刘鸿文第五版材料力学思考题答案

刘鸿文第五版材料力学思考题答案

刘鸿文第五版材料力学思考题答案材料力学复习思考题

1. 材料力学中涉及到的内力有哪些,通常用什么方法求解内力, 轴力，剪力，弯矩，扭矩。用截面法求解内力

2. 什么叫构件的强度、刚度与稳定性,保证构件正常或安全工作的基本要求是

什么,杆件的基本变形形式有哪些,

构件抵抗破坏的能力称为强度。

构件抵抗变形的能力称为刚度。

构件保持原有平衡状态的能力称为稳定性。

基本要求是:强度要求，刚度要求，稳定性要求。

基本变形形式有:拉伸或压缩，剪切，扭转，弯曲。

3. 试说出材料力学的基本假设。

连续性假设:物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。

均匀性假设:物体内，各处的力学性质完全相同。

各向同性假设:组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。小变形假设:材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形或位移,其大小远小于其原始尺寸。

4. 什么叫原始尺寸原理,什么叫小变形,在什么情况下可以使用原始尺寸原

理,

可按结构的变形前的几何形状与尺寸计算支反力与内力叫原始尺寸原理。可以认为是小到不至于影响内力分布的变形叫小变形。

绝大多数工程构件的变形都极其微小，比构件本身尺寸要小得多，以至在分析构件所受外力(写出静力平衡方程)时可以使用原始尺寸原理。

5. 轴向拉伸或压缩有什么受力特点和变形特点。

受力特点:外力的合力作用线与杆的轴线重合。

变形特点:沿轴向伸长或缩短

6. 低碳钢在拉伸过程中表现为几个阶段,各有什么特点,画出低碳钢

拉伸时

的应力,应变曲线图,各对应什么应力极限。

,,E,弹性阶段:试样的变形完全弹性的，此阶段内的直线段材料满足胡克定律。 ,p --比例极限。

,e—弹性极限。

屈服阶段:当应力超过点后，试样的荷载基本不b

,s变而变形却急剧增加，这种现象称为屈服。--屈

服极限。

强化阶段:过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变

形的能力，要使它继续变形必须增加拉力.这种

,b现象称为材料的强化。——强度极限

局部变形阶段:过点后，试样在某一段内的横截e

面面积显箸地收缩，出现颈缩 (necking)现象，

一直到试样被拉断。对应指标为伸长率和断面收缩率。

7. 什么叫塑性材料与脆性材料,衡量材料塑性的指标是什么,并会计算延伸

率和断面收缩率。

在外力作用下，虽然产生较显著变形而不被破坏的材料，称为塑性材料。相反在外力作用下，发生微小变形即被破坏的材料，称为脆性材料。

衡量材料塑性的指标是屈服极限和强度极限。

8. 金属材料试样在轴向拉伸与压缩时有几种破坏形式,各与何种应力有关, 断裂和塑性变形。与屈服极限和强度极限有关。

9. 什么叫许用应力,安全因数确定的原则是什么,

构件安全工作时材料允许承受的最大应力叫许用应力。

安全因素确定的原则:(1)材料的素质(2)载荷情况(3)实际构件简化

过程和计算方法的精确程度(4)零件在设备中的重要性、工作条件、损坏后造成后果的严重程度、制造和修配的难易程度等(5)对减轻设备自重和提高设备机动性的要求。

10. 什么叫强度条件,利用强度条件可以解决哪些形式的强度问题, 要使杆件能正常工作，杆内(构件内)的最大工作应力不超过材料的许用应力，即FNmax,,,[,]maxA，称为强度条件。

利用强度条件可以解决:1)结构的强度校核;2)结构的截面尺寸设计;3)估算结构所能承受的最大外荷载。

11. 什么叫叠加原理,在求桁架的节点位移时,以切线代圆弧的前提条件是什

么,

叠加原理:某些情况下力的作用是相互独立的，所以可以把每一个力的效果加起来，得到一个结果，这个结果就是合结果。

12. 剪切挤压时,连接件的破坏形式有哪几种,例如,两块钢板通过若干铆钉连

接在一起,当两块钢板受拉时,试定性分析该连接件的破坏方式有哪些, 三种形式:剪切破坏，挤压破坏，拉伸破坏。

剪切破坏:沿铆钉的剪切面剪断

挤压破坏:铆钉与钢板在相互接触面上因挤压溃压而使连接松动，发生破坏。拉伸破坏:钢板在受铆钉孔削弱的截面处，应力增大，易在连接处拉断。13. 建立圆轴扭转切应力公式的基本假设是什么,公式的应用条件是什么, 假设是(1)横截面

上无正应力，只有切应力;(2)切应力方向垂直半径或与圆周相切;圆周各点处切应力的方向与圆周相切,且数值相等,近似的认为沿壁厚方向各点处切应力的数值无变化。

T,,2 2πr,,

14. 试说明并绘出圆轴扭转时,横截面上的切应力的分布情况。

15. 试说出切应力互等定理。

在单元体相互垂直的两个平面上，切应力必然成对存在且数值相等;两者都垂直于两个平面

的交线，方向则共同指向或共同背离这一交线。

16. 试说明矩形截面梁对称弯曲时横截面上正应力和切应力的分布情况,并画出

分布图。

My17. 试通过公式,分析,用哪些基本方法可以提高梁的弯曲强度, ,Iz

(1)改善梁的受力状况(2)选择梁截面的合理形状

18. 什么叫边界条件和连续性条件,并会写出梁的边界条件和连续性条件。梁截面的已知位移条件或约束条件叫边界条件。

分段处挠曲轴所应满足的连续、光滑条件，即在挠曲轴上有唯一确定的挠度和转角叫连续性条件。

边界条件:固定端处，θ=0， w=0;铰支座处， w=0

连续性条件:x1=x2=a时，w1=w2=wc; x1=x2=l/2时，w1=w2=wc; θ1= θ2= θc :

19. 对梁的刚度进行合理设计时,主要应考虑哪些方面的问题, (1) 合理选择截面形状——尽可能选择使用较小的截面面积而获得较大惯性矩(2) 合理选择材料——在满足强度的前提下，重新选择梁的材料对提高刚度影响不大 (3) 梁的合理加强——变静定为静不定

(4) 合理安排梁的约束与加载方式

(5) 梁跨度的选取——尽可能地减小梁的跨度

20. 什么叫一点处的应力状态,什么叫主应力,什么叫主平面,根据主应力的个

数不同,应力状态分为哪几类,

构件内一点沿不同方位的应力情况，称之为这一点的应力状态，亦指该点的应力全貌。主应力:主平面上的正应力