强度计算习题及答案
工程力学(静力学和材料力学)第2版课后习题答案 范钦珊主编 第10章 组合受力与变形杆件的强度计算
解：危险截面在 A 处，其上之内力分量为： 弯矩： M y = FP1 a ， M z = FP2 H 扭矩： M x = FP2 a 轴力： FNx = FP1 在截面上垂直与 M 方向的垂直线 ab 与圆环截 求得 M y 与 M z 的矢量和 M 过截面中心， 面边界交于 a、b 两点，这两点分别受最大拉应力和最大压应力。但由于轴向压力的作用，最 大压应力值大于最大拉应力值，故 b 点为危险点，其应力状态如图所示。 10－7 试求图 a 和 b 中所示之二杆横截面上最大正应力及其比值。 解： （a）为拉弯组合
7
y
y
A
O
0.795
B
14.526
+13.73MPa
z
(a)
O O
+14.43MPa
(b)
C
y
A
C
B B
y
A
O O
B
z
12.6mm
14.1mm
zC
−15.32MPa
16.55MPa
zC
z
(c)
(d)
习题 10－9 解图
∴
+ σ max
= 14.526 − 0.795 = 13.73 MPa
− σ max = −14.526 − 0.795 = −15.32 MPa
Ebh
由此得
2 FP 6e
e=
10－9
ε1 − ε 2 h × ε1 + ε 2 6
图中所示为承受纵向荷载的人骨受力简图。试：
1．假定骨骼为实心圆截面，确定横截面 B－B 上的应力分布； 2．假定骨骼中心部分(其直径为骨骼外直径的一半)由海绵状骨质所组成，忽略海绵状承受 应力的能力，确定横截面 B－B 上的应力分布；
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《结构力学》第01章在线测试《结构力学》第01章在线测试剩余时间：38:46答题须知：1、本卷满分20分。
2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。
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第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分）1、对结构进行强度计算的目的，是为了保证结构A、既经济又安全B、不致发生过大的变形C、美观实用D、不发生刚体运动2、结构的刚度是指A、结构保持原有平衡形式的能力B、结构抵抗失稳的能力C、结构抵抗变形的能力D、结构抵抗破坏的能力3、结构的强度是指A、结构抵抗破坏的能力B、结构抵抗变形的能力C、结构抵抗失稳的能力D、结构保持原有平衡形式的能力4、对结构进行强度计算目的是为了保证结构A、既经济又安全B、不致发生过大的变形C、美观实用D、不发生刚体运动5、可动铰支座有几个约束反力分量A、一个B、两个C、三个D、四个第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分）1、下列哪种情况不是平面结构A、所有杆件的轴线都位于同一平面内，荷载也作用在该平面内B、所有杆件的轴线都位于同一平面内，荷载与该平面垂直C、所有杆件的轴线都位于同一平面内，荷载与该平面平行D、所有杆件的轴线都不位于同一平面内E、荷载不作用在结构的平面内2、对结构进行几何组成分析，是为了A、保证结构既经济又安全B、保证结构不致发生过大的变形C、使结构美观实用D、保证结构不发生刚体运动E、保证结构中各构件不发生相对刚体运动3、铰结点的受力特点是A、可以传递轴力B、可以传递剪力C、不能传递力矩D、不能传递力E、能传递力矩4、如果在一结点处，一些杆端刚结在一起，而另一些杆端铰结一起，这样的结点称为A、刚结点B、铰结点C、组合结点D、不完全铰结点E、半铰结点5、固定端支座的特点是A、不允许杆端移动B、只有一个反力C、允许杆端转动D、不允许杆端转动E、有两个反力和一个反力偶第三题、判断题（每题1分，5道题共5分）1、结构是建筑物和构筑物中承受荷载起骨架作用的部分。
工程力学习题答案7 廖明成
第七章 杆类构件的应力分析与强度计算习 题7.1 图示阶梯形圆截面杆AC ，承受轴向载荷1200 kNF =与2100 kN F =, AB 段的直径mm 401=d 。
如欲使BC 与AB 段的正应力相同，试求BC 段的直径。
题7.1图解：如图所示：物体仅受轴力的作用，在有两个作用力的情况下经分析受力情况有：AB 段受力：1NAB F F = BC 段受力：12NBC F F F =+AB 段正应力：1221440.04NAB NAB AB AB F F F A d σππ⨯===⨯ BC 段正应力：()12222244NBC NBC BCBC F F F F A d d σππ+⨯===⨯ 而BC 与AB 段的正应力相同 即，BC AB σσ= 解出：249d mm ==7.2 图示轴向受拉等截面杆，横截面面积2500 mm A =，载荷50 kN F =。
