圆轴扭转内力习题
4.6 扭转-习题课
第4章扭转4-1 判断题判断下面说法是否正确：切应力互等定理只有材料处于线弹性范围才成立答：错。
推导切应力互等定理时只用到了平衡条件，没有牵涉到材料是否线弹性，因此，只要处于平衡状态，切应力互等定理都是成立的。
4-2 判断题判断下面说法是否正确：低碳钢圆轴扭转破坏是沿横截面剪断。
答：对。
低碳钢是塑性材料，其抗剪能力低于抗拉、抗压能力，因此它的扭转破坏面为最大切应力所在面，即横截面。
4-3 选择题圆轴单位长度扭转角与 无关。
A.扭矩大小B.杆长C. 材料D. 截面几何性质答：B 。
由 可知，表达式中无杆长项。
PGI T =θ4-4 选择题m axτm ax τm ax τ图示由两种不同材料等截面杆连接而成的圆轴，两端受到扭转外力偶作用后，左、右两段 。
A. 相同， 不同B. 不同， 相同C. 与 都不同D. 与都相同 M eM e钢铝l ltm ax WT=τm ax τPGI T=θθ答: A左右两段内力相同， ，与材料无关，所以两段 相同。
而 ，式中G 代表材料不同。
材料不同时G 不同，因此两段 m ax τm ax τθθθθ4-5 选择题图示圆轴表面贴有三片应变片，实测时应变片 的度数几乎为零。
A. 1和2B. 2和3C. 1和3D. 1、2和3M eM e1 2345答： C圆轴在线弹性范围内扭转变形时，轴向尺寸和横截面尺寸没有变化，因此1、3两片应变片不应有度数。
4-6 选择题为提高碳钢圆轴的扭转刚度，下列措施中最有效的是 。
A. 减小轴的长度B. 改用高强度结构钢C. 提高轴表面的粗糙度D. 增加轴的直径P GI PI 答： D圆轴扭转刚度为 ，各种钢材的切变模量G 相差不多，更换钢种无明显效果， 而增加轴的直径可显著提高4-7 计算题Dd ABCM e123M em m 100=D m m 50=d []MPa 60=τ 图示圆轴AB 段为实心，BC 段为空心，它们的外直径都为 ，BC 段的内直径 材料的许用切应力 ，试求此轴能承受的M e 最大值。
扭转典型习题解析
扭转典型习题解析1 一内径d =100mm 的空心圆轴如图示，已知圆轴受扭矩m kN 5⋅=T ，许用切应力][τ=80MPa ，试确定空心圆轴的壁厚。
解题分析：因为不知道壁厚,所以不能确定是不是薄壁圆管。
分别按薄壁圆管和空心圆轴设计。
解： 1、按薄壁圆管设计薄壁圆管扭转时，假设切应力沿壁厚均匀分布，设壁厚为δ，平均半径为2/0）（δ+=d R ，则扭转切应力为 δτ20π2R T=强度条件为][ττ≤，于是得][π22τδδTd =+）（ ][π22223τδδδTd d =++ ()Pa1080πm N 1052m 10100m 1010026323233××⋅××=×+××+−−δδδ解得 mm 70.3m 1070.33=×=−δ 2、按空心圆轴设计强度条件为 ][pmax ττ≤=W T将δ216π44p +=−=d D d D DW ）；（代入得][π16][π][π164444=−−≤−τττd TD D d D DT，）（0Pa)108(m 1.0πm N 10516Pa 1080π64346=××−×⋅××−×××）（D D解得mm 107.7m 10107.73=×=−Dmm 85.32mm100mm 7.1072=−=−=d D δ 比较可知，两种设计的结果非常接近。
讨论: 当10/0R ≤δ时，即认为是薄壁圆管，可以直接使用薄壁管扭转公式。
2 图示受扭圆杆，沿平面ABCD 截取下半部分为研究对象，如图b 所示。
试问截面ABCD 上的切向内力所形成的力偶矩将由哪个力偶矩来平衡？解题分析：由切应力互等定理可知截面ABCD 上的切向内力分布及其大小。
该截面上切向内力形成一个垂直向上的力偶矩。
在图b 中，左右两个横截面上的水平切向内力分量形成垂直于截面ABCD 的竖直向下的力偶矩，正好与截面ABCD 上切向内力的合力偶矩平衡。
材料力学扭转练习题
材料力学扭转练习题基本概念题一、选择题1. 图示传动轴，主动轮A的输入功率为PA =0 kW，从动轮B，C，D，E的输出功率分别为PB =0 kW，PC = kW，PD = 10 kW，PE = 1kW。
则轴上最大扭矩T。
A．BA段 B．AC段 C．CD段 D．DE段max出现在题1图2. 图示单元体的应力状态中属正确的纯剪切状态的是。
题2图3. 上题图示单元体的应力状态中属正确的是。
4. 下列关于剪应力互等定理的论述中正确的是。
A．剪应力互等定理是由平衡B．剪应力互等定理仅适用于纯剪切的情况C．剪应力互等定理适用于各种受力杆件D．剪应力互等定理仅适用于弹性范围E．剪应力互等定理与材料的性能无关5. 图示受扭圆轴，其横截面上的剪应力分布图正确的是。
-12-题5图6. 实心圆轴，两端受扭转外力偶作用。
直径为D时，设轴内的最大剪应力为?，若轴的直径改为D2，其它条件不变，则轴内的最大剪应力变为。
A．8? B．?C．16? D．?7. 受扭空心圆轴，在横截面积相等的条件下，下列承载能力最大的轴是。
A．??0 B．??0.5C．??0. D．??0.88. 扭转应力公式T?的适用范围是。
IpA．各种等截面直杆 B．实心或空心圆截面直杆C．矩形截面直杆 D．弹性变形 E．弹性非弹性范围 9. 直径为D的实心圆轴，最大的容许扭矩为T，若将轴的横截面积增加一倍，则其最大容许扭矩为。
