引起变形的因素后，如果杆件的变形没有完全恢复而保留了一部分，被保留的这部分变形称为弹性变形又叫永久变形。
三、判断题1．材料单元体是无限微小的长方体（X ）习题二一、填空题1．通过一点的所有截面上（应力情况的总和），称为该点的应力状态。
45的条纹，条纹是材料沿（最2．材料屈服时，在试件表面上可看到与轴线大致成ο大剪应力面）发生滑移而产生的，通常称为滑移线。
3．低碳钢的静拉伸试验中，相同尺寸的不同试件“颈缩”的部位不同，是因为（不同试件的薄弱部位不同）4．对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常规定以产生塑性应变（εs=0.2% 时的应用定为名义屈服极限，用δρ2表示）5．拉，压杆的横截面上的内力只有（轴力）。
6．工程中，如不作特殊申明，延伸率δ是指（L=10 d）标准试件的延伸率二、简答题1．试叙述低碳钢的静拉伸试验分几个阶段？各处于什么样的变形阶段。
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。
材料力学习题册1-14概念答案.
第一章 绪论一、是非判断题1.1 材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。
( × ) 1.2 内力只作用在杆件截面的形心处。
( × ) 1.3 杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。
( × ) 1.4 确定截面内力的截面法，适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。
( ∨ ) 1.5 根据各向同性假设，可认为材料的弹性常数在各方向都相同。
( ∨ ) 1.6 根据均匀性假设，可认为构件的弹性常数在各点处都相同。
( ∨ ) 1.7 同一截面上正应力σ与切应力τ必相互垂直。
( ∨ ) 1.8 同一截面上各点的正应力σ必定大小相等，方向相同。
( × ) 1.9 同一截面上各点的切应力τ必相互平行。
( × ) 1.10 应变分为正应变ε和切应变γ。
( ∨ ) 1.11 应变为无量纲量。
( ∨ ) 1.12 若物体各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零。
( ∨ ) 1.13 若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。
( × ) 1.14 平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。
( ∨ ) 1.15 题1.15图所示结构中，AD 杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。
( ∨ )1.16 题1.16图所示结构中，AB 杆将发生弯曲与压缩的组合变形。
( × )二、填空题1.1 材料力学主要研究 受力后发生的以及由此产生1.2 拉伸或压缩的受力特征是 ，变形特征是 。
B题1.15图题1.16图外力的合力作用线通过杆轴线 杆件1.3 剪切的受力特征是 ，变形特征是 。
1.4 扭转的受力特征是 ，变形特征是 。
1.5 弯曲的受力特征是 ，变形特征是 。
1.6 组合受力与变形是指 。
1.7 构件的承载能力包括 ， 和 三个方面。
1.8 所谓 ，是指材料或构件抵抗破坏的能力。
材料力学习题及参考答案
答案：
5.对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑性材料，
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。
2P
P
P
1 23 4
P
1
m Pa
23
4
2a
a
2a
(a)
(b)
2a
2
a/2
1
a
1
c
4R
A 4
R 3
3
C R
P
1 45o2
B
2
R
D 1
d
解： 各截面上内力分量的方向从略，仅记大小。
a 2P拉伸，N2 P拉伸；
bQ1 P，M1 2Pa；
Y 2N cos P 0，得
N=
P
2cos
a
y
N
C
x
P
c
（2）求杆的变形 AC、BC杆的伸长变形相同，即
l Nl Pl b
NAC 和P拉 伸
NCB P。 （ ）
答案：
C
A
P
B
ll 2.图示结构由两根尺寸完全相同的杆件组成。AC杆为铜 合金，BC杆为低碳钢杆，则此两杆在力P作用下具有相 同的拉应力。 （ ）
答案：
A
B
C P
3.正应变的定义为 / E。
材料力学习题集 (有答案)
2.12在工程中,通常取截面上的平均剪应力作为联接件的名义剪应力.（）
2.13剪切工程计算中,剪切强度极限是真实应力.（）
二、选择题
变形与位移关系描述正确的是（）
A.变形是绝对的,位移是相对的B.变形是相对的,位移是绝对的
C.两者都是绝对的D.两者都是相对的
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 有如下四个谜底
（A） ；（B） ；
（C） ；（D） .