试求图示斜截面()o30=α 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。
mm题7.2图解：拉杆横截面上的正应力605000010050010N F F Pa MPa A A σ︒-====⨯ 应用斜截面上的正应力和剪应力公式：2300cos σσα︒︒= 030sin 22στα︒︒=有图示斜截面m-m 上的正应力与切应力为：3075MPa σ︒= 3043.3MPa τ︒=当0=α时，正应力达到最大，其值为max 0100MPa σσ︒== 即：拉压杆的最大正应力发生在横截面上，其值为100MPa 。
当45=α时，切应力最大，其值为0max 502MPa στ︒==即拉压杆的最大切应力发生在与杆轴成45的斜截面上，其值为50MPa 。
7.3图示结构中AC 为钢杆，横截面面积21200 mm A =，许用应力[]1160 Mpa σ=;BC 为铜杆，横截面面积22300 mmA =，许用应力[]2100 Mpa σ=。
混凝土结构设计原理习题与答案
第三章 习题3-1 某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=14×104N ，楼层高H=5.4m ，计算长度l 0=1.25H ，混凝土强度等级为C20，HRB400级钢筋。
试求柱截面尺寸及纵筋面积。
3-2 由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250㎜×250㎜，柱高4.0m ，计算高度l 0=0.7H=2.8m ，配筋为4Φ16（As ′=804㎜2）。
C30混凝土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950KN 。
试问柱截面是否安全？ 3-3 已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500㎜，柱高5.0m ，计算高度l 0=0.7H=3.5m ，配HRB400钢筋10Φ16（As ′=2010㎜2），C30混凝土，螺旋箍筋采用R235，直径为12㎜，螺距为s=50㎜。
试确定此柱的承载力。
3-4 编写轴心受拉与轴心受压构件截面承载力计算程序。
第四章 习题4-1 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=250㎜×500㎜，混凝土强度等级C25，HRB335钢筋，弯矩设计值M=125KN ·m 。
试计算受拉钢筋截面面积，并绘配筋图。
4-2 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=200㎜×500㎜，弯矩设计值M=120 KN ·m ，混凝土强度等级C25。
试计算下列三种情况纵向受力钢筋截面面积As ：（1）当选用HPB235钢筋时；（2）改用HRB335钢筋时；（3）M=180KN ·m 时。
最后，对三种结果进行对比分析。
解:①当HRB235钢筋按一排布置: h 0=h-35=500-35=465mm.查表可知:对于混凝土强度等级C25可得f c =11.9N/mm.f y =210N/mm.ξb =0.614, α1=1.0.对于αs =20c M f bh 1α=621.01.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.2332. ξ=1-1-0.614.b <ξ=A s =c 0y f bh f 1αξ⨯=1.011.9210⨯⨯0.2695⨯200⨯465=1420.26mm 2. min A bh >ρ=0.2％⨯200⨯500=200mm 2选用6Φ18(A s =1527mm 2)钢筋.②当HRB335钢筋时,选假定受力钢筋按一排布置 h 0=h-35=500-35=465mm.查表可知:对于HRB335钢筋.f y =300N/mm 2. εb =0.550. α1=1.0.对于 αs=20c M f bh 1α=621.01.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.2332.ξ=1-b <ξ=0.550.A s =c 0y f bh f 1αε⨯=0.2695 1.011.9300⨯⨯200⨯465⨯=994.18mm 2min A bh >ρ=0.2％⨯200⨯500=200mm 2选用5Φ16(A s =1005mm 2)钢筋.③当M=180kN 时,选假定受力钢筋按一排布置.查表得f c =11.9N/mm2,f y =210N/mm2, εb =0.614, α1=1.0.对于αs=20c Mf bh 1α=621801.