北京理工大学 材料力学课本答案 第一次课1学时(实际)
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材料力学课后答案第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能一、解释下列名词滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现彖。
静力韧度：材料在静拉仲时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。
弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。
比例极限：应力一应变曲线上符合线性关系的最高应力。
包中格效应:指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限（。
P）或屈服强度（。
S）增加；反向加载时弹性极限（。
P）或屈服强度3 s）降低的现象。
解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。
晶体学平面一一解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。
解理而:在解理断裂屮具冇低指数，表而能低的品体淫平而。
韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征出纤维状转变为结晶状）。
静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。
是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。
二、金属的弹性模量主要取决于什么？为什么说它是一个对结构不敏感的力学姓能？答案：金屈的弹性模量主要取决于金屈键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不皱感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。
改变材料的成分和组织会对材料的强度（如屈服强度、抗拉强度）有显著影响，但对材料的刚度影响不大。
三、什么是包辛格效应，如何解释，它冇什么实际意义？答案：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。
特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载吋犁性变形立即开始了。
包辛格效应可以用位错理论解释。
第一，在原先加载变形时，位错源在滑移而上产生的位错遇到障碍，塞积后便产生了背应力，这背应力反作用于位错源，当背应力（取决于塞积时产生的应力集中）足够大时，可使位错源停止开动。
《材料力学》课后习题答案详细
《材料力学》课后习题答案详细在学习《材料力学》这门课程时，课后习题是巩固知识、检验理解程度的重要环节。
一份详细准确的课后习题答案不仅能够帮助我们确认自己的解题思路是否正确，还能进一步加深对知识点的理解和掌握。
材料力学是一门研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性的学科。
它对于工程领域的学生来说至关重要，无论是机械工程、土木工程还是航空航天工程等，都离不开材料力学的知识支撑。
对于课后习题的解答，我们首先要明确每个问题所涉及的核心概念和原理。
比如，在研究杆件的拉伸和压缩问题时，需要清楚胡克定律的应用条件和计算公式。
胡克定律指出，在弹性限度内，杆件的伸长或缩短量与所受的拉力或压力成正比。
以一道常见的拉伸习题为例：一根直径为 20mm 的圆杆，受到100kN 的拉力，材料的弹性模量为 200GPa，求杆的伸长量。
解题思路如下：首先，根据圆杆的直径计算出横截面积 A ＝π×（d/2)＾2 ，其中 d 为直径。
然后，根据胡克定律ΔL ＝ FL/EA ，其中F 为拉力，L 为杆长，E 为弹性模量，A 为横截面积，代入已知数据进行计算。
在计算过程中，要注意单位的统一。
拉力的单位通常为牛顿（N），长度的单位要与弹性模量的单位相匹配，面积的单位要为平方米（m²）。
再来看一个关于梁的弯曲问题。
梁在受到横向载荷作用时，会产生弯曲变形。
在解答这类习题时，需要运用到弯矩方程、挠曲线方程等知识。
例如：一简支梁，跨度为 L，承受均布载荷 q，求梁的最大弯矩和最大挠度。
解题时，首先要根据梁的支座情况列出弯矩方程。
然后，通过积分求出挠曲线方程，再根据边界条件确定积分常数。
最后，求出最大弯矩和最大挠度的位置及数值。
在求解过程中，要理解弯矩和挠度的物理意义，以及它们与载荷、梁的几何形状和材料性质之间的关系。
