中南大学材料力学练习题答案1
材料力学习题及答案
材料力学-学习指导及习题答案第一章绪论1-1 图示圆截面杆，两端承受一对方向相反、力偶矩矢量沿轴线且大小均为M的力偶作用。
试问在杆件的任一横截面m-m上存在何种内力分量，并确定其大小。
解：从横截面m-m将杆切开，横截面上存在沿轴线的内力偶矩分量M x，即扭矩，其大小等于M。
1-2 如图所示，在杆件的斜截面m-m上，任一点A处的应力p=120 MPa，其方位角θ=20°，试求该点处的正应力ζ与切应力η。
解：应力p与斜截面m-m的法线的夹角α=10°，故ζ＝p cosα=120×cos10°=118.2MPaη＝p sinα=120×sin10°=20.8MPa1-3 图示矩形截面杆，横截面上的正应力沿截面高度线性分布，截面顶边各点处的正应力均为ζmax=100 MPa，底边各点处的正应力均为零。
试问杆件横截面上存在何种内力分量，并确定其大小。
图中之C点为截面形心。
解：将横截面上的正应力向截面形心C简化，得一合力和一合力偶，其力即为轴力F N=100×106×0.04×0.1/2=200×103 N =200 kN其力偶即为弯矩M z=200×(50-33.33)×10-3 =3.33 kN·m1-4 板件的变形如图中虚线所示。
试求棱边AB与AD的平均正应变及A点处直角BAD的切应变。
解：第二章轴向拉压应力2-1试计算图示各杆的轴力，并指出其最大值。
解：(a) F N AB=F, F N BC=0, F N，max=F(b) F N AB=F, F N BC=－F, F N，max=F(c) F N AB=－2 kN, F N2BC=1 kN, F N CD=3 kN, F N，max=3 kN(d) F N AB=1 kN, F N BC=－1 kN, F N，max=1 kN2-2 图示阶梯形截面杆AC，承受轴向载荷F1=200 kN与F2=100 kN，AB段的直径d1=40 mm。
中南大学材料力学试卷(有答案)
中南大学材料力学试卷一、填空（每题2分，共20分）3．为了求解静不定问题，必须研究构件的 变形 ，从而寻找出 补充方程 。
4．材料力学中求内力的基本方法是 截面法 。
5．矩形截面梁的弯曲剪力为F S ，横截面积为A ，则梁上的最大切应力为 A F S 23 。
7．第四强度理论认为 畸变能密度 是引起屈服的主要因素。
8．挠曲线的近似微分方程是 EI M dx w d =22 。
9．求解组合变形的基本步骤是：（1）对外力进行分析或简化，使之对应基本变形 ，（2）求解每一种基本变形的内力、应力及应变等，（3）将所得结果进行叠加。
10. 压杆稳定问题中，欧拉公式成立的条件是： 1λλ≥ 。
11．圆轴扭转时的强度条件为 []ττ≤=t W T max max ，刚度条件为 []ϕϕ'≤='p GI T max max。
13．莫尔强度理论的强度条件为 []]31}{σσσσc t - 。
14．进行应力分析时，单元体上切应力等于零的面称为 主平面，其上应力称为 主应力。
二、单项选择题 (每题2分，共20分)1. 所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能的最大特点是（ C ）。
A. 强度低，对应力集中不敏感；B. 相同拉力作用下变形小；C. 断裂前几乎没有塑性变形；D. 应力-应变关系严格遵循胡克定律。
2. 在美国“9.11”事件中，恐怖分子的飞机撞击国贸大厦后，该大厦起火燃烧，然后坍塌。
该大厦的破坏属于（ A ）A ．强度坏；B ．刚度坏；C ．稳定性破坏；D ．化学破坏。
3. 细长柱子的破坏一般是（ C ）A ．强度坏；B ．刚度坏；C ．稳定性破坏；D ．物理破坏。
4. 不会引起静定结构产生内力的因素是（ D ）A ．集中力；B ．集中力偶；C ．分布力；D ．温度变化。
5. “顺正逆负”的正负规定适用于（ A ）。
A ．剪力；B ．弯矩；C ．轴力；D ．扭矩。
6. 多余约束出现在（ B ）中。
中南大学材料力学--组合变形答案
组合变形答案一、概念题1.A ；2.A ；3.D ；4.C ；5.B ；6.A ；7.C ；8.D ；9.C ；10.C11.略12. 13σσσ=-=二、计算题1截面形心和惯性矩计算：126459.5240.484.8810z z mmz mm I mm ===⨯1-1 截面上的内力：28857.6.12N M Py N mF P kN ====2max 1max 26.8[]32.3[]t Nt Zc Nc ZF Mz MPa A I F Mz MPa A I σσσσ=+=<=-+=< 安全2设切口深度为x ，则偏心距为：x /23112100.005(0.04)P t F A x σ⨯==-322121020.005(0.04)6t xMx W σ⨯⨯==⨯-61210010t t σσσ=+≤⨯ 得 212864000.00521x x x m -+== 3 2642()()P A hP F M PP A W bh bh bh σ⨯=-+=-+=-A 点的应力状态为单向压缩应力状态 454522AP bh σσσ-===-4545451122()()P