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.3498.ξ=12s 1--α=1-120.3498-⨯=0.452b <ξ=0.614.A s =c 0y f bh f 1αε⨯=0.45211.9210⨯200⨯465⨯=2382mm 2. min A bh >ρ=0.2％⨯200⨯500=200mm 2选用8Φ20钢筋(A s=2513mm 2).由上述①③②可知:⑴由其它条件不变,仅改变受拉钢筋等级,则受拉钢筋强度高时,钢筋面积小,否则,钢筋面积大;⑵其它条件不变,荷载太小,钢筋面积大,否则,钢筋面积小. 4-3 某大楼中间走廊单跨简支板（图4-50），计算跨度l=2.18没，承受均布荷载设计值g+q=6KN ·㎡（包括自重），混凝土强度等级C20，HRB235钢筋。
混凝土习题计算题
混凝土工计算题1、某混凝土经试拌调整后，得配合比为1：2.20：4.40，W/C=0.6，已知ρc=3.10g/，ρ′s=2.60g/,ρ′g=2.65g/1m3混凝土各材料用量。
解：通过绝对体积法计算出m c【绝对体积法：该法认为混凝土材料的1m3体积等于水泥、砂、石和水四种材料的绝对体积和含空气体积之和C/ρc+S/ρs +G/ρg+W/ρw+0.01α=1】由W/C=0.6C：S：G=1：2.20：4.40得出m w=0.6m c、m s=2.2 m c、m g=4.4 m c再由C/ρc+S/ρs +G/ρg+W/ρw+0.01α=1；α=0.01；得出m c=292㎏-295*0.01=295-2.95=292.05kg m w=175㎏m s=642㎏m g=1285㎏即1m3混凝土各材料用量为m c292.05kg m w=175㎏m s=642㎏m g=1285㎏答：1m3混凝土各材料用量是2、混凝土计算配合比为1：2.13：4.31，W/C=0.58，在试拌调整时，增加10％的水泥浆用量。
求(1)该混凝土的基准配合比；(2)若已知以基准配合比配制的混凝土水泥用量为320kg，求1方没混凝土中其它材料用量已知：混凝土计算配合比C o：S o:G o=1：2.13:4.31 W/C=0.58解：由W/C=0.58 增加10%的水泥用量得出混凝土的基准配合比C j:S j:G j=1×(1+10%):2.13:4.31=1:1.94:3.92由C j=320㎏得出S j=1.94×320㎏=621㎏G j=1254㎏即混凝土的基准配合比为1:1.94:3.921m3混凝土中其它材料用量为水泥320㎏、砂 621㎏、石1254㎏水…3、已知混凝土的实验室配合比为1：2.40：4.10，W/C=0.6，1混凝土的用水量 W=180。
施工现场砂子含水率3％，石子含水率1％。
钢结构的连接习题及答案
钢结构的连接习题及答案例 3.1 试验算图3-21所示钢板的对接焊缝的强度。
钢板宽度为200mm ，板厚为14mm ，轴心拉力设计值为N=490kN ，钢材为Q235 ，手工焊，焊条为E43型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。
（a ） （b ）图3-21 例题3-1 （a ）正缝；（b ）斜缝解：焊缝计算长度 mm l w172142200=⨯-=焊缝正应力为223/185/5.2031417210490mm N f mm N w t =>=⨯⨯=σ不满足要求，改为斜对接焊缝。
取焊缝斜度为1.5：1，相应的倾角056=θ,焊缝长度mm l w 2.21314256sin 200'=⨯-=此时焊缝正应力为2203'/185/1.136142.21356sin 10490sin mm N f mm N tl N w f w =<=⨯⨯⨯==θσ剪应力为2203'/125/80.91142.21356cos 10490cos mm N f mm N tl N w v w =<=⨯⨯⨯==θτ 斜焊缝满足要求。
48.1560=tg ，这也说明当5.1≤θtg 时，焊缝强度能够保证，可不必计算。
例 3.2 计算图3-22所示T 形截面牛腿与柱翼缘连接的对接焊缝。
牛腿翼缘板宽130mm ，厚12mm ，腹板高200mm ，厚10mm 。
牛腿承受竖向荷载设计值V=100kN ，力作用点到焊缝截面距离e=200mm 。
钢材为Q345，焊条E50型，焊缝质量标准为三级，施焊时不加引弧板。