对于扭转问题，要掌握扭矩的计算、切应力的分布规律以及扭转角的计算方法。
比如，一根轴受到扭矩 T 的作用，已知轴的直径和材料的剪切模量，求轴表面的最大切应力和扭转角。
《材料力学》第1章知识点+课后思考题
第一章绪论第一节材料力学的任务与研究对象一、材料力学的任务1.研究构件的强度、刚度和稳定度载荷：物体所受的主动外力约束力：物体所受的被动外力强度：指构件抵抗破坏的能力刚度：指构件抵抗变形的能力稳定性：指构件保持其原有平衡状态的能力2.研究材料的力学性能二、材料力学的研究对象根据几何形状以及各个方向上尺寸的差异，弹性体大致可以分为杆、板、壳、体四大类。
1.杆：一个方向的尺寸远大于其他两个方向的尺寸的弹性体。
轴线：杆的各截面形心的连线称为杆的轴线；轴线为直线的杆称为直杆；轴线为曲线的杆称为曲杆。
按各截面面积相等与否，杆又分为等截面杆和变截面杆。
2.板：一个方向的尺寸远小于其他两个方向的尺寸，且各处曲率均为零，这种弹性体称为板3.壳：一个方向的尺寸远小于其他两个方向的尺寸，且至少有一个方向的曲率不为零，这种弹性体称为板4.体：三个方向上具有相同量级的尺寸，这种弹性体称为体。
第二节变形固体的基本假设一、变形固体的变形1.变形固体：材料力学研究的构件在外力作用下会产生变形，制造构件的材料称为变形固体。
（所谓变形,是指在外力作用下构建几何形状和尺寸的改变。
）2.变形弹性变形：作用在变形固体上的外力去掉后可以消失的变形。
塑性变形：作用在变形固体上的外力去掉后不可以消失的变形。
又称残余变形。
二、基本假设材料力学在研究变形固体时，为了建立简化模型，忽略了对研究主体影响不大的次要原因，保留了主体的基本性质，对变形固体做出几个假设：连续均匀性假设认为物体在其整个体积内毫无间隙地充满物质，各点处的力学性质是完全相同的。
各向同性假设任何物体沿各个方向的力学性质是相同的小变形假设认为研究的构件几何形状和尺寸的该变量与原始尺寸相比是非常小的。
第三节 构件的外力与杆件变形的基本形式一、构件的外力及其分类1.按照外力在构件表面的分布情况:度，可将其简化为一点分布范围远小于杆的长集中力：一范围的力连续分布在构件表面某分布力： 二、杆件变形的基本形式杆件在各种不同的外力作用方式下将发生各种各样的变形，但基本变形有四种：轴向拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。
材料力学课后答案
材料⼒学课后答案第⼆章⼏何组成分析［⼏何可变体系与⼏何不变体系］⼏何可变体系——在任意荷载的作⽤下，即使不考虑材料的应变，它的形状和位置也是可以改变的。
⼏何不变体系——如果不考虑材料的应变，它的形状和位置是不能改变的。
［⾃由度与刚⽚］物体在运动时决定其位置的⼏何参变数称为⾃由度。
⼏何形状不变的平⾯体称为刚⽚。
⼀个刚⽚在平⾯内运动有三个⾃由度；⼀个点在平⾯内运动有两个⾃由度；⼀个点在空间内运动有三个⾃由度；⼀个刚体在空间内运动有六个⾃由度。
［约束］减少⾃由度的装置称为约束。
［约束的影响］（1）⽀座约束可动铰⽀座相当于⼀个约束，减少⼀个⾃由度；固定铰⽀座相当于两个约束，减少两个⾃由度；固定端⽀座相当于三个约束，减少三个⾃由度；定向⽀座相当于两个约束，减少两个⾃由度。
（2）链杆两刚⽚加⼀链杆约束，减少⼀个⾃由度。
（3）铰结点单铰：两刚⽚加⼀单铰结点约束，减少两个⾃由度。
复铰：n个刚⽚在同⼀点⽤铰连接，相当于n-1个单铰的约束。
（4）刚结点单刚结点：两刚⽚加⼀刚结点约束，减少三个⾃由度。
复刚结点：n个刚⽚在同⼀点⽤刚结点连接，相当于n-1个单刚结点的约束。
［结构体系⾃由度的计算公式］（1）⼀般公式=各部件⾃由度总和－全部约束数为结构体系⾃由度。
（2）平⾯杆件体系⾃由度的计算公式式中为刚⽚个数,为单刚结点个数；为单铰结点个数；为链杆个数；为⽀座约束个数，如果为⾃由体，即⽆⽀座约束，则=3 。
（3）平⾯桁架⾃由度的计算公式式中为结点个数；为链杆个数；为⽀座约束个数，如果为⾃由体，即⽆⽀座约束，则=3 。
［⾃由度与⼏何不变性的关系］体系为⼏何不变的必要条件是⾃由度等于或⼩于零，此条件并⾮充分条件。
如果>0，则体系为⼏何可变体系；如果<0或=0 ，则不能确定。
［实铰与虚铰］两根不共线链杆的约束作⽤与⼀个单铰的约束作⽤是等效的。
两链杆交于⼀点所构成的铰为实铰。
两链杆的延长线交于⼀点，约束作⽤等效于该点⼀个单铰的约束作⽤，这种铰称为虚铰或瞬铰。
材料力学1-1-绪论-第1章-1
安全, 安全, 承载力强 实例: 实例
一对矛盾
经济, 体积小, 经济, 体积小, 重量轻
如何能够承受重物而不沿根 部折断或弯曲变形太大? 部折断或弯曲变形太大
8
“泰坦尼克号”1912年4月14日撞上冰山而沉没，造成 泰坦尼克号” 日撞上冰山而沉没， 泰坦尼克号 年 月 日撞上冰山而沉没 1500多人丧生在大西洋中。传统理论认为，“泰坦尼克 多人丧生在大西洋中。 多人丧生在大西洋中 传统理论认为， 是在船头进水、船尾升高到45度斜角后 度斜角后， 号”是在船头进水、船尾升高到 度斜角后，造成船体 断裂发生沉没的。 断裂发生沉没的。 9