答：B
3.切应力互等定理是由单位体
（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.
(B)发生0.02%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
(C)发生0.2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
(D)发生0.2%的应变所对应的应力值作为屈服极限.
3.关于资料的冷作硬化现象有以下四种结论,正确的是哪一个？
(A)由于温度降低,其比例极限提高,塑性降低；
(B)由于温度降低,其弹性模量提高,泊松比减小；
9.横截面上的切应力都到达屈服极限时圆轴所能承当的扭矩；
10.横截面翘曲
一、是非题
3.1在单位体两个相互垂直的截面上,剪应力的年夜小可以相等,也可以不等.（）
3.2扭转剪应力公式可以适用于任意截面形状的轴.（）
3.3受扭转的圆轴,最年夜剪应力只呈现在横截面上.（）
3.4圆轴扭转时,横截面上既有正应力,又有剪应力.（）
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年夜切应力均分别相等,则两轴的横截面面积之比 有四种谜底：
材料力学练习册答案
第二章 轴向拉伸和压缩2.1 求图示杆11-、22-、及33-截面上的轴力。
解：11-截面，取右段如)(a 由0=∑x F ，得 01=N F22-截面，取右段如)(b由0=∑x F ，得 P F N -=233-截面，取右段如)(c由0=∑x F ，得 03=N F2.2 图示杆件截面为正方形，边长cm a 20=，杆长m l 4=，kN P 10=，比重3/2m kN =γ。
在考虑杆本身自重时，11-和22-截面上的轴力。
解：11-截面，取右段如)(a 由0=∑xF，得kN la F N 08.04/21==γ22-截面，取右段如)(b由0=∑xF，得kN P la F N 24.104/322=+=γ2.3 横截面为210cm 的钢杆如图所示，已知kN P 20=，kN Q 20=。
试作轴力图并求杆的总伸长及杆下端横截面上的正应力。
GPa E 200=钢。
解：轴力图如图。
杆的总伸长：m EA l F l N59102001.0102001.02000022-⨯-=⨯⨯⨯-⨯==∆ 杆下端横截面上的正应力：MPa A F N 20100020000-=-==σ 2.4 两种材料组成的圆杆如图所示，已知直径mm d 40=，杆的总伸长cm l 21026.1-⨯=∆。
试求荷载P 及在P 作用下杆内的最大正应力。
（GPa E 80=铜，GPa E 200=钢）。
解：由∑=∆EAl F l N ，得)104010806.0410********.04(1026.16296294---⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=⨯ππP4/4/4/4/)(a )(b )(c 2N1N )(a kNkN 图NF cm cmcm解得： kN P 7.16= 杆内的最大正应力：MPa A F N 3.13401670042=⨯⨯==πσ 2.5 在作轴向压缩试验时，在试件的某处分别安装两个杆件变形仪，其放大倍数各为1200=A k ，1000=B k ，标距长为cm s 20=，受压后变形仪的读数增量为mm n A 36-=∆，mm n B 10=∆，试求此材料的横向变形系数ν（即泊松比）。
材料力学习题册答案
材料力学习题册答案第九章压杆稳定一、选择题1、一理想均匀直杆受轴向压力P=PQ时处于直线平衡状态。
在其受到一微小横向干扰力后发生微小弯曲变形，若此时解除干扰力，则压杆。
A、弯曲变形消失，恢复直线形状；B、弯曲变形减少，不能恢复直线形状；C、微弯状态不变；D、弯曲变形继续增大。
2、一细长压杆当轴向力P=PQ时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、完全消失B、有所缓和C、保持不变D、继续增大3、压杆属于细长杆，中长杆还是短粗杆，是根据压杆的来判断的。
A、长度B、横截面尺寸C、临界应力D、柔度4、压杆的柔度集中地反映了压杆的对临界应力的影响。
A、长度，约束条件，截面尺寸和形状；B、材料，长度和约束条件；C、材料，约束条件，截面尺寸和形状；D、材料，长度，截面尺寸和形状；5、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：6、两端铰支的圆截面压杆，长1m，直径50mm。