P E E bh bh εσυσυ-=-=+2(1)Ebh P αευ=-4 过O 点横截面上的应力232324202()()P hP F M P P A W d d d σπππ⨯=+=+= 28T P M P W d τπ== O 点的应力状态为二向应力状态：0x y y σσσττ===220xa P E d E σεπ== 2452452454518cos 90sin 90222cos90sin 902214()x yx y xy x y x yxy b P d Pd P E d Eσσσσστπσσσσστπεσυσπ--+-=+---=+-=+-==-=- 5a 点的应力状态为二向应力状态：32412.710P P P F F F A d σπ===⨯ 3216 5.1010e T P P M M F W dτπ===⨯33031203593030120cos 60sin 6013.91022cos 240sin 240 1.24102211()(13.90.3 1.24)1014.331020010x y x y xy P x y x yxy P P F F F E σσσσστσσσσστεσυσ-+-=+-=⨯+-=+-=-⨯=-=+⨯⨯=⨯⨯2107 2.107.P e F N M N m ==采用第三强度理论校核强度31334.33[]r MPa σσσσ=-==< 安全 61） 计算954920.46.163.68491.1408.9293.75252.3488.66Pz Py Ay By Az Bz P m N m nF N F NF NF NF N F N =====-===-2） 作计算简图3） 作内力图4） 危险截面为A 截面： max max max 20.46.28.08.21.28.T z y M N mM N m M N m===-5）危险点于A 截面的边缘a 点，a 点的应力状态为二向应力状态：2.87MPa σ==2160.83eTP M M MPa W dτπ===max 3.1min 0.2212313max 23.100.22 1.662x yMPaMPaMPaMPaMPaMPaσσσσσσσστ-+=±====--== 6）采用第三强度理论校核强度313 3.32[]r MPa σσσσ=-==< 安全。
材料力学练习题及答案全
学年第二学期材料力学试题(A 卷)一、 选择题（20分）1、图示刚性梁AB 由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A 1和A 2，若载荷P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（ ）。
A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意2、建立圆轴的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（ ）（1）扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA （2）变形的几何关系（即变形协调条件） （3）剪切虎克定律（4）极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dAA 、（1）B 、（1）（2）C 、（1）（2）（3）D 、全部 3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（ ） A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分题一、3图题一、1图梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（）A、提高到原来的2倍B、提高到原来的4倍C、降低到原来的1/2倍D、降低到原来的1/4倍5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI相同，若二者自由端的挠度相等，则P1/P2=（）A、2B、4C、8题一、5图D、16二、作图示梁的剪力图、弯矩图。
（１５分）二题图三、如图所示直径为d的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m的作用。
设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。
（15分）三题图四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，皮带轮直径D =250mm ，主轴外伸部分长度为l =120mm ，主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，用第三强度理论校核轴的强度。
（15分）五、重量为Q 的重物自由下落在图示刚架C 点，设刚架的抗弯刚度为EI ，试求冲击时刚架D 处的垂直位移。
《材料力学》习题册附答案
F12312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。