A．2TB．2T C．22TD．4T10. 材料相同的两根圆轴，一根为实心，直径为D1；另一根为空心，内径为d2，外径为D2d2D??。
若两轴横截面上的扭矩T，和最大剪应力?max均相同，则两轴外径之比1 D2D2为。
A．1??B．1?? C．343D．411. 阶梯圆轴及其受力如图所示，其中AB段的最大剪应力?max1与BC段的最大剪应力?max2的关系是。
A．?max1??max2B．?max1?313?max2C．?max1??max2D．?ma x1??max248-13-题12图题13图12. 在图示的圆轴中，AB段的相对扭转角?1和BC段的相对扭转角?2的关系是。
四套《材料力学》试题及答案
材料力学试题A成绩班 级 姓名 学号 一、单选题（每小题2分，共10小题，20分）1、 工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。
下列除（ ）项，其他各项是必须满足的条件。
A 、强度条件B 、刚度条件C 、稳定性条件D 、硬度条件 2、内力和应力的关系是（ ）A 、内力大于应力B 、内力等于应力的代数和C 、内力是矢量，应力是标量D 、应力是分布内力的集度 3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（ ）。
A 、形状尺寸不变，直径线仍为直线。
B 、形状尺寸改变，直径线仍为直线。
C 、形状尺寸不变，直径线不保持直线。
D 、形状尺寸改变，直径线不保持直线。
4、建立平面弯曲正应力公式zI My =σ,需要考虑的关系有（ ）。
A 、平衡关系,物理关系，变形几何关系；B 、变形几何关系，物理关系，静力关系；C 、变形几何关系，平衡关系，静力关系；D 、平衡关系, 物理关系，静力关系； 5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（ ）来确定积分常数。
A 、平衡条件。
B 、边界条件。
C 、连续性条件。
D 、光滑性条件。
6、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅度a σ分别为（ ）。
A -10、20、10；B 30、10、20； C31-、20、10； D 31-、10、20 。
7、一点的应力状态如下图所示，则其主应力1σ、2σ、3σ分别为（ ）。
A 30MPa 、100 MPa 、50 MPaB 50 MPa 、30MPa 、-50MPaC 50 MPa 、0、-50Mpa 、D -50 MPa 、30MPa 、50MPa8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（ ）。
A 、2 B 、3 C 、4 D 、5 9、压杆临界力的大小，（ ）。
A 与压杆所承受的轴向压力大小有关；B 与压杆的柔度大小有关；C 与压杆材料无关；D 与压杆的柔度大小无关。
10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移，要求结构满足三个条件。
工程力学--第八章_圆轴的扭转
df /dx ,称为单位扭转角。
对半径为r的其它各处，可作类 似的分析。
1. 变形几何条件
MT
A
r
B r
rr
C
df
C O D
D
dx
对半径为r的其它各处，作类 似的分析。 同样有：
CC= dx=rdf
即得变形几何条件为：
rdf / dx --(1)
剪应变的大小与半径r成
2
TBC 2
B mx C
2 TBC
2
T
A
用假想截面2将圆轴切开 ，取左段或右段为隔离 体，根据平衡条件求得 ：
TBC=-mx
（3）作扭矩图
2mx +
B
–
Cx mx
[例8-2]图示为一装岩机的后车轴，已知其行走的功率 PK=10.5kW，额定转速n=680r/min，机体上的荷载通过轴承 传到车轴上，不计摩擦，画出车轴的扭矩图
4.78
6.37
15.9
4.78
简捷画法：
MT图 10kN m 10kN m
FN图（轴力）
2kN 8kN
5kN
o
x
A
C B 20kN m
5kN 2kN 8kN
5kN
向 按右手法确定
向
MT / kN m
20
5kN
3kN
10
N图
5kN
A
B
C
在左端取参考正向，按载荷大小画水平线；遇集 中载荷作用则内力相应增减；至右端回到零。
G
df
dx
A
r 2dA
MT
3. 力的平衡关系
令：
扭转习题
第三章 扭转习题一、单项选择题1、横截面都为圆的两个杆，直径分别为d 和D ，并且d=。
两杆横截面上扭矩相等两杆横截面上的最大切应力之比maxDmaxdττ为A 、2倍，B 、4倍，C 、8倍，D 、16倍。
二、1、扭转变形时，公式pTlGI τ=中的 表示单位长度的扭转角，公式中的T 表示横截面上的 ；G 表示杆材料的 弹性模量；I P 表示杆横截面对形心的 ；GI P 表示杆的抗扭 。
2、截面为圆的杆扭转变形时，所受外力偶的作用面与杆的轴线 .3、实心圆轴扭转时，横截面上的切应力分布是否均匀，横截面上离圆心愈远的点处切应力 ,圆心处的切应力为 ，圆周上切应力4、两根实心圆轴的直径d 和长度L 都相同，而材料不同，在相同扭矩作用下，它们横截面上的最大切应力是否相同 ，单位长度的扭转角是否相同 。