集中载荷——集中力，集中力偶 集中载荷 集中力， 集中力 0.5 约束条件 约束条件——各种支座、铰链、固支端等 各种支座、铰链、 各种支座
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§1 杆件在一般外力作用下的内力分析
变形体产生变形的原因： 变形体产生变形的原因： 外力( 外力 载荷、 载荷、温度湿度 ) 引起内力 引起内力 产生变形 变化、 变化、尺寸误差 载荷——包括主动力和约束力 载荷 包括主动力和约束力 内力——在外力的作用下构件一部分对另一部分的 内力 在外力的作用下构件一部分对另一部分的 作用力。 作用力。 变形体的分析思路： 变形体的分析思路： 找出全部外力 (包括支座约束力 包括支座约束力) 包括支座约束力 截面法 (对静定杆件 对静定杆件) 对静定杆件
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§0 绪论
0.1 材料力学概述 三大基本任务——构件的强度、刚度、稳定性 构件的强度、刚度、 三大基本任务 构件的强度 研究对象——构件及简单的结构（均为变形体） 构件及简单的结构（均为变形体） 研究对象 构件及简单的结构 0.2 材料力学对变形固体的基本假设 1.连续性 连续性 变形前及变形后，应不开裂、 变形前及变形后，应不开裂、不相入 变形前的一个点——变形后仍为一个点 变形后仍为一个点 变形前的一个点 变形前的一条线——变形后仍为一条线 变形后仍为一条线 变形前的一条线
材料力学课后习题答案
材料力学课后习题答案1. 弹性力学。
1.1 问题描述，一根钢丝的弹性模量为200GPa，其截面积为0.01m²。
现在对这根钢丝施加一个拉力，使其产生弹性变形。
如果拉力为2000N，求钢丝的弹性变形量。
解答：根据胡克定律，弹性变形量与拉力成正比，与材料的弹性模量和截面积成反比。
弹性变形量可以用以下公式计算：$$。
\delta = \frac{F}{AE}。
$$。
其中，$\delta$表示弹性变形量，F表示拉力，A表示截面积，E表示弹性模量。
代入已知数据，可得：$$。
\delta = \frac{2000N}{0.01m² \times 200GPa} = 0.001m。
$$。
所以，钢丝的弹性变形量为0.001m。
1.2 问题描述，一根长为1m，截面积为$10mm^2$的钢棒，两端受到拉力为1000N的作用。
求钢棒的伸长量。
解答：根据胡克定律，钢棒的伸长量可以用以下公式计算：$$。
\delta = \frac{F \cdot L}{AE}。
$$。
其中，$\delta$表示伸长量，F表示拉力，L表示长度，A表示截面积，E表示弹性模量。
代入已知数据，可得：$$。
\delta = \frac{1000N \times 1m}{10mm² \times 200GPa} = 0.005m。
$$。
所以，钢棒的伸长量为0.005m。
2. 塑性力学。
2.1 问题描述，一块金属材料的屈服强度为300MPa，现在对其施加一个拉力，使其产生塑性变形。
如果拉力为500MPa，求金属材料的塑性变形量。
解答：塑性变形量与拉力成正比，与材料的屈服强度无关。
塑性变形量可以用以下公式计算：$$。
\delta = \frac{F}{A}。
$$。
其中，$\delta$表示塑性变形量，F表示拉力，A表示截面积。
代入已知数据，可得：$$。
\delta = \frac{500MPa}{300MPa} = 1.67。
(完整版)材料力学课后习题答案
8-1 试求图示各杆的轴力，并指出轴力的最大值。
(2) 取1-1(3) 取2-2(4) 轴力最大值： (b)(1) 求固定端的约束反力； (2) 取1-1(3) 取2-2(4) (c)(1) 用截面法求内力，取1-1、2-2、3-3截面；(2) 取1-1(3) 取2-2 (4) 取3-3截面的右段；(5) 轴力最大值： (d)(1) 用截面法求内力，取1-1、(2) 取1-1(2) 取2-2(5) 轴力最大值： 8-2 试画出8-1解：(a) (b) (c) (d) 8-5与BC 段的直径分别为(c) (d)F RN 2F N 3 F N 1F F Fd 1=20 mm 和d 2=30 mm ，如欲使AB 与BC 段横截面上的正应力相同，试求载荷F 2之值。
解：(1) 用截面法求出(2) 求1-1、2-28-6 题8-5段的直径d 1=40 mm ，如欲使AB 与BC 段横截面上的正应力相同，试求BC 段的直径。
