材料力学部分答案

三、选择题
4.1梁受力如图，在B截面处D。
力空心轴大于实心轴；抗拉（压）能力相同。
3.7当轴传递的功率一定时，轴的转速愈小，则轴受到的外力偶距愈__大__，当外力偶距一定时，传递的功率愈大，则轴的转速愈大。
3.8两根圆轴，一根为实心轴，直径为D1，另一根为空心轴，内径为d2，外径为D2， ，若两轴承受的扭矩和最大切应力均相同，则 ＝。
3.9等截面圆轴上装有四个皮带轮，合理安排应为D、C轮位置对调。
图（d）：木材。若将一支粉笔扭断，其断口形式应同图（b）.
三、选择题
3.1图示圆轴，已知GIp，当m为何值时，自由端的扭转角为零。（B）
A. 30 N·m；
B. 20 N·m；
C. 15 N·m；
D. 10 N·m。
3.2三根圆轴受扭，已知材料、直径、扭矩均相同，而长度分别为L；2L；4L，则单位扭转角θ必为D。
2.1轴力的正负规定为。
2.2受轴向拉伸或压缩的直杆，其最大正应力位于横截面，计算公式为，最大切应力位于450截面，计算公式为。
2.3拉压杆强度条件中的不等号的物理意义是最大工作应力σmax不超过许用应力[σ]，强度条件主要解决三个方面的问题是（1）强度校核；
（2）截面设计；（3）确定许可载荷。
2.4轴向拉压胡克定理的表示形式有2种，其应用条件是σmax≤σp。
3.4连接件承受剪切时产生的切应力与杆承受轴向拉伸时在斜截面上产生的切应力是相同的。（×）
二、填空题
3.1图示微元体，已知右侧截面上存在与z方向成θ角的切应力τ，试根据切应力互等定理画出另外五个面上的切应力。
3.2试绘出圆轴横截面和纵截面上的扭转切应力分布图。
填题3.2填题3.1
3.3保持扭矩不变，长度不变，圆轴的直径增大一倍，则最大切应力τmax是原来的1/ 8倍，
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。(∨)
2.9图示三种情况下的轴力图是不相同的。(×)
2.10图示杆件受轴向力FN的作用，C、D、E为杆件AB的三个等分点。在杆件变形过程中，此三点的位移相等。(×)
2.11对于塑性材料和脆性材料，在确定许用应力时，有相同的考虑。（×）
2.12连接件产生的挤压应力与轴向压杆产生的压应力是不相同的。（∨）
二、填空题
2.8衡量材料的塑性性质的主要指标是延伸率δ、断面收缩率ψ。
2.9延伸率δ＝（L1－L）/L×100％中L1指的是拉断后试件的标距长度。
2.10塑性材料与脆性材料的判别标准是塑性材料：δ≥5%，脆性材料：δ<5%。
2.11图示销钉连接中，2t2>t1，销钉的切应力τ＝2F/πd2，销钉的最大挤压应力σbs=F/dt1。
A.τ；B.ατ；C.（1－α3）τ；D.（1－α4）τ；
3.5满足平衡条件，但切应力超过比例极限时，下列说法正确的是D。
A B C D
切应力互等定理：成立不成立不成立成立
剪切虎克定律：成立不成立成立不成立
3.6在圆轴扭转横截面的应力分析中，材料力学研究横截面变形几何关系时作出的假设
是C。
A．材料均匀性假设； B．应力与应变成线性关系假设； C．平面假设。
3.10图中T为横截面上的扭矩，试画出图示各截面上的切应力分布图。
3.11由低碳钢、木材和灰铸铁三种材料制成的扭转圆轴试件，受扭后破坏现象呈现为：图（b），扭角不大即沿45º螺旋面断裂；图（c），发生非常大的扭角后沿横截面断开；图（d），表面出现纵向裂纹。据此判断试件的材料为，图（b）：灰铸铁；图（c）：低碳钢，
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。(∨)
2.5由于安全系数是一个__大于1_____数，因此许用应力总是比极限应力要___小___。
2.6两拉杆中，A1=A2=A；E1＝2E2；υ1＝2υ2；若ε1′＝ε2′（横向应变），则二杆轴力FN1_=__FN2。
2.7低碳钢在拉伸过程中依次表现为弹性、屈服、强化、局部变形四个阶段，其特征点分别是σp，σe，σs，σb。
三、选择题
1.1 选题1.1图所示直杆初始位置为ABC，作用力P后移至AB’C’，但右半段BCDE的形状不发生变化。试分析哪一种答案正确。
1、AB、BC两段都产生位移。
2、AB、BC两段都产生变形。
正确答案是1。
1.2 选题1.2图所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’表示；对于右端，由 A”—A”表示），有四种答案，试判断哪一种答案是正确的。