5、剪切虎克定律的表达式 G τγ=，式中的G 表示材料的 模量，式中的γ称为 。
6、根据切应力互等定理，单元体两互相垂直截面上在其相交处的切应力成对存在， 且 相等，而 现反。
三、 1、如图所示圆轴，一端固定。
圆轴横截面的直径D=100mm ，所受的外力偶矩M 1=6kN•m,M 2=4kN•m。
试求圆轴横截面上的最大扭矩和最大切应力。
答：圆轴横截面上的最大扭矩为 kN•m；圆轴横截面上的最大切应力为 Mpa 。
2、如图所示阶梯形圆轴，一端固定。
圆轴横截面的直径分别为外力偶矩M C =1200 N•m，M B =1800 N•m。
试求BC 段横截面上的扭矩和该阶梯轴的最 大切应力。
答：BC 段横截面上的扭矩为 N•m；该阶梯轴的最大切应力为 Mpa 。
3、如图所示圆轴，一端固定。
圆轴横截面的直径d=100mm ，所受的外力偶矩M 1=7000 N•mM 2=5000 N•m。
试求圆轴横截面上的最大扭矩和最大切应力。
答：最大扭矩为 N •m 。
最大切应力为 Mpa 。
4、某传动轴为实心圆轴，轴内的最大扭矩=1.5kN m T g，许用切应力[]=50MPa τ，试确定该轴的横截面直径。
工程力学基础知识单选题100道及答案
工程力学基础知识单选题100道及答案1. 力的三要素是（）。
A. 大小、方向、作用点B. 大小、方向、作用线C. 大小、作用点、作用线D. 方向、作用点、作用线答案：A2. 两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，这两个力（）。
A. 平衡B. 不平衡C. 可能平衡也可能不平衡D. 无法确定答案：A3. 作用在刚体上的力可沿其作用线（）作用点，而不改变该力对刚体的作用效应。
A. 任意移动B. 不能移动C. 只能平移D. 只能转动答案：A4. 约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向（）。
A. 相同B. 相反C. 垂直D. 成一定角度答案：B5. 光滑接触面约束的约束反力总是沿接触面的（）指向被约束物体。
A. 公法线B. 切线C. 任意方向D. 垂直方向答案：A6. 固定铰链支座的约束反力通常用（）表示。
A. 一个力B. 一个力偶C. 一对力D. 一对力偶答案：C7. 力偶对物体的作用效应取决于（）。
A. 力偶矩的大小B. 力偶的转向C. 力偶的作用平面D. 以上都是答案：D8. 力偶在（）的坐标轴上的投影之和为零。
A. 任意B. 正交C. 水平D. 垂直答案：A9. 平面汇交力系平衡的必要和充分条件是该力系的（）为零。
A. 合力B. 合力偶C. 主矢D. 主矩答案：C10. 平面力偶系平衡的必要和充分条件是该力系的（）为零。
A. 合力B. 合力偶C. 主矢D. 主矩答案：B11. 平面任意力系向作用面内一点简化，一般可以得到一个主矢和一个主矩，当主矢和主矩都为零时，该力系（）。
A. 一定平衡B. 不一定平衡C. 无法确定D. 一定不平衡答案：A12. 材料力学的主要研究对象是（）。
A. 刚体B. 变形固体C. 流体D. 气体答案：B13. 杆件的四种基本变形是（）。
A. 拉伸、压缩、弯曲、扭转B. 拉伸、压缩、剪切、弯曲C. 拉伸、压缩、剪切、扭转D. 弯曲、扭转、剪切、挤压答案：C14. 轴向拉伸或压缩时，杆件横截面上的内力是（）。
工程力学-圆轴扭转变形分析
P=7.5kW,轴的转速n=80r/min。试选择实心圆轴的直径d和空心圆轴的外
径d 2。己知空心圆轴的内外径之比=d 1/d 2=0.8,许用扭转切应力 [τ]=40MPa。
解：（1）外力偶矩为
M e 9550 7.5 N m 895 .3 N m 80
（2）扭矩为 T = Me = 895.3N· m （3）实心圆轴直径 根据强度条件
各点切应力的大小与该点到圆心的距离成正比，其分布 规律如图
圆轴扭转时，最大切应力 max 发生在圆轴表面。当ρ=R 时，其值为：
TR T max Ip IP / R
令 Wp
Ip R
max
T Wp
Wp称为扭转截面系数，它表示截面抵抗扭转破坏的能 力，单位是（mm）3。
工程中承受扭转的圆轴通常采用实心圆轴和空心圆轴两种形
max
T 16T 3 Wp πd
16 T 3 16 895.3 d 3 m 0.048m 48mm 6 [ ] 3.14 40 10
（4）空心圆轴外径
根据强度条件
max
T 16T 3 4 Wp πd 2 (1 )
16 T 16 895.3 3 d2 m 4 6 4 [ ](1 ) 3.14 40 10 (1 0.8 )
3
0.058m 58m m
内径d 1=α×d 2= 0.8×58 mm = 46.4mm
（5）比较重量
在长度相等、材料相同的情况下，空心圆轴与实心圆 轴重量之比等于横截面面积之比，即
四、圆轴扭转时的强度 计算
圆轴的扭转的强度条件
max
Tmax Wp
材料力学专项习题练习扭转