解：(1)用截面法求出1-1、2-2截面的轴力；(2) 求1-1、2-2截面的正应力，利用正应力相同；8-7 图示木杆，承受轴向载荷F =10 kN 作用，杆的横截面面积A =1000 mm 2，粘接面的方位角θ= 450，试计算该截面上的正应力与切应力，并画出应力的方向。
解：(1) (2) 8-14 2=20 mm ，两杆F =80 kN 作用，试校核桁架的强度。
解：(1) 对节点A(2) 列平衡方程 解得： (2) 8-15 图示桁架，杆1A 处承受铅直方向的载荷F 作用，F =50 kN ，钢的许用应力[σS ] =160 MPa ，木的许用应力[σW ] =10 MPa 。
解：(1) 对节点A (2) 84 mm 。
8-16 题8-14解：(1) 由8-14得到的关系；(2) 取[F ]=97.1 kN 。
8-18 图示阶梯形杆A 2=100 mm 2，E =200GPa ，试计算杆AC 的轴向变形 解：(1) (2) AC 8-22 图示桁架，杆1与杆2的横截面面积与材料均相同，在节点A 处承受载荷F 作用。
材料力学(I)答案课件
弯曲
材料在受到外力作用时，会发生 弯曲变形。弯曲变形是指材料在 平面内发生弯曲，而其轴线仍然 为直线。
弯曲的分类
根据弯曲形状的不同，可以分为 简支梁弯曲、悬臂梁弯曲和外伸 梁弯曲等。
弯曲的应力分布
在弯曲变形中，材料内部的应力 分布不均匀，最大应力出现在中 性轴附近，且方向垂直于中性轴 。
弯曲的应力分析
03
失效与断裂的关系
材料的失效和断裂是两个不同的概念，但它们之间存在一定的联系。材
料的失效可能是由于内部损伤或外部因素引起的，而断裂则是失效的一
种形式。
04
轴向拉伸与压缩
轴向拉伸与压缩的概念
轴向拉伸
物体在轴向受到拉伸力作用，产生伸 长变形。
轴向压缩
物体在轴向受到压缩力作用，产生缩 短变形。
轴向拉伸与压缩的应力分析
强度与塑性
强度
材料在受到外力作用时所能承受的最大应力 。
塑性
材料在受到外力作用时发生不可逆变形的性质。
强度与塑性的关系
材料的强度和塑性是相互关联的，强度高的 材料通常塑性也较好，但不同材料之间存在 差异。
材料的失效与断裂
01
失效
材料在受到外力作用时发生的变形或破坏。
02
断裂
材料在受到外力作用时发生的突然破裂或开裂。
剪切应力=剪切力/剪切面面积。
剪切应力的分布
03
剪切应力在剪切面上分布不均匀，最大剪切应力发生在剪切面
的边缘。
剪切的应变分析
剪切应变
是指物体在剪切力作用下发生的形状改变。
剪切应变的计算公式
剪切应变=剪切位移/原长。
剪切应变的影响因素
剪切力的大小和材料的性质影响剪切应变的 大小。
材料力学课后习题答案
2 2 Fl 2 4 Fl E (d1 d 2 ) d 2 d1 Ed 1 d 2
[习题 2-10] 受轴向拉力 F 作用的箱形薄壁杆如图所示。已知该材料的弹性常数为 E , ，试 求 C 与 D 两点间的距离改变量 CD 。
解：
'
（2）由变形能原理求 A 点的铅垂方向的位移
2 N12 l1 N 2 l2 1 F A 2 2 EA1 2 EA2 2 l2 1 N12 l1 N 2 ( ) F EA1 EA2
A
式中， l1 1000 / sin 45o 1414(mm) ； l 2 800 / sin 30 o 1600(mm)
解：墩身底面的轴力为：
N ( F G) F Alg
2-3 图
1000 (3 2 3.14 12 ) 10 2.35 9.8 3104.942(kN)
墩身底面积： A (3 2 3.14 12 ) 9.14(m 2 ) 因为墩为轴向压缩构件，所以其底面上的正应力均匀分布。
FN 2l 40 107 0.15 l2 4.76 EA2 210 109 12 106 从而得，Ax l2 4.76， Ay l2 2 l1 3 20.23 （ ）
（ 2）
V F Ay F1 l1 +F2 l2 0 Ay 20.33 （）
F 35kN 。已知杆 AB 和 AC 的直径分别为 d1 12mm 和 d 2 15mm ，钢的弹性模量
E 210GPa 。试求 A 点在铅垂方向的位移。 解： （1）求 AB、AC 杆的轴力 以节点 A 为研究对象，其受力图如图所示。 由平衡条件得出：
《材料力学》课后题答案(第1-3章)
（2）CD和AB一样长时，计算总的伸长量（复合杆）
PL /(E1A1 E2 A2 )
4PL
/[E1πd12
E2π(d
2 2
d12
)]
1.7mm
（3）没有套管时，计算总的伸长量
' PL / E1A1 4PL / E1πd12
3.42mm
比较3种情况下的 变形，能得到什
么结论？
解：（1）由已知条件得，
应变 0.001
由胡克定律，得
铜 E铜 100GPa 0.001 100MPa 铝 E铝 72GPa 0.001 72MPa
计算轴力
FN,铝 铝 A铝
FN,铜 铜 A铜
72MPa 100MPa
π 4π 4
[(40mm)2 (25mm)2 (25mm)2 49.1kN
0
则可得: 29.1