解：将力V 移到焊缝形心，可知焊缝受剪力V=100kN ，弯矩 m kN Ve M ⋅=⨯==202.0100翼缘焊缝计算长度为mm 106122130=⨯-腹板焊缝计算长度为mm 19010200=-（a ） （b ）图3-22 例题3-2（a ）T 形牛腿对接焊缝连接；（b ）焊缝有效截面焊缝的有效截面如图3-22b 所示，焊缝有效截面形心轴x x -的位置cm y 65.60.1192.16.107.100.1196.02.16.101=⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=cm y 55.1365.62.1192=-+=焊缝有效截面惯性矩4223134905.62.16.1005.411919121cm I x =⨯⨯+⨯⨯+⨯=翼缘上边缘产生最大拉应力，其值为22461/265/59.981013491065.61020mm N f mm N I My w t x t =<=⨯⨯⨯⨯==σ 腹板下边缘压应力最大，其值为22462/310/89.2001013491055.131020mm N f mm N I My w c x a =<=⨯⨯⨯⨯==σ 为简化计算，认为剪力由腹板焊缝承受，并沿焊缝均匀分布223/180/63.521019010100mm N f mm N A V w v w =<=⨯⨯==τ腹板下边缘正应力和剪应力都存在，验算该点折算应力222222/5.2912651.11.1/6.22063.5239.2003mmN f mm N w t a =⨯=<=⨯+=+=τσσ焊缝强度满足要求。
工程力学习题 及最终答案
第一章第二章第三章绪论思考题1) 现代力学有哪些重要的特征？2) 力是物体间的相互作用。
按其是否直接接触如何分类？试举例说明。
3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么？4) 试述工程力学研究问题的一般方法。
第二章刚体静力学基本概念与理论习题2-1 求图中作用在托架上的合力F R。
12030200N习题2-1图页脚内容页脚内容2-2 已知F 1=7kN ，F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。
2-3 求图中汇交力系的合力F R 。
2-4 求图中力F 2的大小和其方向角。
使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。
b)合力为零。
2-5 二力作用如图，F 1=500N 。
为提起木桩，欲使垂直向上的合力为F R =750N ，且F 2力尽量小，试求力F 2的大小和角。
245601习题2-2图(b)xy4530F 1=30NF 2=20NF3=40N A xy4560F 1=600NF 2=700NF 3=500NA 习题2-3图(a )x70F 2F 1=1.25kN A习题2-4图30F 1=500NAF 2页脚内容2-6 画出图中各物体的受力图。
(b)B (a )A (c)(d)DACDB页脚内容2-7 画出图中各物体的受力图。
2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。
习题2-6图(d)习题2-7图(a )C DB DABCBABC页脚内容2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。
习题2-8图P (d)PF( a )F 3M =6kN m F 3F 2页脚内容2-10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。
( a )q 1=600N/mq=4kN/m( b )q A =3kN/m习题2-9图( c ) F 4F 3页脚内容2-11 图示悬臂梁AB 上作用着分布载荷，q 1=400N/m ，q 2=900N/m, 若欲使作用在梁上的合力为零，求尺寸a 、b 的大小。
钢结构计算题答案
第四章 轴心受力构件4.1 验算由2∟635⨯组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。
轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。
杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图4.37），钢材为Q235钢。
如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解：（1）强度 查表得 ∟635⨯的面积A=6.14cm 2 ，min 1.94x i i cm ==，22()2(614205)1028n A A d t mm =⨯-⋅=⨯-⨯=， N=270KN327010262.62151028n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，强度不满足，所需净截面面积为32270101256215n N A mm f ⨯≥==， 所需截面积为212562057282n A A d t mm =+⋅=+⨯=， 选636⨯，面积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ （2）长细比[]min3000154.635019.4o l i λλ===≤= 4.2 一块-40020⨯的钢板用两块拼接板-40012⨯进行拼接。
螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38所示。
钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。
钢材为Q235钢，解答下列问题; （1）钢板1-1截面的强度够否？（2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？（3）拼接板的强度够否？解：（1）钢板1-1截面强度验算：210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑， N=1350KN31135010202.12056680n N Mpa f Mpa A σ⨯===≤=，强度满足。
（2）钢板2-2截面强度验算：（a ），种情况，（a ）是最危险的。
2222()0(5)(400808080522)206463n a A l d t mm =-⋅⋅=-++-⨯⨯=， N=1350KN32135010208.92056463n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，但不超过5%，强度满足。
材料力学（单辉祖版）完整课后习题答案-9
第九章复杂应力状态强度问题题号页码9-4 (1)9-5 (3)9-8 (4)9-9 (5)9-10 (7)9-14 (8)9-16 (10)9-17 (11)9-18 (13)9-19 (14)9-22 (16)9-23 (16)9-24 (17)9-25 (18)9-26 (18)9-27 (20)9-28 (21)(也可通过左侧题号书签直接查找题目与解)9-4试比较图示正方形棱柱体在下列两种情况下的相当应力r3σ，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。
题9-4图(a)解：对于棱柱体轴向受压的情况（见题图a），三个主应力依次为0，===σσσ−σ132由此可得第三强度理论的相当应力为σσσσ=−=31r3 (a)(b)解：对于棱柱体在刚性方模中轴向受压的情况（见题图b ），可先取受力微体及坐标如图9-4所示，然后计算其应力。
图9-4由图9-4可得σσy −=根据刚性方模的约束条件，有 0)]([1=+−=z y x x σσµσE ε即)(z y x σσµσ+=注意到x z σσ=故有 σµµσσz x −−==1三个主应力依次为 σσσµµσσ−=−−==3211，由此可得其相当应力为 σµµσσσ−−=−=12131r3 (b)比较：按照第三强度理论，(a)与(b)两种情况相当应力的比值为µµσσr b a 211)r3()r3(−−==1>r ，这表明加刚性方模后对棱柱体的强度有利。
9-5 图示外伸梁，承受载荷F = 130 kN 作用，许用应力[σ]=170 MPa 。
试校核梁的强度。
如危险点处于复杂应力状态，采用第三强度理论校核强度。
题9-5图解：1.内力分析由题图可知，+B 截面为危险截面，剪力与弯矩均为最大，其值分别为 m N 1080.7m 600.0N 10130 kN 130432S ⋅×=××====Fl M F F ，2．几何量计算34324max ,)(343)(343545433m 1090.2]m )0137.0140.0(0085.0211023.2[2m 1023.2)m 20137.0140.0(0137.0122.0m 1005.5m 140.01007.7m 1007.712)0137.02280.0()0085.0122.0(12280.0122.0[−−−−−−×=−××+×==×=−××=×=×=×=×−×−−×=z a z b z z z S S S W I 式中的足标b ，系指翼缘与腹板的交界点，足标a 系指上翼缘顶边中点。
(完整版)建筑力学_习题库+答案
一、填空题1、在任何外力作用下,大小和形状保持不变的物体称_________答案：刚体2、力是物体之间相互的___。
这种作用会使物体产生两种力学效果分别是__和_机械作用、外效果、内效果3、力的三要素是__力的大小、力的方向、力的作用点4、加减平衡力系公理对物体而言、该物体的__外_____效果成立。
5、一刚体受不平行的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必汇交于一点6、使物体产生运动或产生运动趋势的力称__________荷载（主动力）___。
7、约束反力的方向总是和该约束所能阻碍物体的运动方向___相反___________。
8、柔体的约束反力是通过__接触、点，其方向沿着柔体__中心__线的拉力。