扭 转1. 一直径为1D 的实心轴，另一内径为d , 外径为D , 内外径之比为22d D α=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12/A A 有四种答案：(A) 21α-； (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 剪切胡克定律： 成立 不成立 成立 不成立3. 一内外径之比为/d D α=的空心圆轴，当两端承受扭转力偶时，若横截面上的最大切应力为τ，则内圆周处的切应力有四种答案：(A) τ ； (B) ατ； (C) 3(1)ατ-； (D) 4(1)ατ-。
4. 长为l 、半径为r 、扭转刚度为p GI 的实心圆轴如图所示。
扭转时，表面的纵向线倾斜了γ角，在小变形情况下，此轴横截面上的扭矩T 及两端截面的相对扭转角ϕ有四种答案：7. 图示圆轴料的切变模量(A) 43π128d G a ϕ(C) 43π32d G a ϕ8. 一直径为D重量比21W W 9. 想弹塑性材料， 等直圆轴的极限扭矩是刚开始出现塑性变形时扭矩的 倍。
10. 矩形截面杆扭转变形的主要特征是 。
1-10题答案：1. D 2. D 3. B 4. C 5. B 6. C 7. B 8. 0.479. 横截面上的切应力都达到屈服极限时圆轴所能承担的扭矩；4/3 10. 横截面翘曲11. 已知一理想弹塑性材料的圆轴半径为R ，扭转加载到整个截面全部屈服，将扭矩卸掉所产生的残余应力如图所示，试证明图示残余应力所构成的扭矩为零。
证：截面切应力 4103s R R ρρττρ⎛⎫=-≤≤ ⎪⎝⎭截面扭矩 04d 12πd 03Rs s A T A R ρρτρτρρ⎛⎫==-⋅= ⎪⎝⎭⎰⎰ 证毕。
12. 图示直径为d 的实心圆轴,两端受扭转力偶e M 用1/m C τγ=表示，式中C ，m 为由实验测定的已知常数，试证明该轴的扭转切应力计算公式为：1/e (31)/2π()23m 1mm mM m d ρρτ+=+s /3证：几何方面 d d xρϕγρ= 物理方面 1/1/d d mmC C x ρϕτγρ⎛⎫== ⎪⎝⎭静力方面 1//21/e 0d d 2πd d md mAM T A C x ρϕρτρρρρ⎛⎫==⋅⋅=⋅⋅ ⎪⎝⎭⎰⎰1//221/0d 2πd d m d mC x ϕρρ+⎛⎫= ⎪⎝⎭⎰(31)/1/()d 22π(31)d m mmd C m x mϕ+⎛⎫= ⎪+⎝⎭1/e (31)/(31)d d 2π()2mm m M m d x Cm ϕ++⋅⎛⎫=⎪⎝⎭⋅ 所以 1/e (31)/2π()23m 1mm mM m d ρρτ+=+ 证毕。
材料力学第三章扭转复习题
第三章 扭转1．等截面圆轴上装有四个皮带轮，如何安排合理，现有四种答案：（A ） 将C 轮与D 轮对调； （B ） 将B 轮与D 轮对调； （C ） 将B 轮与C 轮对调；（D ） 将B 轮与D 轮对调；然后将B 轮与C 轮对调；正确答案是 a 。
2．薄壁圆管受扭转时的剪应力公式为 ()t R T 22/πτ= ，（R 为圆管的平均半径，t 为壁厚）。
关于下列叙述，（1） 该剪应力公式可根据平衡关系导出；（2） 该剪应力公式可根据平衡、几何、物理三方面条件导出； （3） 该剪应力公式符合“平面假设”；（4） 该剪应力公式仅适用于R t <<的圆管。
现有四种答案： （A ） （1）、（3）对； （B ） （1）、（4）对； （C ） （2）、（3）对； （D ） 全对；正确答案是 b 。
3．建立圆轴的扭转应力公式 p p I T /ρτ=时，“平面假设”起到的作用于有 下列四种答案：（A ） “平面假设”给出了横截面上内力与应力的关系⎰=AdA T τρ；（B ） “平面假设”给出了圆轴扭转时的变形规律；（C ） “平面假设”使物理方程得到简化；（D ） “平面假设”是建立剪应力互等定理的基础。
正确答案是 。
4．满足平衡条件，但剪应力超过比例极限时，有下述四种结论：（A ） （B ） （C ） （D ） 剪应力互等定理： 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 正确答案是 。
D5．一内、外直径分别为d 、D 的空心圆轴，其抗扭截面系数有四种答案：（A ）()()16/16/33d D W t ππ-=；（B ）()()32/32/33d DW t ππ-=；（C ）()[]()4416/d D D W t-=π； （D ）()()32/32/44d D W tππ-=；正确答案是 c 。
6．一内外径之比为D d /=α的空心圆轴， 当两端受扭转力偶矩时，横截面的最大剪应为τ，则内圆周处的剪应力有四种答案： （A ）τ； （B ）ατ；（C ） ()τα31-； （D ）()τα41-正确答案是 b 。
材料力学习题()
扭转一、选择题1.图示传动轴，主动轮A的输入功率为P A= 50 kW，从动轮B，C，D，E的输出功率分T出现在别为P B = 20 kW，P C = 5 kW，P D = 10 kW，P E = 15 kW。
则轴上最大扭矩max( B )。
A．BA段B．AC段C．CD段D．DE段2、如图所示的传动轴，（B ）种布置对提高轴的承载能力最为有利A、B、C、D、3、一传动轴如图所示，已知M A=1.3 N·m，M B=3 N·m，M C=1 N·m，M D=0.7 N·m，按扭矩的正负号规定，横截面1-1、2-2和3-3上扭矩的正负号分别为（C ）。