其柔度为( C ) ；；；7、在横截面积等其它条件均相同的条件下，压杆采用图所示截面形状，其稳定性最好。
8、细长压杆的，则其临界应力σ越大。
A、弹性模量E越大或柔度λ越小；B、弹性模量E 越大或柔度λ越大；C、弹性模量E越小或柔度λ越大；D、弹性模量E越小或柔度λ越小；9、欧拉公式适用的条件是，压杆的柔度A、λ≤ ?C、λ≥ ?EE B、λ≤??s?PE?P D、λ≥?E?s - 1 - 10、在材料相同的条件下，随着柔度的增大A、细长杆的临界应力是减小的，中长杆不是；B、中长杆的临界应力是减小的，细长杆不是；C、细长杆和中长杆的临界应力均是减小的；D、细长杆和中长杆的临界应力均不是减小的；11、两根材料和柔度都相同的压杆 A. 临界应力一定相等，临界压力不一定相等； B. 临界应力不一定相等，临界压力一定相等；C. 临界应力和临界压力一定相等； D. 临界应力和临界压力不一定相等；12、在下列有关压杆临界应力σe的结论中，是正确的。
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第二章 轴向拉伸和压缩2.1 求图示杆11-、22-、及33-截面上的轴力。
解：11-截面，取右段如)(a 由0=∑x F ，得 01=N F22-截面，取右段如)(b 由0=∑x F ，得 P F N -=233-截面，取右段如)(c由0=∑x F ，得 03=N F2.2 图示杆件截面为正方形，边长cm a 20=，杆长m l 4=，kN P 10=，比重3/2m kN =γ。
在考虑杆本身自重时，11-和22-截面上的轴力。
解：11-截面，取右段如)(a 由0=∑x F ，得kN la F N 08.04/21==γ22-截面，取右段如)(b 由0=∑xF，得kN P la F N 24.104/322=+=γ2.3 横截面为210cm 的钢杆如图所示，已知kN P 20=，kN Q 20=。
试作轴力图并求杆的总伸长及杆下端横截面上的正应力。
GPa E 200=钢。
解：轴力图如图。
杆的总伸长：m EA l F l N 59102001.0102001.02000022-⨯-=⨯⨯⨯-⨯==∆ 杆下端横截面上的正应力：MPa A F N 20100020000-=-==σ 2.4 两种材料组成的圆杆如图所示，已知直径mm d 40=，杆的总伸长cm l 21026.1-⨯=∆。
试求荷载P 及在P 作用下杆内的最大正应力。
（GPa E 80=铜，GPa E 200=钢）。
解：由∑=∆EAl F l N ，得)104010806.0410********.04(1026.16296294---⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=⨯ππP 解得： kN P 7.16=杆内的最大正应力：4/4/4/4/)(a )(b )(c 2N1N )(a kNkN图NF cm cmcmMPa A F N 3.13401670042=⨯⨯==πσ 2.5 在作轴向压缩试验时，在试件的某处分别安装两个杆件变形仪，其放大倍数各为1200=A k ，1000=B k ，标距长为cm s 20=，受压后变形仪的读数增量为mm n A 36-=∆，mm n B 10=∆，试求此材料的横向变形系数ν（即泊松比）。
材料力学习题册答案
3-1 第三章 材料的力学性质拉压杆的强度计算3-1 图示水压机，若两根立柱材料的许用应力为MPa 80][=σ，试校核立柱的强度。
解：立柱横截面上的正应力为][59.7MPa Pa 410802106002623σπσ<=⨯⨯⨯==-A F所以立柱满足强度条件。
3-2 图示油缸盖与缸体采用6个螺栓连接。
已知油缸内径mm 350=D ，油压MPa 1=p 。
若螺栓材料的许用应力MPa 40][=σ，试求螺栓的内径。
解： 由于内压的作用，油缸盖与缸体将有分开的趋势，依靠六个螺栓将它们固定在一起。
油缸盖受到的压力为 42D p F π⋅= 每个螺栓承受的轴向力为 46162N D p F F π⋅== 由螺栓强度条件 2222N 64461d pD d D p A F =⋅⋅==ππσ≤][σ 可得螺栓的直径应为 d ≥mm 6.22mm 3504061][6=⨯⨯=D p σ3-2 3-3 图示铰接结构由杆AB 和AC 组成，杆AC 的长度为杆AB 长度的两倍，横截面面积均为2mm 200=A 。