3（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_中南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
材料力学_中南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.如图所示接头，已知：载荷F=60kN，板宽b=80mm，板厚δ=10mm，铆钉直径d=12mm，许用应力[σ]=160MPa，许用切应力[τ]=120MPa，许用挤压应力[σbs]=240MPa，板件与铆钉的材料相同，下列说法正确的是（）。
【图片】答案:铆钉剪切强度不符合要求2.对于图示静不定梁，解除多余约束得相应静定基，错误的是（）【图片】答案:解除A处水平方向上的约束3.解除图示结构中的链杆得相应静定基，解除约束的个数是（）【图片】答案:14.图示结构的静不定次数（）【图片】答案:35.线弹性材料变截面梁如图所示，弹性模量为E，不计剪力的影响，跨中截面C处的挠度为( )【图片】答案:6.莫尔积分法计算梁的位移时，应分别建立载荷和单位力引起的弯矩方程，此时要求（）答案:选取的坐标x和划分的梁段都必须完全—致7.关于卡氏第二定理的陈述中，正确的是( )答案:卡氏第二定理不仅可以用来计算结构的线位移，还可计算截面转角8.图示悬臂梁，当单独作用力F，截面B的转角为θ。
若先加力偶M，后加F，则在加F的过程中，力偶M( )【图片】答案:做负功，其值为Mθ9.一线弹性材料梁在集中力F作用时，其应变能为Vε，若将力改为2F，其他条件不变，则其应变能为( )答案:4Vε10.线弹性材料拉杆，在截面B、C上分别作用有集中力F和2F。
下列关于该杆应变能的说法正确的是（）【图片】答案:按不同次序加F和2F时，杆的应变能一样大11.任意图形，若对某一对正交坐标轴的惯性积为零，则这一对坐标轴一定是该图形的（）答案:主轴12.整根承受均布载荷的简支梁，在跨度中间处（）答案:剪力等于零，弯矩最大13.梁上作用集中力，下列说法正确的是（）答案:集中力作用处剪力图有突变，弯矩图无突变14.某材料的弹性模量E=200GPa，泊松比μ=0.30，则材料的剪切弹性模量G=（）答案:76.915.材料不同的两根受扭实心圆轴，其直径和长度均相同，在扭矩相同的情况下，它们的最大切应力之间和扭转角之间的关系正确的是（）答案:最大切应力相等，扭转角不相等16.阶梯圆轴受力如图所示。
中南大学材料力学练习册答案全集
轴 向 拉 压 与 剪 切 （一）一、概念题1．C ；2．B ；3．B ；4. C ；5.B6．︒=0α的横截面；︒=90α的纵向截面；︒=45α的斜截面；︒=0α的横截面和︒=90α的纵向截面 7．230MPa ；325Mpa 8．0.47%；0.3%9．26.4%；65.2%；塑性材料10．杯口状；粒状；垂直；拉；成︒45左右的角；切 11．s σ；s s n σ；b σ；bb n σ 二、计算题1．2．解：横截面上应力 MPa Pa A F N 10010100102010200643=⨯=⨯⨯==-σ AB 斜截面（︒=50α）：MPaMPaAB AB 2.49100sin 21002sin 23.4150cos 100cos 22=︒===︒⨯==αστασσ BC 斜截面（︒-=40α）：MPaMPaBC BC 2.49)80sin(21002sin 27.58)40(cos 100cos 22-=︒-===︒-⨯==αστασσ 杆内最大正应力和最大切应力分别为：MPaMPa502100max max ====στσσ 3．解：根据活塞杆的强度条件确定最大油压P 1：62112121013044)(⨯⨯=-d p d D ππ MPa p 1.181=根据螺栓的强度条件确定最大油压P 2：62221210110644)(⨯⨯⨯=-d p d D ππ MPa p 5.62=所以最大油压MPa p p 5.62==4．解： 研究A 轮，由静力平衡方程得 NAB AB F kN W F ===604 查型钢表得角钢的横截面面积 2410058.4m A -⨯=[]σσ<=*⨯⨯==-MPa A F NAB AB93.7310058.421060243 所以斜杆AB 是安全的。
5．解：杆的轴力图为4923maxmax 105101004107.15-⨯=⨯⨯⨯===dAE F ENt t πσε mm d 20=6．解：（1）MPa Pa E 7351035.70035.01021089=⨯=⨯⨯==εσ （2）mmm l l l l l l 7.831037.810035.1)()(2222222=⨯=-=-+=-+∆=∆-ε（3）A F N σ=N F F N P 3.965.10037.834001.0107352sin 226=⨯⨯⨯⨯⨯==πθ轴 向 拉 压 与 剪 切 （二）一、概念题1． D ；2．A ；3．B ；4．D ；5．D ；6．D ；7．C8.A P 25（压）；)(27←EAPa9.[]τπ≤dh P ；[]bs d D P σπ≤-)(422；[]σπ≤24dP二、计算题1. 如图示，钢缆单位长度所受重力为γA q =，则x 截面上的轴力为 P x A P qx x F N +=+=γ)(。