A 、正、负、负B 、正、负、正C 、负、正、正D 、负、正、负4. 图示受扭圆轴，其横截面上的剪应力分 布图正确的是(A )。
5. 实心圆轴，两端受扭转外力偶作用。
直径为D 时，设轴内的最大剪应力为τ，若轴的直径改为2D ，其它条件不变，则轴内的最大剪应力变为( A )。
A ．τ8B ．8τC ．τ16D ．16τ6. 直径为D 的实心圆轴，最大的容许扭矩为T ，若将轴的横截面积增加一倍，则其最大容许扭矩为（ C ）。
A ．T 2B ．T 2C ．T 22D ．T 47. 在题10图示圆轴左段实心，右段空心，其中右段和左段的最大剪应力右m ax τ和左m ax τ之比=左右max max ττ（ B ）。
A ．3B ．16 / 5C ．6D ．24 / 78. 在上题图示圆轴中，右段的相对扭转角右ϕ和左段的相对扭转角左ϕ的比=左右ϕ（ ）。
A ．8／5B ．16／5C ．3／2D ．249. 截面为实心圆，直径为ｄ，截面对圆心的极惯性矩I p 为（ B ）。
A.164d π B.324d π C.644d π D.44d π10. 等截面圆轴上装有四个皮带轮，( A )安排合理，现有四种答案：Ａ. 将Ｃ轮与Ｄ轮对调； Ｂ. 将Ｂ轮与Ｄ轮对调；Ｃ. 将Ｂ轮与Ｃ轮对调； Ｄ. 将Ｂ轮与Ｄ轮对调，然后再将Ｂ轮与Ｃ轮对调。
材料力学复习
A 横截面各点各正应力相同
B 横截面上各点切应力都为零
Ｃ 纵截面上各点的正应力和切应力都为零 Ｄ 杆内不存在切应力
17、下面描述中正确的是
（）
A 超静定结构中不会产生装配应力 B 超静定结构中不会产生温度应力
C 超静定结构中由于支座移动会在结构中产生附加应力
D 静定结构中由于支座移动会在结构中产生附加应力
D 关于中性轴不对称的倒 T 型截面
21、要用冲床在厚度为ｔ的钢板上冲出一个圆孔，则冲力大小为 （ ）
A 与圆孔直径的平方成正比 B 与圆孔直径的平方根成正比
Ｃ 与圆孔直径成正比
Ｄ 与圆孔直径的三次方成正比
22、受力构件一点处的应力圆如右图所示，则该点
处
的应力状态为（ ）。
A 单轴应力状态
B 纯剪应力状态
）
A．拉压杆的内力只有轴力 B．轴力的作用线与杆轴线重合
C．轴力是沿杆轴线作用的外力 D．轴力与杆的横截面和材料均无关
12．设矩形截面对其一对称轴 z 的惯性矩为 Iz，则当长宽分别为原来的 2 倍时，该矩形
截面对 z 的惯性矩将变为（
）
A．2Iz B．4Iz
C．8Iz D．16Iz
13．圆截面杆受扭转力矩作用，横截面扭矩为 Mn, 在线弹性范围内横截面剪应力分布
（ ）。
A、第Ⅰ种布置方案比较合理
B、第Ⅱ种布置方案比较合理
C、第Ⅲ种布置方案比较合理
D、怎样布置都一样
20、对于只承受正弯矩的构件，如采用抗拉和抗压性能不同的材料（如铸铁），构件截
面应选取的截面形式是 （ ）。
A 关于中性轴对称的矩形截面
B 关于中性轴对称的工字型截面
C 关于中性轴不对称的正 T 型截面
《工程力学》单选题题库(二)及答案(共3套)
《工程力学》题库单选题（二）及答案1、拉伸过程中杆件表面出现滑移线，是因为（）。
A、 45度方向切应力最大B、 30度方向切应力最大C、横截面正应力最大D、纵向截面切应力最大正确答案： A2、弯曲变形内力有剪力和弯矩，F作用处剪力图不变，弯矩图发生（）。
A、突变B、转折C、不变正确答案： B3、以上四步是轴类零件未知力的求解步骤，其中拆画平面受力图这步坚持（）原则。
A、相互平行的力放在一个平面受力图中B、矩放在一个平面受力图中C、只要是同一作用面的力和矩就放在同一个平面受力图中正确答案： C4、图中跷跷板受力发生（）变形。
A、旋转B、扭转C、弯曲D、拉伸正确答案： C5、如图所示，猎人非法猎猴，用两根轻绳将猴子悬于空中，猴子处于静止状态，以下说法正确的是（）。
A、猴子受到三个力作用B、绳拉猴子的力和猴子拉绳的力相互平衡C、地球对猴子有引力，猴子对地球没有引力D、人将绳子拉得越紧，猴子受到的合力越大正确答案： A6、下列曲柄滑块机构中，先画（）的受力图。
A、 AO杆B、 AB杆C、滑块正确答案： B7、物体作匀速运动时合力（）。
A、不一定为零B、一定为零C、一定不为零D、不确定正确答案： A8、图中哪个力对O点的力矩为正？（）A、B、正确答案： A9、梁发生平面弯曲时，其横截面绕（）旋转。
A、梁的轴线B、中性轴C、截面的对称轴D、截面的上（或下）边缘正确答案： B10、剪切变形受力特点是构件受到的两个力，大小相等，方向相反，作用线（）。
A、平行B、垂直C、平行，而且相距很近。
正确答案： C11、图中A点受到的力系是（）。
A、空间汇交力系B、空间平行力系C、空间任意力系正确答案： A12、（）弯曲变形内力有剪力和弯矩，上图简支梁中3-3截面弯矩和（）截面相同。
A、 1-1B、 2-2C、 3-3D、 4-4正确答案： B13、光滑墙角处于平衡状态的小球受到（）个光滑面约束。
A、 1B、 2正确答案： A14、车刀车削工件时车刀发生（（））。
任务十三传动轴的扭转强度计算与变形验算