两杆的材料相同，许用应力MPa 160][=σ。
试求结构的许用载荷][F 。
解：由0=∑X ： 030sin 45sin N N =- AC AB F F可以得到： AB AB AC F F F N N N 2>=，即AC 杆比AB 杆危险，故 32N 1020010160][66N =⨯⨯⨯==-A F AC σkN21621N N ==AC AB F F kN由0=∑Y ： 030cos 45cos N N =-+F F F AC AB可求得结构的许用荷载为 ][F 7.43=kN3-4 承受轴力kN 160N =F 作用的等截面直杆，若任一截面上的切应力不超过MPa 80，试求此杆的最小横截面面积。
解： 由切应力强度条件A F 22N max ==στ≤][τ，可以得到 A ≥63N 1080210160][2⨯⨯⨯=τF m 2310=mm 23-5 试求图示等直杆AB各段内的轴力。
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。
材料力学习题及参考答案
2.工程构件在实际工作环境下所能承受的应力称 为（ ），工件中最大工作应力不能超过此应力， 超过此应力时称为（ ）。
答案： 许用应力 ，失效 。
3.金属拉伸标准试件有（ ）和（ ）两种。
答案： 圆柱形，平板形 。
４.在低碳钢拉伸曲线中，其变形破坏全过程可分为（ ） 个变形阶段，它们依次是 （ ）、（ ）、（ ）、和 （ ）。
答案： 连续性、均匀性、各向同性。
3 .构件所受的外力可以是各式各样的，有时是很复杂的。 材料力学根据构件的典型受力情况及截面上的内力分量 可分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四种基本变形。
答案： 拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
二、计算
1. 试求下列杆件中指定截面上内力分量，并指出相应的
变形形式。
I
P
P
I
解: 根据轴向拉伸杆件斜截面上正应力和剪力公式,
各自的容许条件为
x cos2
P cos2
A
0a
x sin cos
P sin cos
A
0b
式(b)除以式(a),得
C
NC A2
12.98103 4 104
36.8MPa
所以
max B 41.4MPa
C l2 2
B l1 1
A P
aБайду номын сангаас
x
N2
22
x2
N1
11
x1 A1
A2 B A1
o
A
A
PP
b
2）作轴力图 取1-1截面（AB段，见图（b））
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。
材料力学习题册 参考答案
第一章绪论一、选择题1．根据均匀性假设，可认为构件的（C）在各处相同。
A．应力 B．应变C．材料的弹性系数 D．位移2．构件的强度是指（C），刚度是指（A），稳定性是指（B）。
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原有平衡状态的能力C．在外力作用下构件抵抗强度破坏的能力3．单元体变形后的形状如下图虚线所示，则A点剪应变依次为图(a) （A），图(b) （C），图(c) （B）。
A．0 B．r2 C．r D．r4.下列结论中( C )是正确的。
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；5. 两根截面面积相等但截面形状和材料不同的拉杆受同样大小的轴向拉力，它们的应力是否相等（B）。
A．不相等； B．相等； C．不能确定；6．为把变形固体抽象为力学模型，材料力学课程对变形固体作出一些假设，其中均匀性假设是指（C）。
A. 认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积；B. 认为沿任何方向固体的力学性能都是相同的；C. 认为在固体内到处都有相同的力学性能；D. 认为固体内到处的应力都是相同的。
二、填空题1.材料力学对变形固体的基本假设是连续性假设，均匀性假设，各向同性假设。
2．材料力学的任务是满足强度，刚度，稳定性的要求下，为设计经济安全的构件提供必要的理论基础和计算方法。
3．外力按其作用的方式可以分为表面力和体积力，按载荷随时间的变化情况可以分为静载荷和动载荷。
4．度量一点处变形程度的两个基本量是（正）应变ε和切应变γ。