中南大学材料力学答案
静 不 定 结 构一． 概念题1静不定结构与静定结构的区别是什么？答：静不定结构有多余约束，只用静力学平衡方程不能求出全部的约束力或内力。
2与静定结构相比，静不定结构有哪些特性 答：静不定结构的强度、刚度、稳定性更好。
静不定结构的某个约束失效，整个结构的平衡不会破坏。
3什么是力法的基本体系和基本未知量，为什么首先要计算基本未知量答：静不定结构中，解除多余约束后得到的静定结构称为原静不定结构的基本体系或称静定基。
解除多余约束并以多余约束力代替，多余约束力又称原静不定结构的基本未知量。
一般多余约束处的变形量已知。
所以由该处的变形条件方程首先求出基本未知量。
4对称结构在对称力或反对称力的作用下，结构的内力各有何特点？答：对称结构在正对称力的作用下，沿结构对称轴切开，则两对称截面上的内力对称，反对称内力为0。
对称结构在反对称力的作用下，沿结构的对称轴切开，两对称截面上的内力反对称，正对称内力为零。
5去除多余约束的方式有哪几种？二计算题1 如图示ABC 梁，已知力P F ,长度a l ,，弯曲刚度EI 。
以固定端外力偶A M 作为多余约束力，分别用卡氏定理和单位力法求梁的约束力，作梁的弯矩图，求C 点的挠度。
解 1）以固定端外力偶A M 作为多余约束力，则静定基本结构如图示 由平衡方程0=∑Bm0=--a F Ml F P AA得：la F MF P AA += （向下）2）用卡氏定理求梁的约束力 a) AB 段弯矩方程 111x la F MMx F M M P AAA A+-=-=， )0(1l x ≤≤1111x lMM A-=∂∂CB 段弯矩方程 22x F M P = )0(2a x ≤≤02=∂∂AMMb) A 端的变形条件 0=A θc) 用卡氏定理 00221011=∂∂+∂∂=⎰⎰aAlAA MEI M M dx MEI M M θ即：0)11)((1110=-+-⎰dx x lx la F MMP AlA03121312121=+-+--al F al F l M l M l M l M P P A A A A 得 2aF MP A=得：la F la F MF P P AA 23=+=3）用单位力法求梁的约束力a) 在静定基本结构的A 端加单位力偶10=M 。
材料力学全部习题解答
弹性模量
b
E 2 2 0 M P a 2 2 0 1 0 9P a 2 2 0 G P a 0 .1 0 0 0
s
屈服极限 s 240MPa
强度极限 b 445MPa
伸长率 ll010000m ax2800
由于 280;故0该50 材0料属于塑性材料;
13
解：1由图得
弹性模量 E0 3.550110063700GPa
A x l10.938m m
节点A铅直位移
A ytan 4 l150co sl4 2503.589m m
23
解：1 建立平衡方程 由平衡方程
MB 0 FN1aFN22aF2a
FN 2 FN1
得： FN12F1N22F
l1
l2
2.建立补充方程
3 强度计算 联立方程1和方
程（2）;得
从变形图中可以看出;变形几何关
l
l0
断面收缩率
AAA110000d22d22d2121000065.1900
由于 2故.4 属6 % 于 塑5 性% 材料;
15
解：杆件上的正应力为
F A
4F D2 -d2
材料的许用应力为
要求
s
ns
由此得
D 4Fns d2 19.87mm
s
取杆的外径为
D19.87m m
16
FN1 FN 2
Iz= I（ za） I（ zR ） =1 a2 4
2R4 a4 R 4 =
64 12 4
27
Z
解 a沿截面顶端建立坐标轴z;，y轴不变; 图示截面对z，轴的形心及惯性矩为
0 .1
0 .5
y d A 0 .3 5 y d y2 0 .0 5 y d y
材料力学练习题与答案-全
材料力学练习题与答案-全1.当T三Tp时，剪切虎克定律及剪应力互等定理。
A、虎克定律成立，互等定理不成立B、虎克定律不成立，互等定理成立（正确答案）C、均不成立D、二者均成立2.木榫接头，当受F力作用时,接头的剪切面积和挤压面积分别是A、ab,lcB、cb,lbC、lb,cb（正确答案）D、lc,ab3.在下列四种材料中，（）不可以应用各向同性假设。
A、铸钢B、玻璃C、松木（正确答案）D、铸铁4.一细长压杆当轴向压力P达到临界压力Pcr时受到微小干扰后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、有所缓和B、完全消失（正确答案）C、保持不变D、继续增大；5.矩形截面偏心受压杆件发生变形。
A、轴向压缩、平面弯曲B、轴向压缩、平面弯曲、扭转C、轴向压缩、斜弯曲（正确答案）D、轴向压缩、斜弯曲、扭转6.当杆件处于弯扭组合变形时，对于横截面的中性轴有这样的结论，正确的是：A、一定存在（正确答案）B、不一定存在C、一定不存在7.梁在某一段内作用有向下的分布载荷时，在该段内它的弯矩图为。