任务十三传动轴的扭转强度计算与变形验算一、填空题1.根据平面假设,圆轴扭转变形后，横截面（仍保持为平面），其形状、大小与横截面间的距离（均不改变），而且半径（仍为直线）。
2.圆轴扭转时，根据（切应力互等定理），其纵截面上也存在切应力。
45螺旋面）。
3.铸铁圆轴受扭转破坏时，其断口形状为（与轴线约成0d D=的4. 一直径为1D的实心轴，另一内径为2d，外径为2D，内外径之比为220.8空心轴，若两轴的长度、材料、所受扭矩和单位长度扭转角均分别相同，则空心轴与实W W=（ 0.47 ）。
心轴的重量比215. 圆轴的极限扭矩是指(横截面上的切应力都达到屈服极限时圆轴所能承担的)扭矩。
对于理想弹塑性材料，等直圆轴的极限扭矩是刚开始出现塑性变形时扭矩的（4/3）倍。
6. 矩形截面杆扭转变形的主要特征是（横截面翘曲）。
二、选择题1.圆轴扭转时，若已知轴的直径为d,所受扭矩为T，试问轴内的最大剪应力τmax 和最大正应力σmax各为多大？（ A ）A．τmax=16T/πd3，σmax=0 B．τmax=32T/πd3，σmax=0C．τmax=16T/πd3，σmax=32T/πd3 D．τmax=16T/πd3，σmax=16T/πd32.扭转变形时，园轴横截面上的剪应力（ B ）分布。
A.均匀B.线性C.假设均匀D.抛物线3.扭转的受力特点是在杆两端垂直于杆轴的平面内，作用一对（ B ）。
A.等值、反向的力B.等值、反向的力偶C.等值、同向的力偶4.圆轴扭转时，最大的剪应力（ A ）。
A.在圆周处B.在圆心处C.在任意位置5.圆轴扭转时，（ B ）剪应力为零。
A.在圆周处B. 在圆心处C.在任意位置6.等截面空心园轴扭转时，园轴横截面上产生扭转最小剪应力发生在( D )处。
Ａ．外园周边Ｂ.园心Ｃ.截面任意点Ｄ.内园周边7.扭转切应力公式ρτρPI T=适用于（ D ）A.任意截面B.任意实心截面C.任意材料的圆截面D.线弹性材料的圆截面8.单位长度扭转角θ与（ A ）无关。
习题集第二篇材料力学
习题5-16图
习题5-17图
5-18 图示铆接头受拉力F = 24kN 作用，上下钢板尺寸相同，厚度 t=10mm,宽b =100mm,许用切应力
[τ
[τ
1]=170MPa，铆钉的许用应力
习题9图
习题10图
4-10 三根试件的尺寸相同，但材料不同，其σ-ε曲线如图所 示，其中强度最高的是_______；塑性最好的是 ；刚度 最大的是_______。
4-11 试判断下图中A、B、C、D试件是低碳钢还是铸铁？ A 材料为_________ B 材料为__________ C 材料为__________ D 材料为__________
圆截面钢杆，已知其直径 d = 10mm，
长度L=1m，弹性模量E=2×105MPa 。 试求：（1） BC杆的伸长量ΔL； （2）若BC杆的[]=100MPa，设计BC杆的最小截面积。
4-36 图示三角架，在节点B受铅垂荷载F作 用，其中钢拉杆 AC 截面面积A1=600mm2，许 用应力[σ]=60MPa，木压杆 BC 的截面面积 A2=1000mm2，许用应力[σ]=1.5MPa。试确定 许用荷载[F]。
三、单项选择题（将正确答案选出放在横线或括号内） 4-21 一阶梯杆件受拉力P的作用，其截面1-1，2-2，3-3上的 内力分别为N1，N2和N3，三者的关系为__________。 A、N1≠N2 N2≠N3 B、N1＝N2 N2＝N3 C、N1＝N2 N2＞N3 D、N1＝N2 N2＜N3
4-22 图示阶梯杆，CD段为铝，横截面面积为A；BC 和DE 段为 钢，横截面面积均为2A，设1-1，2-2，3-3截面上的正应力分 别为 ,则其大小次序为_________。 A、σ1>σ2>σ3 B、σ2>σ3 >σ1 C、σ3 >σ1>σ2 D、σ2>σ1 >σ3
圆轴的扭转习题+答案
13、一空心圆轴在产生扭转变形时，其危险截面外缘处具有全轴的最大剪应力，而危险截面内缘处的剪应力为零。 ( )
14、粗细和长短相同的二圆轴，一为钢轴，另一为铝轴，当受到相同的外力偶作用产生弹性扭转变形时，其横截面上最大剪应力是相同的。 （ ）
5、圆轴扭转时，横截面上任意点的剪应变与该点到圆心的距离成___________。
6、试观察圆轴的扭转变形，位于同一截面上不同点的变形大小与到圆轴轴线的距离有关，显然截面边缘上各点的变形为最_______,而圆心的变形为__________。
7、圆轴扭转时，在横截面上距圆心等距离的各点其剪应变必然_________。
13、横截面面积相等的实心轴和空心轴相比，虽材料相同，但_________轴的抗扭承载能力要强些。
16、直径和长度均相等的两根轴，其横截面扭矩也相等，而材料不同，因此它们的最大剪应力是________同的，扭转角是_______同的。
17、产生扭转变形的实心圆轴，若使直径增大一倍，而其他条件不改变，则扭转角将变为原来的_________。
17、内外径比值d/D=的空心圆轴受扭转，若将内外径都减小到原尺寸的一半，同时将轴的长度增加一倍，则圆轴的抗扭刚度会变成原来的（ ）。
A、1/2 B、1/4 C、1/8 D、1/16
18、等截面圆轴扭转时的单位长度扭转角为θ，若圆轴的直径增大一倍，则单位长度扭转角将变为（ ）。
A、θ/16 B、θ/8 C、θ/4 D、θ/2