三、判断题1．因为构件是变形固体，在研究构件平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。
（ × ） 2．外力就是构件所承受的载荷。
（ × ） 3．用截面法求内力时，可以保留截开后构件的任一部分进行平衡计算。
（ √ ） 4．应力是横截面上的平均内力。
（ × ） 5．杆件的基本变形只是拉(压)、剪、扭和弯四种，如果还有另一种变形，必定是这四种变形的某种组合。
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1-14概念答案
材料力学习题册1-14概念答案第一章绪论一、是非判断题1.1材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。
(×)1.2内力只作用在杆件截面的形心处。
(×)1.3杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。
(×)合变1.4确定截面内力的截面法，适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组形、横截面或任意截面的普遍情况。
(∨)1.5根据各向同性假设，可认为材料的弹性常数在各方向都相同。
(∨)1.6根据均匀性假设，可认为构件的弹性常数在各点处都相同。
(∨)1.7同一截面上正应力ζ与切应力η必相互垂直。
(∨)1.8同一截面上各点的正应力ζ必定大小相等，方向相同。
(×)1.9同一截面上各点的切应力η必相互平行。
(×)1.10应变分为正应变ε和切应变γ。
(∨)1.11应变为无量纲量。
(∨)1.12若物体各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零。
(∨)。
(×)1.13若物体内各点的应变均为零，则物体无位移1.14平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。
(∨)1.15题1.15图所示结构中，AD杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。
(∨)1.16题1.16图所示结构中，AB杆将发生弯曲与压缩的组合变形。
(×)FFAB ACBCDD题1.16图题1.15图二、填空题杆件变形1.1材料力学主要研究受力后发生的，以及由此产生应力，应变的。
线外力的合力作用线通过杆轴1.2拉伸或压缩的受力特征是，变形特征是。
1沿杆轴线伸长或缩短受一对等值，反向，作用线距离很近的力的作用1.3剪切的受力特征是，变形特征沿剪切面发生相对错动是。
外力偶作用面垂直杆轴线1.4扭转的受力特征是，变形特征任意二横截面发生绕杆轴线的相对转动是。
外力作用线垂直杆轴线，外力偶作用面通过杆轴线1.5弯曲的受力特征是，变形特梁轴线由直线变为曲线征是。
1.6组合受力与变形是指包含两种或两种以上基本变形的组合。
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；
材料力学习题及参考答案
答案：
5.对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑性材料，
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。
2
100MPa，
试求此结构许可载荷P。
A
B
1 45o 30o 2
C
P
a
解: 1)结构中各杆应满足平衡条件
y
N1
N2
对节点C取图(b)所示研究对象，有
45o 30o
Cx
X
N1 sin 45o
N2
sin 30o
0 a
答案： 四，弹性、屈服、强化和颈缩、断裂。
５.用塑性材料的低碳钢标准试件在做拉伸实验过程中，将 会出现四个重要的极限应力；其中保持材料中应力与应变 成线性关系的最大应力为（ ）；使材料保持纯弹性变形 的最大应力为（ ）；应力只作微小波动而变形迅速增加 时的应力为（ ）；材料达到所能承受的最大载荷时的应 力为（ ）。
起重杆（杆1）为钢管，外径D=400mm，内径d=20mm，
许用应力 80MPa。钢丝绳2的横截面积 1
A2
500mm，2 许
用应力 60MPa。若最大起重量P=55kN，试校核此起
2
重机的强度是否安全。
B
45o 2
C
15o 1
AP
a
y
解：1）确定杆件受力
材料力学习题册答案.