A、上凸曲线；（正确答案）B、下凸曲线；C、带有拐点的曲线；D、斜直线8.图示结构中，AB为钢材，BC为铝，在P力作用下（）A、AB段轴力大B、BC段轴力大C、轴力一样大（正确答案）D、无法判断9.圆截面的悬臂梁在自由端受集中力的作用，若梁的长度增大一倍，其他条件不变，最大挠度是原来的倍。
图片2.pngA、2B、16C、8（正确答案）D、410.托架由横梁与杆组成。
若将杆由位于梁的下方改为位于梁的上方，其他条件不变，则此托架的承载力。
A、提高（正确答案）B、降低C、不变D、不确定11.单位长度的扭转角e与（）无关A、杆的长度（正确答案）B、扭矩C、材料性质D、截面几何性质12.矩形截面拉弯组合变形时，对于横截面的中性轴有以下的结论。
正确的是：。
A、过形心B、过形心且与ZC轴有一夹角；C、不过形心，与ZC轴平行；（正确答案）D、不过形心，与ZC轴有一夹角。
材料力学习题集（有答案）
绪论一、是非题1.1 材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。
（）1.2 内力只能是力。
（）1.3 若物体各点均无位移，则该物体必定无变形。
（）1.4 截面法是分析应力的基本方法。
（）二、选择题1.5 构件的强度是指（），刚度是指（），稳定性是指（）。
A. A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力在外力作用下构件抵抗变形的能力B. B. 在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力C. C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力在外力作用下构件抵抗破坏的能力1.6 根据均匀性假设，可认为构件的（）在各点处相同。
A. A. 应力应力B. B. 应变应变C. C. 材料的弹性常数材料的弹性常数D. D. 位移位移1.7 下列结论中正确的是（）A. A. 内力是应力的代数和内力是应力的代数和B. B. 应力是内力的平均值应力是内力的平均值C. C. 应力是内力的集度应力是内力的集度D. 内力必大于应力参考答案：1.1 √ 1.2 × 1.3 √ 1.4 × 1.5 C,A,B 1.6 C 1.7 C轴向拉压一、选择题1. 等截面直杆CD 位于两块夹板之间，如图示。
杆件与夹板间的摩擦力与杆件自重保持平衡。
设杆CD 两侧的摩擦力沿轴线方向均匀分布，且两侧摩擦力的集度均为q ，杆CD 的横截面面积为A ，质量密度为r ，试问下列结论中哪一个是正确的？(A) q gA r =；(B) 杆内最大轴力Nmax F ql =；(C) 杆内各横截面上的轴力N 2gAlF r =；(D) 杆内各横截面上的轴力N 0F =。
2. 低碳钢试样拉伸时，横截面上的应力公式N F A s =适用于以下哪一种情况? (A) 只适用于s ≤p s ；(B) 只适用于s ≤e s ；(C) 只适用于s ≤s s ；(D) 在试样拉断前都适用。
3. 在A 和B 两点连接绳索ACB ，绳索上悬挂物重P ，如图示。
(完整版)材料力学习题集(有答案)汇总
一、 是非题
2.1使杆件产生轴向拉压变形的外力必须是一对沿杆件轴线的集中力。 （ ）
2.2轴力越大，杆件越容易被拉断，因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。 （ ）
2.3内力是指物体受力后其内部产生的相互作用力。 （ ）
2.4同一截面上， σ 必定大小相等，方向相同。 （ ）
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大切应力均分别相等，则两轴的横截面面积之比 有四种答案：
(A) ；(B) ；(C) ；(D) 。
2.圆轴扭转时满足平衡条件，但切应力超过比例极限，有下述四种结论：
(A) (B) (C) (D)
切应力互等定理：成立不成立不成立成立
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 有如下四个答案
（A） ；（B） ；
（C） ；（D） 。
答：B
3.切应力互等定理是由单元体
（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。
(A) ; (B) ; (C) ; (D) 。
2.对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常以 表示屈服极限。其定义有以下四个结论，正确的是哪一个？
(A)产生2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
(B)产生0.02%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
(C)产生0.2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；
(A)外径和壁厚都增大；(B)外径和壁厚都减小；
(C)外径减小，壁厚增大；(D)外径增大，壁厚减小。