5、扭矩就是受扭杆件某一横截面在、右两部分在该横截面上相互作用的分布内力系合力偶矩。 （ ）
7、扭矩的正负号可按如下方法来规定：运用右手螺旋法则，四指表示扭矩的转向，当拇指指向与截面外法线方向相同时规定扭矩为正；反之，规定扭矩为负。 （ ）
4.2圆轴扭转时的内力计算
受力特点：在垂直于杆件轴线的平面内， 作用 了一对大小相等，方向相反的外力偶矩； 变形特点：杆件任意两横截面都发生了绕杆件 扭转角：任意两横截面间相对转过的角度。 轴线的相对转动。 这种形式的变形称为扭转变形。
研究对象：轴(以扭转变形为主的杆件）
二、圆轴扭转的内力:扭矩和扭矩图
1.外力偶矩的计算：
M
A
１
２
MC
T
１ （+）
M
２
B
（-）
M
C
例：主动轮A的输入功率P =36kW，从动轮B、C、D输出功率分别为
A
PB=PC=11kW，PD=14kW，轴的转速n=300r/min.试求传动轴指定截面的扭矩，并做 出扭矩图。
解：1)由外力偶矩的计算公式求个轮的力偶矩：
M A = 9550 PA /n =9550x36/300 =1146 N.m
扭矩和扭矩图一圆轴扭转的概念学习内容工程中发构件一圆轴扭转的概念工程中发生扭转变形的构件对称扳手拧紧镙帽工程中承受扭转变形的构件工程中承受扭转变形的构件传动轴汽车传动轴工程中承受扭转变形的构件工程中发生扭转变形的构件受力特点
4.2 圆轴扭转时的内力计算 学习目标：学会计算扭矩
4.2圆轴扭转
学习内容
M B =M C = 9550 PB /n = 350 N.m
M D = 9550 PD /n = 446 N.m
2)分别求1-1、2-2、3-3截面上的扭矩，即为BC,CA,AD段轴的扭矩。
T1 + M B = 0 T1 = -M B =-350N.m M B + M C + T 2 =0 T2 =-M B -M C =-700N.m M D -T3 = 0 T3 = M D = 446N.m
材料力学题库及答案
《材料力学》试题库及答案一、判断题(共266小题）材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。
（ A ）2、内力只能是力。
（ B ）3、若物体各点均无位移，则该物体必定无变形。
（ A ）4、截面法是分析应力的基本方法。
（ B ）5、构件抵抗破坏的能力，称为刚度。
（ B ）6、构件抵抗变形的能力，称为强度。
( B )7、构件在原有几何形状下保持平衡的能力，称为构件的稳定性。
（ A ）8、连续性假设，是对变形固体所作的基本假设之一。
（ A ）9、材料沿不同方向呈现不同的力学性能，这一性质称为各向同性。
（ B ）10、材料力学只研究处于完全弹性变形的构件。
（ A ）11、长度远大于横向尺寸的构件，称为杆件。
（ A ）12、研究构件的内力，通常采用实验法。
（ B ）13、求内力的方法，可以归纳为“截-取-代-平”四个字。
（ A ）14、1MPa=109Pa=1KN/mm2。
（ B ）15、轴向拉压时 45º斜截面上切应力为最大，其值为横截面上正应力的一半（ A ）16、杆件在拉伸时，纵向缩短，ε<0。
（ B ）17、杆件在压缩时，纵向缩短，ε<0；横向增大，ε'>0。
（ A ）18、σb是衡量材料强度的重要指标。
（ A）19、δ=7%的材料是塑性材料。
（ A ）20、塑性材料的极限应力为其屈服点应力。
（ A ）21、“许用应力”为允许达到的最大工作应力。
（ A ）22、“静不定系统”中一定存在“多余约束力”。
（ A ）23、用脆性材料制成的杆件，应考虑“应力集中”的影响。
（ A ）24、进行挤压计算时，圆柱面挤压面面积取为实际接触面的正投影面面积。
（ A ）25、冲床冲剪工件，属于利用“剪切破坏”问题。
（ A ）26、同一件上有两个剪切面的剪切称为单剪切。
（ B ）27、等直圆轴扭转时，横截面上只存在切应力。
（ A ）28、圆轴扭转时，最大切应力发生在截面中心处。
（ B ）29、在截面面积相等的条件下，空心圆轴的抗扭能力比实心圆轴大。
本科力学——材料力学复习考试
材料力学部分第一部分选择题一、材料力学基础1.物体受力作用而发生变形，当外力去掉后又能恢复原来形状和尺寸的性质称为（）A．弹性B．塑性C．刚性D．稳定性2．下列结论中正确的是（）A.材料力学主要研究各种材料的力学问题B.材料力学主要研究各种材料的力学性质C.材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律D.材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系3. 杆件的刚度是指（）。
A. 杆件的软硬程度B. 杆件的承载能力C.杆件对弯曲变形的抵抗能力 D.杆件对弹性变形的抵抗能力4.衡量构件承载能力的主要因素是 ( )A. 轴向拉伸或压缩B.扭转C.弯曲D.强度、刚度和稳定性5.各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的()。