9、平面汇交力系平衡的必要和充分的几何条件是力多边形____自行封闭___。
10、平面汇交力系合成的结果是一个______________。
合力的大小和方向等于原力系中各力的___________合力、矢量和答案： 11力垂直于某轴、力在该轴上投影为____零12、ΣX＝０表示力系中所有的力在_______轴上的投影的___ X、代数和答案： 13、力偶对作用平面内任意点之矩都等于____力偶矩__________。
14、力偶在坐标轴上的投影的代数和_______为零15、力偶对物体的转动效果的大小用______力偶矩____表示。
16、力可以在同一刚体内平移，但需附加一个_____________。
力偶矩等于___________对新作用点之矩。
力偶、原力17、平面一般力系向平面内任意点简化结果有四种情况，分别是__主矢和主矩都不为零、主矢为零主矩不为零、主矢不为零主矩为零、主矢和主矩都为零18、力偶的三要素是_力偶矩的大小、力偶的转向、力偶的作用面19、平面一般力系的三力矩式平衡方程的附加条件是A、B、C三点不共线20、摩擦角的正切值等于__静摩擦系数__21、摩擦角是当静摩擦力下达到____时，全反力与支承面的___线的夹角。
【材料力学性能】课后复习题(计算题)答案
46.23MPa m1/ 2
8、铝合金三点弯曲试样，尺寸
KQ
FQ S BW 3/ 2
Y1
a W
(1)
B:W:S=18:36:144，用千分尺测得的实际尺寸
B=18.01mm，W=36.06mm，试样的屈服强度
550MPa，测试中所获得的F-V曲线形状如图 8700N
1、确定裂纹所承受的拉应力; 2、确定应力场强度因子; 3、进行比较KI与KIC，得出结论
对于材料A
1400 0.820.7 0.2 1700
所以需要考虑塑性区的修正问题。由a/c=0.6查得
2 1.62
K1
1.1 a
2
0.212
2 0.2
1.11400 3.14 0.001
1.62 0.2121400 17002
K1
1 0.502 s 2
184 .18MPa.m 1/2
1 0.502 0.956 2
11.物体内部有一圆盘状尖锐深埋裂纹，直径为2.50cm，当作 用的应力为700 MPa时，物体发生断裂事故，求:
(a)材料的断裂韧性是多少?(假定满足平面应变条件。)88.433 MPa.m1/2(注意a/c≈0，Φ2=2.46)
2
1
2
KIc
s
2
1.01mm
7、有一轴件平均轴向工作应力150MPa，使用中发 生横向疲劳脆性正断，断口分析表明有a=25mm深的 表面半椭圆疲劳区，根据裂纹a/c可以确定Φ=1，测 试材料的 0.2=720MPa，试估算材料的断裂韧度 KIC是多少？ 解：由于 / 0.2=150/720=0.21<0.7，故不需要对KI 进行修正，可直接利用KIC Y a 进行计算。对于 大件表面半椭圆裂纹Y， 1.1 / ，可得：
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。
土力学课后习题答案
第一章1-2 根据图1 －5 上四根粒径分布曲线，列表写出各土的各级粒组含量，估算②、③、④、土的Cu 及Cc 并评价其级配情况。
1-8 有一块体积为60 cm 3 的原状土样，重1.05 N, 烘干后0.85 N 。
已只土粒比重（相对密度）=2.67 。
求土的天然重度g 、天然含水量、干重度g d 、饱和重度g sat 、浮重度g ' 、孔隙比 e 及饱和度S r1-8 解：分析：由W 和V 可算得g ，由W s 和V 可算得g d ，加上G s ，共已知3 个指标，故题目可解。
(1-12)(1-14)注意：1 ．使用国际单位制；2 ．g w 为已知条件，g w =10kN/m3 ；3 ．注意求解顺序，条件具备这先做；4 ．注意各g 的取值范围。
1-9 根据式（1 — 12 ）的推导方法用土的单元三相简图证明式（1 －14 ）、（1 －15 ）、（1 －17 ）。
1-10 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5% ，为便于夯实需在土料中加水，使其含水量增至15% ，试问每1000 kg 质量的土料应加多少水1-10 解：分析：加水前后M s 不变。
于是：加水前：（ 1 ）加水后：（ 2 ）由（1 ）得：，代入（2 ）得：注意：土料中包含了水和土颗粒，共为1000kg ，另外，。
1 －11 用某种土筑堤，土的含水量＝15 ％，土粒比重G s ＝2.67 。
分层夯实，每层先填0.5m ，其重度等g ＝16kN/ m 3 ，夯实达到饱和度＝85% 后再填下一层，如夯实时水没有流失，求每层夯实后的厚度。