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。
中南大学材料力学实验答案
中南⼤学材料⼒学实验答案材料⼒学实验材料⼒学实验绪论预习报告1.基础⼒学实验⼀般分为材料的⼒学性质测定；实验静态应⼒测试实验，振动和动应⼒测试实验，综合性测试实验。
两个答案⽤封号隔开2.在⼒学实验测量中，对于载荷不对称或试件⼏何性质不对称时，为提⾼测量精度，常采⽤对称测量法。
3.若载荷与其对应的响应值是线性关系，则载荷增量与其对应的响应值增量也是线性关系。
（正确）4.对于任何测量实验，加载⽅案均可采⽤增量法。
（错误）5.载荷与变形的关系为ΔL=FL/EA实验报告采⽤标注输⼊表格数据简⽀梁各阶固有频率的测量实验1.简⽀梁横向振动固有频率若为f1=20HZ，则f3=180HZ。
2.共振相位判别法判断共振时，激振信号与振动体振动位移信号的李萨如图是正椭圆。
3.共振相位判别法判断共振时，激振信号与振动体速度信号的李萨如图是斜线。
4.共振相位判别法判断共振时，激振信号与振动体加速度信号的李萨如图是椭圆。
5.物体的固有频率只有⼀个。
（错误）6.物体的共振频率就是物体的固有频率。
（错误）压杆稳定测试实验1.关于长度因数µ，正确说法是：其它条件相同时约束越发强，µ越⼩2.关于柔度λ，正确的说法是：其它条件相同时压杆越⼤长，λ越⼤3.关于压杆稳5.两端球形铰我愿意我以为⽀的压杆，其横截⾯如特然也下图所⽰，夜夜该压杆失稳时，横截⾯对中性轴的惯性半径i=0.577mm（i=h/sqrt(12)=2/sqrt(12)=0.577mm)6.已知某理想中⼼压杆的长度为l，横截⾯的惯性俄国过去矩为l，长度因数为µ，材料的弹性模量为为E，则其欧拉临界⼒Fcr=7.已知某理想中⽆⾔⽆语我也⼼压杆的长度为l，横截⾯的氛围惯性半径为i，长度因数为µ，则该压杆的柔度λ=µl/i以约束该截⾯的⽔平位移，则增加该约束后压鄂豫皖红军杆的欧拉临界⼒是原来的4倍。
弯扭组合变形实验1.在弯扭组合实验中，圆轴下表⾯测点处包含横截⾯和径向截⾯的应⼒状态为2.在弯扭组合实验中，圆轴中性轴测点处包好横街⾯和径向截⾯的应⼒状态为3.粘贴温度补偿⽚的元件应选择与被测试件相同的材料4.粘贴温度补偿⽚的元件应与被测试件的膨胀系服务数相同5.为了测定实验圆轴表⾯的主应⼒，原以为我直⾓应变花可否沿任阳我也意⽅向粘贴？为什么？答：可以。
材料力学1 (答案)
材料力学请在以下五组题目中任选一组作答，满分100分。
第一组：计算题（每小题25分，共100分）1. 梁的受力情况如下图，材料的a。
若截面为圆柱形，试设计此圆截面直径。
10kNq/m2. 求图示单元体的：（1）图示斜截面上的应力；（2）主方向和主应力，画出主单元体；（3）主切应力作用平面的位置及该平面上的正应力，并画出该单元体。
60x解：（1）、斜截面上的正应力和切应力：MPa MPa o 95.34,5.6403030=-=--τσ（2）、主方向及主应力：最大主应力在第一象限中，对应的角度为0067.70=α，则主应力为：MPa MPa 0.71),(0.12131-==σσ（3）、主切应力作用面的法线方向：0/20/167.115,67.25==αα 主切应力为：/2/104.96ααττ-=-=MPa此两截面上的正应力为：)(0.25/2/1MPa ==αασσ，主单元体如图3-2所示。
x图3-10.MPa0.25图3-23. 图中所示传动轴的转速n=400rpm，主动轮2输入功率P2=60kW,从动轮1，3，4和5的输出功率分别为P1=18kW,P3=12kW,P4=22kW,P5=8kW。
试绘制该轴的扭矩图。
4. 用积分法求图所示梁的挠曲线方程和转角方程，并求最大挠度和转角。
各梁EI均为常数。
第二组：计算题（每小题25分，共100分）1. 简支梁受力如图所示。
采用普通热轧工字型钢，且已知= 160MPa。
试确定工字型钢型号，并按最大切应力准则对梁的强度作全面校核。
（已知选工字钢No.32a：W = 692.2 cm3，Iz = 11075.5 cm4）解：1．FRA = FRB= 180kN（↑）kN·mkN·mkNm3由题设条件知：W = 692.2 cm2，Iz = 11075.5 cm4cmE截面：MPaMPa2． A＋、B－截面：MPaMPa3．C－、D＋截面：MPaMPa∴选No.32a工字钢安全。
中南大学材料力学习题答案共35页
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
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中南大学材料力学习题答案
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能，残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
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。