A．应力B．变形C．位移D．力学性质二、轴向拉伸（一）实验相关1.低碳钢拉伸试件的应力 - 应变曲线大致可分为四个阶段，这四个阶段是（）A. 弹性变形阶段、塑性变形阶段、屈服阶段、断裂阶段B. 弹性变形阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段C.弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段D.弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段2．塑性材料试件拉伸试验时，在强化阶段（）。
A．只发生弹性变形；B．只发生塑性变形；C．只发生线弹性变形；D．弹性变形与塑性变形同时发生。
3.低碳钢的拉伸过程中， ( ) 阶段的特点是应力几乎不变。
2/43A. 弹性B. 屈服C.强化D.颈缩4.塑性材料经过冷作硬化后，材料的力学性能变化为()。
A.屈服应力提高，弹性模量降低B.屈服应力提高，塑性降低C.屈服应力不变，弹性模量不变D. 屈服应力不变，塑性不变5.工程中一般是以哪个指标来区分塑性材料和脆性材料的？（）A．弹性模量 B ．强度极限Ｃ．比例极限D．延伸率6.虎克定律使用的条件是：（）A．σ＜σ p B ．σ＞σ p C ．σ＜σ s D．σ＞σs7.没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的（）。
A. 比例极限pB. 名义屈服极限0.2C. 强度极限bD.根据需要确定8. 衡量材料塑性变形能力的指标是（）。
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圆周扭转的内力习题
一、填空题
1、圆轴扭转时的受力特点是：一对外力偶的作用面均_______于轴的轴线，其转向______。
2、圆轴扭转变形的特点是：轴的横截面积绕其轴线发生________。
3、在受扭转圆轴的横截面上，其扭矩的大小等于该截面一侧（左侧或右侧）轴段上所有外力偶矩的_______。
4、在扭转杆上作用集中外力偶的地方，所对应的扭矩图要发生________,_________值的大小和杆件上集中外力偶之矩相同。
5、截面为圆的杆扭转变形时，所受外力偶的作用面与杆的轴线.
6、如图所示阶梯形圆轴，一端固定。
圆轴横截面的直径分别为50mm和75mm，
所受的外力偶矩M
C =1200 N•m，M
B
=1800 N•m。
BC段横截面上的扭矩。
N•m；
AB段横截面上的扭矩为 N.m
二、判断题
1、只要在杆件的两端作用两个大小相等、方向相反的外力偶，杆件就会发生扭转变形。
（）
2、传递一定功率的传动轴的转速越高，其横截面上所受的扭矩也就越大。
（）
3、受扭杆件横截面上扭矩的大小，不仅与杆件所受外力偶的力偶矩大小有关，而且与杆件横截面的形状、尺寸也有关。
（）
4、扭矩就是受扭杆件某一横截面在、右两部分在该横截面上相互作用的分布内力系合力偶矩。
（）
5、扭矩的正负号可按如下方法来规定：运用右手螺旋法则，四指表示扭矩的转向，当拇指指向与截面外法线方向相同时规定扭矩为正；反之，规定扭矩为负。
（）
三、选择题
1、汽车传动主轴所传递的功率不变，当轴的转速降低为原来的二分之一时，轴所受的外力偶的半偶矩较之转速降低前将（）
A、增大一倍数
B、增大三倍数
C、减小一半
D、不改变
2、圆轴AB扭转时，两端面受到力偶矩为m的外力偶作用于，
若以一假想截面在轴上C处将其截分为左、右两部分（如图
所示），则截面C上扭矩T、Tˊ的正负应是（）
A、T为正，Tˊ为负
B、T为负，Tˊ为正
Ｃ、Ｔ和Tˊ均为正Ｄ、Ｔ和Tˊ均为负
3、左端固定的等直圆杆ＡＢ在外力偶作用下发生扭转变形（如图所示），根据已知各处的外力偶矩大小，可知固定端截面Ａ上的扭矩Ｔ大小和正负应为（）kNm。
A、0
B、7.5
C、2.5
D、-2.5
4、某圆轴扭转时的扭矩图（如图所示）应是其下方的图（）
5、一传动轴上主动轮的外力偶矩为m1,从动轮的外力偶矩为m2、m3，而且m1=m2+m3。
开始将主动轮安装在两从动轮中间，随后使主动轮和一从动轮位置调换，这样变动的结果会使传动轴内的最大扭矩（）
A、减小
B、增大
C、不变
D、变为零
6、传动轴转速为n=250r/min（如图所示），此轴上轮C的输入功率为P=150KW，轮A、B的输出功率分别为 Pa=50KW、Pb=100KW，使轴横截面上最大扭矩最小，轴上三个轮子的布置从械至右应按顺序（）排比较合理。
A、A、C、B
B、A、B、C
C、B、A、C
D、C、B、A
四、计算画图题
1、图6-1所示为皮带传动轴，轴的直径d=50mm，轴的转速为n=180r/min，轴上装有四个皮带轮。
已知A轮的输入功率为P A=20kW，轮B、C、D的输出功率分别为P B=3kW，P C=10kW，
[ =40MP a。
P D=7kW，轴材料的许用切应力]
（1）画出轴的扭矩图。
（2）轴的最大扭矩。
2、传动轴上装有四个带轮，其上分别作用主动力偶矩m 1=120⋅N m ，从动力偶矩m 2 =70⋅N m ；m 3 =20⋅N m ；m 4 =30⋅N m ，轴的直径d =40mm 。
画出该轴的扭矩图。
3、如图所示阶梯形圆轴，一端固定。
圆轴横截面的直径分别为50mm和75mm，所受的外力偶矩M C=1200 N•m，M B=1800 N•m。
试求（1）BC段横截面上的扭矩，
（2）画出扭矩图。
图3.3.2。