如图所示总长L0=1.25m的柔性弦线栓在A、B两个支座上，A、 B高度不同，A比B高。弦线上放置无摩擦滚轮，滚轮上承受 力P。图中C点为平衡后滚轮停留的位置。设A、B间水平距离 L=1.0m，弦线拉断力为200N，设计安全因数为3.0，试确定许
用载荷P。
解：对C处进行受力分析， 列出平衡方程：
ε l / l （1mm）/（5103 mm） 2 104
（2）计算横截面上的正应力
c FN / A 6 106 N / m2 6MPa
（3）计算混凝土的弹性模量
E c / 6MPa / 2 104 30GPa
如图所示构件上一点 A处的两个线段AB和 AC，变形前夹角为 60°，变形后夹角为 59°。试计算A点处的 切应变。
解：（1）计算AC段与BC段的伸长量
AC BD Pb / E1A1 4Pb / E1πd12 0.685mm
《材料力学》课后习题答案(详细)
第二章轴向拉(压)变形[习题2-1]试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。
（a）解：（1）求指定截面上的轴力FN =-11FF F N -=+-=-222（2）作轴力图轴力图如图所示。
（b）解：（1）求指定截面上的轴力FN 211=-02222=+-=-F F N （2）作轴力图FF F F N =+-=-2233轴力图如图所示。
（c）解：（1）求指定截面上的轴力FN 211=-FF F N =+-=-222（2）作轴力图FF F F N 32233=+-=-轴力图如图所示。
（d）解：（1）求指定截面上的轴力FN =-11F F a aFF F qa F N 22222-=+⋅--=+--=-（2）作轴力图中间段的轴力方程为：x aF F x N ⋅-=)(]0,(a x ∈轴力图如图所示。
[习题2-2]试求图示等直杆横截面1-1、2-2和平3-3上的轴力，并作轴力图。
若横截面面积2400mm A =，试求各横截面上的应力。
解：（1）求指定截面上的轴力kNN 2011-=-)(10201022kN N -=-=-)(1020102033kN N =-+=-（2）作轴力图轴力图如图所示。
（3）计算各截面上的应力MPa mm N A N 504001020231111-=⨯-==--σMPamm N A N 254001010232222-=⨯-==--σMPa mmN A N 254001010233333=⨯==--σ[习题2-3]试求图示阶梯状直杆横截面1-1、2-2和平3-3上的轴力，并作轴力图。
若横截面面积21200mm A =，22300mm A =，23400mm A =，并求各横截面上的应力。
解：（1）求指定截面上的轴力kNN 2011-=-)(10201022kN N -=-=-)(1020102033kN N =-+=-（2）作轴力图轴力图如图所示。
（3）计算各截面上的应力MPa mm N A N 10020010202311111-=⨯-==--σMPa mmN A N 3.3330010102322222-=⨯-==--σMPamm N A N 254001010233333=⨯==--σ[习题2-4]图示一混合屋架结构的计算简图。
工程力学材料力学(北京科大、东北大学版)第4版第一篇习题答案
第一章参考答案1-1：解：(a):N1=0,N2=N3=P(b):N1=N2=2kN(c):N1=P,N2=2P,N3= -P(d):N1=-2P,N2=P(e):N1= -50N,N2= -90N(f):N1=0.896P,N2=-0.732P注（轴向拉伸为正，压缩为负）1-2：解：σ1=2118504P kNS dπ==35.3Mpaσ2=2228504P kNS dπ==30.4MPa ∴σmax=35.3Mpa1-3：解：下端螺孔截面：σ1=19020.065*0.045P S=15.4Mpa 上端单螺孔截面：σ2=2PS =8.72MPa上端双螺孔截面：σ3= 3PS =9.15Mpa∴σmax =15.4Mpa1-4：解：受力分析得：F1*sin15=F2*sin45F1*cos15=P+F2*sin45∴σAB=11FS=-47.7MPaσBC=22FS=103.5 MPa1-5：解:F=6PS1=h*t=40*4.5=180mm2S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2∴σmax=2FS =38.1MPa1-6:解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;△ l AC =NL EA =AC LEA σ=-0.01mm△ l CD =CD LEA σ=0△ L DB =DB LEA σ=-0.01mm(2) ∴AB l ∆=-0.02mm 1-7:解:31.8127AC ACCB