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轴 向 拉 压 与 剪 切 （一）一、概念题1．C ；2．B ；3．B ；4. C ；5.B6．︒=0α的横截面；︒=90α的纵向截面；︒=45α的斜截面；︒=0α的横截面和︒=90α的纵向截面 7．230MPa ；325Mpa 8．0.47%；0.3%9．26.4%；65.2%；塑性材料10．杯口状；粒状；垂直；拉；成︒45左右的角；切 11．s σ；ssn σ；b σ；bbn σ二、计算题1．2．解：横截面上应力 M P a Pa A F N 10010100102010200643=⨯=⨯⨯==-σAB 斜截面（︒=50α）：M P aM P aAB AB2.49100sin 21002sin 23.4150cos 100cos 22=︒===︒⨯==αστασσBC 斜截面（︒-=40α）：MPaMPaBC BC2.49)80sin(21002sin 27.58)40(cos 100cos 22-=︒-===︒-⨯==αστασσ杆内最大正应力和最大切应力分别为：M P aM P a502100max max ====στσσ3．解：根据活塞杆的强度条件确定最大油压P 1：62112121013044)(⨯⨯=-d p d D ππ M P a p 1.181=根据螺栓的强度条件确定最大油压P 2：62221210110644)(⨯⨯⨯=-d p d D ππ M P a p 5.62=所以最大油压MPa p p 5.62==4．解： 研究A 轮，由静力平衡方程得 N A B AB F kN W F ===604 查型钢表得角钢的横截面面积 2410058.4m A -⨯=[]σσ<=*⨯⨯==-MPa AF NAB AB93.7310058.421060243所以斜杆AB 是安全的。
5．解：杆的轴力图为4923maxmax 105101004107.15-⨯=⨯⨯⨯===d AEF ENt t πσεmm d 20=6．解：（1）MPa Pa E 7351035.70035.01021089=⨯=⨯⨯==εσ（2）mmm ll l ll l 7.831037.810035.1)()(2222222=⨯=-=-+=-+∆=∆-ε（3）A F N σ=N F F N P 3.965.10037.834001.0107352sin 226=⨯⨯⨯⨯⨯==πθ轴 向 拉 压 与 剪 切 （二）一、概念题1． D ；2．A ；3．B ；4．D ；5．D ；6．D ；7．C 8.AP 25（压）；)(27←EAPa9.[]τπ≤dhP；[]bs d D Pσπ≤-)(422；[]σπ≤24dP二、计算题1. 如图示，钢缆单位长度所受重力为γA q =，则x 截面上的轴力为 P x A P qx x F N +=+=γ)(。
最大轴力、最大应力都发生在杆件顶部截面。
[]σγσ≤+==AP l A AF N m a xm a x所以 []γσA P A l -≤2．在x 处截取微段dx ，如图示，则微段的变形为dx EAP x A EAdx x F l d N +==∆γ)()(所以 ⎰⎰+=+=∆=∆llEAPl l A dx EAP x A l d l 0222)(γγ2. 解：设每个角钢的轴力为1N F ，木柱的轴力为2N F ，则 静力关系： P N N F F F =+214 变形几何关系： 21l l ∆=∆ 物理关系： 22221111,A E l F l A E l F l N N =∆=∆查型钢表得角钢的截面面积24110086.3m A -⨯=。
链解上述三关系得：P N P N F F F F 72.0,07.021==根据角钢的强度条件[]111σ≤A F N 即641016010086.307.0⨯≤⨯-P F ，得kN F P 698≤根据木柱的强度条件[]222σ≤A F N 即66210121025072.0⨯≤⨯-P F ，得kN F P 1042≤所以许可载荷kN F P 698=3. 解：此为一静不定问题。
杆AD 、AG 及ABC 的BC 段为拉伸变形，ABC 的AB 段为压缩变形。
AB 段的轴力为AB F ，BC 段的轴力为AB P F F - 静力关系（见图）：AG AD F F =︒=45cos 2AD AB F F变形几何关系： AD AB BC l l l ∆=︒∆-∆45cos )(物理关系：EA lF F l AB P BC )(-=∆EAl F l AB AB =∆EAlF l ADAD 2=∆联解得： P P AG AD F F F F 212)12(2-=+==（拉）P AB F F 222-=（压）； P BC F F 22=（拉）4. 解：这是一个有温度应力的拉压静不定问题。