1-11 解：分析：压实前后W s 、V s 、w 不变，如设每层填土的土颗粒所占的高度为h s ，则压实前后h s 不变，于是有：（ 1 ）由题给关系，求出：代入（1 ）式，得：1-12 某饱和土样重0.40N ，体积为21.5 cm 3 ，将其烘过一段时间后重为0.33 N ，体积缩至15.7 cm 3 ，饱和度＝75% ，试求土样在烘烤前和烘烤的含水量及孔隙比和干重度。
材料力学习题册答案-第7章 应力状态
第 七 章 应力状态 强度理论一、 判断题1、平面应力状态即二向应力状态，空间应力状态即三向应力状态。
(√)2、单元体中正应力为最大值的截面上，剪应力必定为零。
(√)3、单元体中剪应力为最大值的截面上，正应力必定为零。
(×) 原因：正应力一般不为零。
4、单向应力状态的应力圆和三向均匀拉伸或压缩应力状态的应力圆相同，且均为应力轴 上的一个点。
(×) 原因：单向应力状态的应力圆不为一个点，而是一个圆。
三向等拉或等压倒是为一个点。
5、纯剪应力状态的单元体，最大正应力和最大剪应力值相等，且作用在同一平面上。
(×) 原因：最大正应力和最大剪应力值相等，但不在同一平面上6、材料在静载作用下的失效形式主要有断裂和屈服两种。
(√)7、砖,石等脆性材料式样压缩时沿横截面断裂。
(×)8、塑性材料制成的杆件，其危险点必须用第三或第四强度理论所建立的强度条件来校核强度。
(×) 原因：塑性材料也会表现出脆性，比如三向受拉时，此时，就应用第一强度理论9、纯剪应力状态的单元体既在体积改变，又有形状改变。
(×) 原因：只形状改变，体积不变10、铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀被胀裂，而管内的冰不会被破坏，只是因为冰的强度比铸铁的强度高。
(×) 原因：铸铁的强度显然高于冰，其破坏原因是受到复杂应力状态 11．圆杆受扭时，杆内阁点处于纯剪切状态。
（√）12．受扭圆轴内最大拉应力的值和最大切应力的值相等。
(√)二、 选择题1、危险截面是（ C ）所在的截面。
A 最大面积B 最小面积C 最大应力D 最大内力2、关于用单元体表示一点处的应力状态，如下论述中正确的一种是( D )。
A 单元体的形状可以是任意的B 单元体的形状不是任意的，只能是六面体微元C 不一定是六面体，五面体也可以，其他形状则不行D 单元体的形状可以是任意的，但其上已知的应力分量足以确定任意方向面上的硬力 3、受力构件内任意一点，随着所截取截面方位不同，一般来说（ D ） A 正应力相同，剪应力不同 B 正应力不同，剪应力相同 C 正应力和剪应力均相同 D 正应力和剪应力均不同 4、圆轴受扭时，轴表面各点处于（ B ）A 单向应力状态B 二向应力状态C 三向应力状态D 各向等应力状态 5、分析处于平面应力状态的一点，说法正确的是（ B ）。
第三章疲劳强度计算练习题
第三章机械零件的疲劳强度设计一、选择题3－1 45钢的持久疲劳极限σ-1＝270MPa,，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5×106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为____________MPa。
（1）539 （2）135 （3）175 （4）4173－2 有一根阶梯轴，用45钢制造，截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数Kσ=1.58，表面状态系数β＝0.28，尺寸系数εσ＝0.68，则其疲劳强度综合影响系数KσD=____________。
（1）0.35 （2）0.88 （3）1.14 （4）2.833－3 形状、尺寸、结构和工作条件相同的零件，采用下列不同材料制造：a）HT200；b）35钢；c）40CrNi钢。
其中设计零件的疲劳缺口系数最大和最小的分别是____________。
（1）a）和b）（2）c）和a）（3）b）和c）（4）b）和a）（5）a）和c）（6）c）和b）3－4 零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之____________。
（1）增高（2）不变（3）降低3－5 零件的形状、尺寸、结果相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度____________。
（1）较高（2）较低（3）相同3－6 零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度____________。
（1）增高（2）降低（3）不变（4）增高或降低视处理方法而定3－7 影响零件疲劳强度的综合影响系数KσD或KτD与____________等因素有关。
（1）零件的应力集中、加工方法、过载（2）零件的应力循环特性、应力集中、加载状态（3）零件的表面状态、绝对尺寸、应力集中（4）零件的材料、热处理方法、绝对尺寸。
3－8 已知设计零件的疲劳缺口系数Kσ=1.3、尺寸系数εσ＝0.9、表面状态系数βσ＝0.8。