80 kN 60 kN 40 kN
FN 4F
x
F FN
F
x F
F FN/kN
60
2F FN
40
x 20
F
x
a
F
FN
a
q=F/a a
4F
Fl F Fl
l 2F
2F
F x
2F FN
3
2-4、已知 q 10 kN m ，试绘出图示杆件的轴力图
5 kN
15 kN
q
5 kN
1m
1.5 m
FN/kN 15
（6）以下结论中正确的是（ B ） （A）杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和； （B）应力是内力的集度； （C）杆件某截面上的应力是该截面上内力的平均值； （D）内力必大于应力。
（7）下列结论中是正确的是（ B ） （A）若物体产生位移，则必定同时产生变形； （B）若物体各点均无位移，则该物体必定无变形； （C）若物体无变形，则必定物体内各点均无位移； （D）若物体产生变形，则必定物体内各点均有位移。
（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。
40 kN
55 kN 25 kN
20 kN
2-2 试求图示拉杆截面 1-1，2-2，3-3 上的轴力，并作出轴力图。
解： FN1 2F ； FN2 F ； FN3 2F 。
(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。
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第二章轴向拉伸和压缩杆的总伸长:杆下端横截面上的正应力:2.4 两种材料组成的圆杆如图所示，已知直径d 40mm ，杆的总伸长2.1 求图示杆11、22、及3解: 1 1截面，取右段如（a ）F X 0，得卩阳02截面，取右段如（b ）FX0，得FN2P3截面，取右段如（c ）2.2 图示杆件截面为正方形，边长a 20cm ，杆长l 4m ， 2kN/m 3。
在考虑杆本身自重时，1 1和2 2截面上的轴10kN ，比重解:1 1截面，取右段如（a ）F X 0，得2F N 1 la /4 0.08kN2截面，取右段如（b ）F x 0，得F N 2 3la 2/4 P 10.24kN2.3 横截面为10cm 2的钢杆如图所示，已知 P 20kN ，Q杆的总伸长及杆下端横截面上的正应力。
E 钢200GPa 。
解：轴力图如图。
20kN10cm F N I1 2 EAc20000 0.1门“ 529210m■-20kN10cm10cmF N 图F N20000A 100020 MPa21.26 10 cm 。
试求荷载P 及在P 作用下杆内的最大正应力。
(E 铜80GPa ， E 钢200GPa )。
解：由I巳，得EA44 0.44 0.6、1.26 10 4P(926926)仁 40cm B铜、C60cmP2.5在作轴向压缩试验时，在试件的某处分别安装两个杆件变形仪，其放大倍数各为k A 1200， k B 1000，标距长为s 20cm ，受压后变形仪的读数增量为 n B 10mm ，试求此材料的横向变形系数（即泊松比）。
泊松比为:解：由强度条件「得解：纵向应变: n An B sk s36 20 12000.0015横向应变: 20 10000.0005A解得： P 16.7kN 杆内的最大正应力:F N ~A4 1670040^"13.3MPan A 36mm ，2.6 图示结构中AB 梁的变形和重量可忽略不计，杆 1为钢质圆杆，直径 d 1 20mm ，E 1 200GPa ，杆2为铜质圆杆，直径d ? 25mm ，E 2100GPa ，试问:⑴荷载P 加在何处，才能使加力后刚梁 AB 仍保持水平? ⑵若此时P 30kN ，则两杆内正应力各为多少?解：F N 1 Px/2。