CBPMPa S PMPa S σσ==== AC AC AC LNL EA EA σε===1.59*104,CB CB CB LNL EA EA σε===6.36*1041-8:解:Nl l EA l l ε∆=∆=∴N EA ε=62.54*10N EA N ε∴==1-9：解：208,0.317E GPa ν==1-10：解：[][]max 59.5MPa σσ=<1-11：解：（1）当45oα=，[]11.2σσ=>强度不够（2）当60oα=，[]9.17σσ=< 强度够1-12：解：[]360,200200200*1013.3100*150*10Y p kNS P kNS MPa A σσ-==∴=====<∑1-13：解：[]max 200213MPa MPa σ=< 1-14：解： 1.78, 1.26d cm d cm==拉杆链环1-15 解：BC F ==70.7 kN70.70.505140F S FS σσ=∴===查表得： 45*45*3 1-16解：(1)[]2401601.5ssn σσ===MPa[][]24PS Pd σσπ≤∴≤ 24.4D mm∴=(2)2119.51602PP MPa MPaSd σπ===≤⎛⎫ ⎪⎝⎭1-17 解：（1）2*250*6154402D F P A Nπ⎛⎫=== ⎪⎝⎭78.4AC FMPa S σ==300 3.8378.4s n σσ∴===[][]''''60*3.14*15*1542390F S F S Nσσ===='61544014.521542390F n F ===≈1-18 解：P=119kN 1-19 解：::3:4:535()44AB BC AB BC S P S S P S P =∴==拉，[][][]112841123484AB AB S A kNS P kNP kNσ=====同理所以最大载荷 84kN 1-20 解： P=33.3 kN 1-21 解：71,,12123A B C P F F P F P ===1-22 解：10MAX MPa σ=-1-23 解：如有帮助，欢迎下载支持。
材料力学课后答案第1、2章 习题解答
p
…………
………
A
e
正应变 0.76 103 0.00076 相应的弹性应变 e 0.00046 塑性应变 p 0.0003
2013-5-27
13
解：根据题意及已知数据可知 延伸率
l0 l l 100% 1 0 100% 26.4% l l0
tan 0.1925, 10.89 F FN 2 16 8 F N1 kN 21.2kN 2sin 2sin10.89
22
A
l1
解：1.计算杆件的轴向变形
l 2
由（2-15）可知：
FN1 F 50KN（拉力）
FN2 2F 50 2KN （压力）
45
2013-5-27
1 sin 2 10 sin 900 MPa 5MPa 2 2
11
0
解：由题图可近似确定所求各量：
弹性模量
b
E
220MPa 220 109 Pa 220GPa 0.10 0 0
s
屈服极限
强度极限 伸长率
s 240MPa
AB段 BC段 CD段 最大拉应力 最大压应力
2013-5-27
▕
FN1
FN1 2kN
FN 2
FN3
FN 2 1kN
FN 3 3kN
F拉 max A
t ,max
c ,max
3 103 N 60MPa 6 2 50 10 m
F压 max 2 103 N 40MPa 6 2 A 50 10 m
材料力学课后答案
材料力学课后答案材料力学是研究材料内部力学性质和行为的学科，它是材料科学与工程学的重要基础课程之一。
通过学习材料力学，我们可以了解材料的力学性能和行为，为材料的设计、加工和应用提供理论基础和指导。
在课堂学习之外，课后习题是巩固知识、提高能力的重要途径。
下面是一些材料力学课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 什么是应力？应变？它们之间的关系是什么？答，应力是单位面积上的力，通常用σ表示，其公式为σ=F/A，其中F为作用在物体上的力，A为物体的受力面积。
应变是物体单位长度的形变，通常用ε表示，其公式为ε=ΔL/L0，其中ΔL为长度变化量，L0为原始长度。
应力和应变之间的关系由杨氏模量E来描述，公式为σ=Eε。
2. 什么是弹性模量？它有哪些类型？答，弹性模量是描述材料在弹性阶段的刚度和变形能力的物理量。
常见的弹性模量包括杨氏模量、剪切模量、泊松比等。
3. 什么是拉伸、压缩、剪切？答，拉伸是指物体在外力作用下沿着其长度方向发生的形变；压缩是指物体在外力作用下沿着其长度方向发生的缩短形变；剪切是指物体在外力作用下沿着其平面内部发生的相对位移形变。
4. 什么是胶性变形？塑性变形？答，胶性变形是指材料在受力作用下发生的可逆形变，即在去除外力后，材料可以恢复到原来的形状；塑性变形是指材料在受力作用下发生的不可逆形变，即在去除外力后，材料无法完全恢复到原来的形状。