则疲劳强度综合影响系数KσD为____________。
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1.10
1.16
0.04
2.09
2.00
2.054
0.10
1.62
1.59
1.618
经过三次插值计算可得当 时
3）将上述各参数代入公式计算后得
3.（20分）圆轴轴肩处的尺寸为：D=54mm，d=45mm，r=3mm。材料的力学性能为： ， 试绘制零件的简化等寿命疲劳曲线。
解：弯曲综合影响系数为 ，分别确定公式中的各项系数：
10.某截面形状一定的零件，当其尺寸增大时，其疲劳极限值将随之B。
A．增高B．降低C．不变D.规律不定
三、分析计算题（67分）：
1.（15分）已知某一合金钢的 ， ， 。（1）试绘制（按比例）此材料试件的 简化极限应力图；（2）设此试件受 的变应力作用，试用所绘制的极限应力图求出该试件
在 这种情况下的极限应力 。
1） ——有效应力集中系数
——材料的敏性系数，查附图3-1，当r=3mm时， ；
——理论应力集中系数，查附表3-2，
1.2
0.04
2.09
0.10
1.62
从上表中需要插值出 时
则
2） ——尺寸系数，设试件直径为 ，圆柱形，查表得
3） ——表面质量系数，若轴为精车，由 ，查表得
4） ——强化系数，设试件直径 ，有应力集中，采用渗碳工艺，取 ；
将上述各参数代入公式可得
故在简化的等寿命疲劳曲线图中，坐标值分别为：
绘图如右所示。
4.（20分）如上题中危险截面上的平均应力为 应力幅 ，试分别按1）r=C、2） 求出该截面的计算安全系数 。
解：根据上题图标出工作点M如图；
（1） 时，从原点过工作点M做射线交AG于 ，则计算安全系数为
（2） 时，过工作点M做平行于纵轴的射线交AG于 ，则计算安全系数为
＝ 。
7.铁路车辆的车轮轴只受对称循环弯曲应力。
二、选择题：（20分）
1.某齿轮传动装置如图1所示，轮1为主动轮，则轮2的齿面接触应力应按B变化。
A．对称循环
B．脉动循环
C．循环特性r=-0.5的循环
D．循环特性r=+1的循环
2.图1所示的齿轮传动装置，轮1为主动轮，当轮1做双向回转时，则轮1齿面接触应力按B变化。
A．甲B乙C．丙D．丁
6.下图所示为四种圆柱体接触情况，各零件的材料相同，接触宽度及受载均相同，图中 ，则情况A的接触应力最大；C的接触应力最小。
7.某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限 ，若疲劳曲线指数m=9，应力循环基数 ，当该零件工作的实际应力循环次数 时，则按有限寿命计算，对应于N的疲劳极限 为CMPa。
4.零件按无限寿命设计时，疲劳极限取疲劳曲线上的水平线对应的应力水平；按有限寿命设计时，预期达到N次循环时的疲劳极限表达式为 。
5.在校核轴危险截面处的安全系数时，在该截面处同时有圆角、键槽及配合边缘等应力集中源，此时应采用其中最大的有效应力集中系数进行计算。
6.有一传动轴的应力谱如图所示，则 ＝ ，
2.（12分）一圆轴的轴肩尺寸为D=72mm，d=62mm,r=3mm.材料为40CrNi，其强度极限 屈服极限 试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数 。
解： 确定公式中的未知量：
1)确定 ：
查附图3-1，r=3mm, 有
0.91
700
0.84
由插值公式 代入 ， ； ， ,及 可计算出
2）确定
查附表3-2，在
宁夏大学机械工程学院《机械设计》课程习题——第三章
一、填空题：（13分）
1.影响机械零件疲劳强度的主要因素有应力集中、尺寸及截面形状、表面质量（强化）。（列出3项）
2.在静应力工况下，不仅可以产生静应力，也可能产生变应力。
3.钢制零件的疲劳曲线( 曲线)中，当 时为有限疲劳寿命区；而当 时为无限疲劳寿命区。
A.对称循环B.脉动循环C．循环特性r=-0.5的循环D．循环特性r=+1的循环
3.某单向回转工作的转轴，考虑起动、停车及载荷不平稳的影响，其危险截面处的切应力 的应力性质通常按下图中的B计算。
4.两等宽的圆柱体接触，其直径 ，弹性模量 ，则其接触应力值为A。
A． B. C. D.
5.某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力 的值相等，而应力循环特性r分别为十1、0、-0.5、-1，则其中最易发生失效的零件是D。
A．300 B.428 C. 500.4 D.430.5
8.在下图所示的极限应力图中，工作应力N点位置如图，加载情况属于 情况，试用作图法判定其材料的极限应力取为D。
A． B. . C. D.
9.某结构尺寸相同的零件，当采用C材料制造时，其有效应力集中系数最大。
A．HT200 B．35号钢C．40CrNi D．45号钢