F N 2 P(2x)/2⑴要使刚梁AB 持水平，则杆 1和杆2的伸长量相等,2(m1.5m解得:-P C Px 1.5 4P(2 2200 201000.9209mx) 1 42522mF N1/A 4Px/2 d 24 30000 0.9209F N 2/A 4P(2 x)/2d 2 2 2024 30000 1.0791 44MPa 252 33MPaIB2.7横截面为圆形的钢杆受轴向拉力100kN ，若杆的相对伸长不能超过丄，应力2000不得超过120MPa ，试求圆杆的直径。
200GPa4P 4 100000 []，120 10632.6mm故许用荷载[P] 120kN2.9 结构如图所示，水平梁CD的刚度很大，可忽略其变形，AB为一钢杆（E钢200GPa），直径d 3cm，a 1m，试问：⑴若在AB杆上装有杠杆变形仪，加力后其读数增量为14.3格（每格代表丄mm），1000 杠杆仪标距s 2cm，试问P为多少？⑵若AB杆材料的许用应力[]160MPa，试求结构的许用荷载P及此时D点的位AB杆的应变为: AB杆的变形为: D点的位移为：-8 10 4El 8 10 4m移。
解：⑴AB杆的内力为：F N 2P AB杆的应变为：14.37.15 10 41000 20则P EA /2 200302 47.15 10 50.5kN 4 2P A[ ]/23024 2160 56.55kN由刚度条件J JA得d J4 100000 200035.7mm.\ \ E \ 200 109则圆杆的直径d 36mm 2.8由两种材料组成的变截面杆如图所示。
和A BC 10cm2。
若Q 2P，钢的许用应力[ 试求其许用荷载[P]。
解：由钢的强度条件p[]得AR A,[ ], 1000 120 120kN由铜的强度条件竺[]得A AB、BC的横截面面积分别为A AB 20cm ]1 160MPa，铜的许用应力[]2 120MPa，3.1 图示圆轴的直径d 100mm,⑴试作轴的扭矩图; ⑵求轴的最大切应力; ⑶求C 截面对A截面的相对扭转角 解：⑴扭矩图如图。
⑵轴的最大切应力 TBC max W n第三章 50 cm AC 0 16 5000 103扭转,M 1 7kN 25.5MPa m , M 2 5kN m , G 82GPa ,M 2 —rfkC⑶C截面对A截面的相对扭转角 AC I ST 图色上i M J2kN m5kN mT AB I T BC I (2 5) 1000 50 32 ACGI p GI p82000 1041.86 10 3rad 3.2 已知变截面圆轴上的 M 1 18kN m M 2 12kN m o试求轴的最大切应力和最大相对扭转角。
80GPa解: BC TBC W 16 12000488.9MPa 53AB W n也嚳 362.2MPa7.53f7,5] M 1〔 50 M=* --一卜-0.75m r 0.5m i2max BCBC T BC GI p 488.9MPa 32 1200f0.244rad /m 800 54 12kN mABGI p 32 30叫 0.121rad/m7.5430kN mmax BC 8000.244rad / m 3.3图示钢圆轴（G 80GPa）所受扭矩分别为 M 1 80kN m , M 2 120kN m ，及M 340kN m 。
已知：L 1 30cm , L 2 70cm, 材料的许用切应力[]50MPa ，许用单位长度扭转角[]0.25 /m 。
求轴的直径。
Tmax max 解：按强度条件 []计算 W n M1 /M2 16T [] 16 80000 ------ 6 201mm 50 10L 1 按强度条件 Tmax max[]计算GI p80kN m432 8000018029219.8mm280 1090.25nswii40kN m故，轴的直径取d 220mm3.4 实心轴和空心轴通过牙嵌离合器连在一起，已知轴的转速n 100r/min ，传递功率故，实心轴的直径d 1 56.3mm ，空心轴的外径 D 57.6mm ，内径d 3.5今欲以一内外径比值为0.6的空心轴来代替一直径为40cm 的实心轴，在两轴的许用切应力相等和材料相同的条件下，试确定空心轴的外径，并比较两轴的重量。