5. 什么是材料的疲劳破坏？有哪些影响因素？答，材料的疲劳破坏是指在交变应力作用下，材料在循环载荷下发生的破坏。
影响因素包括应力幅值、载荷次数、材料的强度和韧性等。
以上是对材料力学课后习题的部分答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握材料力学的知识。
在学习过程中，要多做习题、多思考、多讨论，相信通过努力，一定能够取得好成绩。
《材料力学》课后习题答案详细
《材料力学》课后习题答案详细在学习《材料力学》这门课程时，课后习题是巩固知识、加深理解的重要环节。
一份详细准确的课后习题答案，不仅能够帮助我们检验自己的学习成果，还能在遇到困惑时提供清晰的思路和正确的解法。
首先，让我们来谈谈材料力学中一些常见的概念和原理。
材料力学主要研究物体在受力作用下的变形、内力以及应力等情况。
例如，拉伸和压缩是常见的受力形式。
当一根杆件受到轴向拉力时，它会沿轴向伸长，同时横截面积会减小；而受到轴向压力时，则会沿轴向缩短，横截面积可能增大。
在这个过程中，我们需要计算内力、应力和应变，以评估杆件的强度和稳定性。
以一道典型的拉伸习题为例。
假设有一根圆截面的直杆，直径为d，长度为 L，受到轴向拉力 F 的作用。
我们首先需要计算横截面上的正应力。
根据公式，正应力等于内力除以横截面积。
内力就是所受的拉力 F，横截面积为πd²/4。
所以，正应力σ ＝ 4F ／（πd²) 。
接下来，计算杆的伸长量。
根据胡克定律，伸长量ΔL ＝ FL ／（EA) ，其中 E是材料的弹性模量，A 是横截面积。
再来看一道关于弯曲的习题。
有一矩形截面的梁，宽度为 b，高度为 h，承受一个集中力 P 作用在梁的中点。
这时候，我们需要计算梁横截面上的最大正应力。
通过分析可以知道，最大正应力出现在梁的上边缘或下边缘。
根据弯曲正应力公式，最大正应力σmax ＝ Mymax ／I ，其中 M 是弯矩，ymax 是离中性轴最远的距离，I 是惯性矩。
对于矩形截面，惯性矩 I ＝ bh³/12 。
在解答扭转习题时，也有相应的方法和公式。
例如，对于一个圆轴扭转的问题，我们要计算切应力和扭转角。
切应力的分布规律是沿半径线性分布，最大切应力在圆轴的外表面。
扭转角则可以通过公式计算得出。
在处理组合变形的习题时，情况会稍微复杂一些。
可能同时存在拉伸（压缩）、弯曲和扭转等多种变形。
这时候，需要分别计算每种变形引起的应力和应变，然后根据叠加原理进行综合分析。
(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。
材料力学第1章-概述北京理工大学
太阳能电池帆板
第1章 材料力学概述
“材料力学”的研究内容
第1章 材料力学概述
“材料力学”的研究内容
第1章 材料力学概述
“材料力学”的研究内容
高压输电线路保持相间距离的受压构件
第1章 材料力学概述
“材料力学”的研究内容
工程构件稳定性实验
第1章 材料力学概述
第1章 材料力学概述
弹性体受力与变形特征
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第1章 材料力学概述
弹性体受力与变形特征
F
F
F
FN=F
第1章 材料力学概述
弹性体受力与变形特征
M0
M0
M0
M＝ M0
第1章 材料力学概述
弹性体受力与变形特征
F1
F3
作用在弹性体上的外力 相互平衡
F2
Fn
假想截面
F1
F3
内力与外力平衡； 内力与内力平衡。
拉伸或压缩（tension or compression）
当杆件两端承受沿轴线方向的拉力或压力 载荷时，杆件将产生轴向伸长或压缩变形。
变形前
FP FP
变形后
第1章 材料力学概述
杆件变形的基本形式
剪切(shearing)
在平行于杆横截面 的两个相距很近的 平面内，方向相对 地作用着两个横向 力，当这两个力相 互错动并保持二者 之间的距离不变时， 杆件将产生剪切变 形 。
F2
分布内力
Fn
第1章 材料力学概述
弹性体受力与变形特征
变
形
前
变形不协调
变形不协调
变形协调一致
材料力学习题册 参考答案(1-9章)
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．0B．r2C．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。
北京理工大学 材料力学课本答案 第一次课1学时(实际)
第14章¾内容§14.1 组合变形的概念与分析方法§14.2 强度理论概念§14.3 常用的强度理论§14.4 斜弯曲§14.5 拉（压）弯组合及偏心拉伸（压缩）§14.6 弯扭组合§14.7 组合变形的普遍情形引言知识导入：经过对材料力学前几章的学习，我们已经掌握了构件的四种基本变形，即：轴向拉（压）、剪切、扭转和弯曲。