设上下两固定端的约束力分别为A F 、B F静力关系： B A F F = 变形几何关系： T l l ∆=∆ 物理关系： 21EA a F EA a F l A A +=∆)(212t t a l T -=∆α 联解得 kN F A 35=所以杆件上部分内的温度应力为 M P a A F A T 7010510354311=⨯⨯==-σ下部分内的温度应力为 MPa A F A T 35101010354322=⨯⨯==-σ5. F N1= F N3=25F ，F N2=5F6. F N1sin2β= F N2 sin2α7. 2σ/1σ=18．解：（1）挤压面积ab A bs =，由挤压强度条件： 6331010102501050⨯≤⨯⨯⨯==-a A F bsbs bs σ 所以 mm m a 2010203=⨯≥-（2）剪切面面积bl A =，由剪切强度条件：633101102501050⨯≤⨯⨯⨯==-lAF Q τ 所以 mm m l 200102003=⨯≥-9. 解：单个铆钉受力如图： （1）剪切强度校核：kN F Q 6200=[]τπτ>=⨯=⨯⨯==MPa Pa AF Q 2.106102.106402.0106200623（2）挤压强度校核： kN F bs 3200=[]bs bsbs bs MPa A F σσ<=⨯=⨯⨯⨯==-7.166107.166102020103200663（3）拉伸强度校核钢板：有两个铆钉孔的截面P F N 32=[]σδσ<=⨯=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==-M P a Pa d b PAF N 6.60106.6010)202150(201020032)2(326632 有一个铆钉孔的截面P F N =[]σδσ<=⨯=⨯-⨯⨯=-==-MPa Pa d b PA F N 9.76109.7610)20150(2010200)(6632盖板：有两个铆钉孔的截面P F N 21=[]σδσ<=⨯=⨯⨯-⨯⨯⨯=-==-MPa Pa d b PAF N 9.90109.9010)202150(101020021)2(216631有一个铆钉孔的截面P F N 61=[]σδσ<=⨯=⨯-⨯⨯⨯=-==-MPa Pa d b PAF N 6.25106.2510)20150(101020061)(616631 所以该接头剪切强度不够，不安全。
扭 转一、概念题1.B ；2. B ；3. D ；4.A ；5.D ；6.C 6． 二、计算题1.2.解：圆轴的扭矩图如土示。
33max 1616dmd mW M PT BCππτ===33max 416)2(2dmd mW M PT ACππτ===所以轴内 3m a x m a x 16dmBCπττ==4442832)2(232dG ml d GmldG ml CA BC BA πππφφφ-=+⨯-=+=3. 解：计算作用在各轮上的外力偶矩： m N MA.70245005007024== m N M B.6.28095002007024== m N MC.4.42145003007024==传动轴的扭矩图如图示。
（1）分别由强度和刚度条件确定两段的直径 AB 段：mmd dW M PT AB 0.80,10701670241631≥⨯≤==πτmm d d GIM PT AB 6.84,118032108070241801419≥︒≤︒⨯⨯⨯=︒⨯=πππθ所以AB 段的直径mm d 6.841= BC 段：mm d dW M PT BC 4.67,1070164.42142632≥⨯≤==πτmm d dGIM PT BC 5.74,11803210804.42141802429≥︒≤︒⨯⨯⨯=︒⨯=πππθ所以BC 段的直径mm d 5.742=（2）若AB 、BC 两段设计为相同直径，则mm d 6.84=（3）主动轮A 置于从动轮B 、C 之间较合理，这样可降低轴内的最大扭矩。
4．解：由薄壁圆筒扭转切应力计算公式（20D r =）得横截面上的应力为：MPa tr Me 713.59008.01.02103022320=⨯⨯⨯==ππτ由切应力互等定理的薄壁圆筒纵向截面上的应力也是59.713MPa 。
则两铆钉间纵向截面上有切应力所引起的剪力为：ts F Q τ=。
由铆钉的剪切强度条件：[]τ≤AF Q ，即 []τπτ42d ts F Q ≤=代入数据：6261060402.0008.010713.59⨯⨯⨯≤⨯⨯⨯πs得 mm s 4.39≤ 由挤压强度条件（Q bs F F =）：[]bsbsbs A F σ≤，即[]bsbs td ts F στ≤=代入数据：661016002.0008.0008.010713.59⨯⨯⨯≤⨯⨯⨯s 得 mm s 38.53≤ 所以铆钉的间距mm s 4.39≤。
5. b /a6.解：由于AB 、CD 两杆的截面尺寸相同，故PCD PAB I I =，而CD AB G G 3=。
设F P 力分解为F AB 、F CD 分别作用在AB 、CD 两杆上，两杆发生扭矩变形，扭矩分别为： a F M a F M CD TCD AB TAB ==,此题为一静不定问题。
静力关系： P CD AB F F F =+ 变形几何关系： DC BA φφ= 物理关系： PABAB AB PABAB TAB BA I G al F I G l M ==φ P C DCD CD PCDCD TCD DC I G al F I G l M ==φ联解得： P CD P AB F F F F 41,43==弯 曲 内 力一、概念题1. A 。
2. B 。
3. D 。