解：要使两轴的工作应力相等，有 W 空 W 实，即卩f1d 空（1 0.64） d 实d 空 d 实 3441.9cm空空实1 0.64两轴的重量比2 241.9( 1 0.6)4023.6图示传动轴的转速为200r / min ，从主动轮2上传来的功率是58.8kW ，由从动轮1、 3、4和5分别输出18.4kW 、11kW 、22.05kW 和7.35kW 。
已知材料的许用切应力[]20MPa ，单位长度扭转角[]0.5 /m ，切变模量G 82GPa 。
试按强度和刚度条P 7.35kW ,[] 20MPa 。
试选择实心轴的直径di 和内外径比值为丄的空心轴的外径D 22解：求扭矩：P7.35T 95509550701.925N mn100d i316T3 16 701.92f\ 20 1056.3mm16T4)316 701.925 16\20 1061557.6mm28.8mm2 2d 空(1 0.6 )d| 0.7024解: 求扭矩：P22.05T 4 9550 -95501052.89N mn200P18.4T 1 95509550878.6N m ，T 2 n200P11T 3 9550 - 9550525.25N m ，T 5n200P58.8 K1955095502807.7N mn200 P7 3595509550 350.96N m件选择轴的直径 最大扭矩T max 1929.1N m按强度条件T竺[]计算:78.9mm」故，轴的直径取d 78.9mm3.7图示某钢板轧机传动简图，传动轴直径d 320mm ，今用试验方法测得45方向的⑵要使两段轴长度内的扭转角相等，即Th GI p1□ GI p2即51 2I p1 1 0.541.41I p2 1 0.764故，L 11.411510298.4mm ， L 2510 211.6mm2.412.413.10 直径d 20mm 的实心轴，在轴的两端承受扭转力偶 M 作用，在轴的表面某点A ，按刚度条件TmaxGl p［］计算:432TmaxE32 1929.1 180282 1090.572.4mmmax89MPa ， 问传动轴承受的转矩M 是多少?解: 由 max ，332389 16572.6kN m3.8 空心轴外径 120mm ， 内径d 60mm ，受外力偶矩如图。
M 1M 2 5kN m ，M 316kN m ， M 46kN m 。
已知材料的G80GPa ，许用切应力［ ]40MPa ,许用单位长度扭转角［ ]0.2 /m 试校核此轴。
解：最大扭矩T max 10kN m校核强度条件:{ff -- 1■ 1m ■ 7 1m 亠Tmax maxW n16 16 10000312 1531.44MPa [] 40MPa校核刚度条件:T max maxG?7 32 16 10000 1808002 124 15 0.375 /m []0.2o /m故，轴的强度满足，但刚度条件不满足。
3.9 传动轴长L 510mm ，其直径D 50mm ，当将此轴的一段钻空成内径d 1 25mm 的内腔，而余下的一段钻成d 2 38mm 的内腔。
设切应力不超过70MPa 。
试求:⑴此轴所能承受的扭转力偶M 的许可值;⑵若要求两段轴长度内的扭转角相等，则两段的长度各为多少?解：⑴此轴能承受的扭转力偶MMW m .[]D 3(1 0.764)1670 1144.9N m45maxminMM 1M 3M 22O试求此时圆轴所承受扭转力偶M 解：由广义胡克定律有1 E (—200 0.576.923MPa11 0.3d 376"单位长度扭转角［］1 /m 。
⑴试设计轴的直径；⑵按经济的观点各轮应如何安排更为合理？为什么?解：⑴设计轴的直径：最大扭矩T max 4.9kN m故，轴的直径取d 77.3mm⑵将主动轮与从动轮2对换，这样可以降低最大弯矩值，从而减少材料消耗，而降 低成本。