工程上多数构件的变形并不仅仅是这四种基本变形中的某一种，常常是几种基本变形的组合，即组合变形。
第14.1节14.1 组合变形的概念与分析方法组合变形——构件在外力作用下，同时产生两种或两种以上基本变形，且均不可忽略的情况。
组合变形的概念1、拉（压）与弯曲组合2、弯曲与扭转组合3、拉（压）与扭转组合4、拉（压）、扭转与弯曲组合等组合变形强度条件危险点危险截面内力外力强度校核截面设计确定许可外载选择材料14.1 组合变形的概念与分析方法厂房边柱压（拉）弯组合F NM实例14.1 组合变形的概念与分析方法矩形截面梁斜弯曲实例实例坡屋顶上的横梁斜弯曲实例弯扭组合变形14.1 组合变形的概念与分析方法应用叠加原理，采取先分解、后综合的方法（在在线弹性范围,且小变形下可认为各载荷引起的变形、应力等互不影响）1)先将作用在构件上的载荷分解，并分组，使构件在每组载荷作用下只产生一种基本变形；2)分别计算构件在每种基本变形时的内力、应力等；3)将计算结果叠加，得到构件在组合变形下的应力，4) 强度计算。
分析方法正应力：代数值叠加切应力：矢量叠加στ第14.2节1）脆性断裂：突然，无明显的塑性变形。
原因：被拉坏。
2）塑性屈服（流动破坏）：发生屈服，有明显的塑性变形。
原因：被剪坏。
F 两种强度失效形式强度理论——材料失效的假说强度理论——材料失效的假说注意：强度失效不仅取决于材料本身的韧脆性质，而且与各点所处应力状态有关。
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第14章
¾内容
§14.1 组合变形的概念与分析方法
§14.2 强度理论概念
§14.3 常用的强度理论
§14.4 斜弯曲
§14.5 拉（压）弯组合及偏心拉伸（压缩）§14.6 弯扭组合
§14.7 组合变形的普遍情形
引言
知识导入：
经过对材料力学前几章的学习，我们已经掌握了构件的四种基本变形，即：轴向拉（压）、剪切、扭转和弯曲。
工程上多数构件的变形并不仅仅是这四种基本变形中的某一种，常常是几种基本变形的组合，即组合变形。
第14.1节
14.1 组合变形的概念与分析方法
组合变形——构件在外力作用下，同时产生两种或两种以上基本变形，且均不可忽略的情况。
组合变形的概念
1、拉（压）与弯曲组合
2、弯曲与扭转组合
3、拉（压）与扭转组合
4、拉（压）、扭转与弯曲组合等
组合变形强度条件危险点危险截面内力外力强度校核
截面设计
确定许可外载
选择材料
14.1 组合变形的概念与分析方法厂房边柱
压（拉）弯组合
F N
M
实例
14.1 组合变形的概念与分析方法矩形截面梁斜弯
曲
实例
实例
坡屋顶上的横梁
斜弯曲
实例弯扭组合变形
14.1 组合变形的概念与分析方法
应用叠加原理，采取先分解、后综合的方法
（在在线弹性范围,且小变形下可认为各载荷引起的变形、应力等互不影响）
1)先将作用在构件上的载荷分解，并分组，使构件在每组载荷作用下只产生一种基本变形；
2)分别计算构件在每种基本变形时的内力、应力等；
3)将计算结果叠加，得到构件在组合变形下的应力，
4) 强度计算。
分析方法
正应力：代数值叠加切应力：矢量叠加σ
τ
第14.2节
1）
脆性断裂：突然，无明显的塑性变形。
原因：被拉坏。
2）塑性屈服（流动破坏）：发生屈服，有明显的塑性变形。
原因：被剪坏。
F 两种强度失效形式
强度理论——材料失效的假说
强度理论——材料失效的假说
注意：强度失效不仅取决于材料本身的韧脆性质，而且与各点所处应力状态有关。
σ
σ
σ
韧性材料脆性材料脆性断裂塑性变形
14.2 强度理论概念
强度理论——材料失效的假说
对于大多数韧性材料在一般应力状态下发生塑性屈服；
对于大多数脆性材料在一般应力状态下发生脆性断裂；
要注意例外。
难点
F应力状态的多样性F试验的复杂性
F不可能性与可能性
逐一由试验建立失效判据的不可能性； 对于相同的失效形式建立失效原因
假说的可能性；
利用拉伸试验的结果建立复杂应力
状态下的失效判据
不可能性与可能性
第14.3节
四种常用的强度理论
几种常用的强度设计准则
F 屈服准则
最大切应力准则
形状改变比能准则(畸变能理论)
F 断裂准则
最大拉应力准则
最大拉应变准则
231max σστ−=22s
o 3o 1o
max σσστ=−= 最大切应力准则(Tresca ’s Criterion)
无论材料处于什么应力状态,只要发生屈服,都是由于微元内的最大切应力达到了某一共同的极限值。
σ1
σ2
σ3σ= σs
F 屈服准则
几种常用的强度设计准则
231max σστ−=22s
o 3o 1max σσσ=−1
σ3
最大切应力准则s 31σσσ=−失效判据
[]σσσσ=≤−s s 31n 设计准则几种常用的强度设计准则F 屈服准则(Criteria of Yield)14.3 常用的强度理论。