2.12螺栓受拉力F作用，尺寸如图。若螺栓材料的拉伸许用应力为[σ]，许用切应力为[τ]，按拉伸与剪切等强度设计，螺栓杆直径d与螺栓头高度h的比值应取d/h=4[τ]/[σ]。
2.13木榫接头尺寸如图示，受轴向拉力F作用。接头的剪切面积A=hb，切应力τ＝F/hb；挤压面积Abs=cb，挤压应力σbs=F/cb。
2.3强度条件是针对杆的危险截面而建立的。(×)
2.4.位移是变形的量度。(×)
2.5甲、乙两杆几何尺寸相同，轴向拉力相同，材料不同，则它们的应力和变形均相同。(×)
2.6空心圆杆受轴向拉伸时，在弹性范围内，其外径与壁厚的变形关系是外径增大且壁厚也同时增大。(×)
2.7已知低碳钢的σp＝200MPa，E=200GPa，现测得试件上的应变ε＝0.002，则其应力能用胡克定律计算为：σ＝Eε=200×103×0.002=400MPa。(×)
3.7图示受扭圆轴，若直径d不变；长度l不变，所受外力偶矩M不变，仅将材料由钢变为铝，则轴的最大切应力（E），轴的强度（B），轴的扭转角（C），轴的刚度（B）。
A．提高 B．降低 C．增大 D．减小 E．不变
第四章弯曲内力
一、是非判断题
4.1杆件整体平衡时局部不一定平衡。（×）
4.2不论梁上作用的载荷如何，其上的内力都按同一规律变化。（×）
单位长度扭转角是原来的1/ 16倍。
3.4两根不同材料制成的圆轴直径和长度均相同，所受扭矩也相同，两者的最大切应力_________相等__，单位长度扭转_不同___ _______。
3.5公式 的适用范围是等直圆轴；τmax≤τp。
3.6对于实心轴和空心轴，如果二者的材料、长度及横截面的面积相同，则它们的抗扭能
2.16图示两钢板钢号相同，通过铆钉连接，钉与板的钢号不同。对铆接头的强度计算应
包括：铆钉的剪切、挤压计算；钢板的挤压和拉伸强度计算。
若将钉的排列由（a）改为（b），上述计算中发生改变的是。对于（a）、（b）两种排列，铆接头能承受较大拉力的是（a）。（建议画板的轴力图分析）
三、选择题
2.1为提高某种钢制拉（压）杆件的刚度，有以下四种措施：
4.3任意横截面上的剪力在数值上等于其右侧梁段上所有荷载的代数和，向上的荷载在该截面产生正剪力，向下的荷载在该截面产生负剪力。（×）
4.4若梁在某一段内无载荷作用，则该段内的弯矩图必定是一直线段。（∨）
4.5简支梁及其载荷如图所示，假想沿截面m－m将梁截分为二，若取梁的左段为研究对象，则该截面上的剪力和弯矩与q、M无关；若取梁的右段为研究对象，则该截面上的剪力和弯矩与F无关。 （×）
二、填空题
4.1外伸梁ABC承受一可移动的载荷如图所示。设F、l均为已知，为减小梁的最大弯矩值则外伸段的合理长度
a=l/5。
4.2图示三个简支梁承受的总载荷相同，但载荷的分布情况不同。在这些梁中，最大剪力FQmax=F/2；发生在三个梁的支座截面处；最大弯矩Mmax=Fl/4；发生在(a)梁的C截面处。
正确答案是A
2.4在弹性范围内尺寸相同的低碳钢和铸铁拉伸试件，在同样载荷作用下，低碳钢试件的弹性变形为 ，铸铁的弹性变形为 ，则 与 的关系是；
（A） > ；（B） < ；（C） = ；（D）不能确定。
正确答案是B
2.5等直杆在轴向拉伸或压缩时，横截面上正应力均匀分布是根据何种条件得出的。
（A）静力平衡条件；（B）连续条件；
正确答案是C。
1.3 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。
第二章拉伸、压缩与剪切
一、是非判断题
2.1因为轴力要按平衡条件求出，所以轴力的正负与坐标轴的指向一致。(×)
2.2轴向拉压杆的任意截面上都只有均匀分布的正应力。(×)
(A)将杆件材料改为高强度合金钢；(B)将杆件的表面进行强化处理（如淬火等）；
(C)增大杆件的横截面面积；(D)将杆件横截面改为合理的形状。
正确答案是C
2.2甲、乙两杆，几何尺寸相同，轴向拉力F相同，材料不同，它们的应力和变形有四种可能：
（A）应力 和变形△l都相同；(B) 应力 不同，变形△l相同；
（C）应力 相同，变形△l不同； (D) 应力 不同，变形△l不同。
正确答案是C
2.3长度和横截面面积均相同的两杆，一为钢杆，另一为铝杆
（A）铝杆的应力和钢杆相同，变形大于钢杆；(B)铝杆的应力和钢杆相同，变形小于钢杆；
（C）铝杆的应力和变形均大于钢杆；(D)铝杆的应力和变形均小于钢杆。