材料力学习题册1-14概念答案.docx

第一章绪论一、是非判断题材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。

(×)内力只作用在杆件截面的形心处。

(×)杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。

(×)确定截面内力的截面法，适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。

(∨ )根据各向同性假设，可认为材料的弹性常数在各方向都相同。

(∨ )根据均匀性假设，可认为构件的弹性常数在各点处都相同。

(∨ )同一截面上正应力σ 与切应力τ 必相互垂直。

(∨ )同一截面上各点的正应力σ 必定大小相等，方向相同。

(× )同一截面上各点的切应力τ 必相互平行。

(× )应变分为正应变ε 和切应变γ。

(∨ )应变为无量纲量。

(∨ )若物体各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零。

(∨ )若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。

(× )平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。

(∨ )题图所示结构中，杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。

(∨ )AD题图所示结构中，AB杆将发生弯曲与压缩的组合变形。

(× )FFA A CBBCD D题图题图二、填空题材料力学主要研究杆件变形。

受力后发生的，以及由此产生的应力，应变，变形特征拉伸或压缩的受力特征是是沿杆轴线伸长或缩短外力的合力作用线通过杆轴线。

剪切的受力特征是受一对等值，反向，作用线距离很近的力的作用，变形特征是沿剪切面发生相对错动。

扭转的受力特征是外力偶作用面垂直杆轴线，变形特征是任意二横截面发生绕杆轴线的相对转动。

弯曲的受力特征是外力作用线垂直杆轴线，外力偶作用面通过杆轴线，变形特征是梁轴线由直线变为曲线。

组合受力与变形是指包含两种或两种以上基本变形的组合。

构件的承载能力包括强度，刚度和稳定性三个方面。

所谓强度，是指材料或构件抵抗破坏的能力。

所谓刚度，是指构件抵抗变形的能力。

所谓稳定性，是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。

根据固体材料的性能作如下三个基本假设连续性，均匀性，各向同性。

认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了组成该物体的物质，这样的假设称为连续性假设。

根据这一假设构件的应力、应变和变形等就可以用坐标的连续函数来表示。

F填题图所示结构中，杆 1 发生拉伸13变形，杆 2 发生压缩变形，杆 3 发生弯曲变形。

2下图 (a) 、(b) 、(c) 分别为构件内某点处取出的单元体，变形后情况如虚线所示，则单元体 (a) 的切应变γ＝2α；单元体填题图(b) 的切应变γ＝α-β；单元体 (c) 的切应变γ＝。

αβααααα＞(a)(b)(c)三、选择题选题图所示直杆初始位置为ABC，作用力 P 后移至 AB’C’，但右半段 BCDE的形状不发生变化。

试分析哪一种答案正确。

1 、 AB、 BC两段都产生位移。

PA B CB’C’ED2、 AB、 BC两段都产生变形。

正确答案是1。

选题图选题图所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’表示；对于右端，由 A ”— A”表示），有四种答案，试判断哪一种答案是正确的。

正确答案是C。

选题图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。

选题图第二章拉伸、压缩与剪切一、是非判断题因为轴力要按平衡条件求出，所以轴力的正负与坐标轴的指向一致。

轴向拉压杆的任意截面上都只有均匀分布的正应力。

强度条件是针对杆的危险截面而建立的。

( .位移是变形的量度。

(((× )× )× )× )甲、乙两杆几何尺寸相同，轴向拉力相同，材料不同，则它们的应力和变形均相同。

( × )空心圆杆受轴向拉伸时，在弹性范围内，其外径与壁厚的变形关系是外径增大且壁厚也同时增大。

(× )已知低碳钢的σp ＝200MPa，=200GPa，现测得试件上的应变ε＝，则其应力能用胡克定E律计算为：σ ＝Eε=200×103×=400MPa。

(× )2.9 图示三种情况下的轴力图是不相同的。

(× )F FF F F F钢木钢图示杆件受轴向力F N的作用， C、D、E为杆件 AB的三个等分点。

在杆件变形过程中，此三点的位移相等。

(× )A C D E BF对于塑性材料和脆性材料，在确定许用应力时，有相同的考虑。

（× ）连接件产生的挤压应力与轴向压杆产生的压应力是不相同的。

（∨ ）二、填空题轴力的正负规定为拉力为正，压力为负。

受轴向拉伸或压缩的直杆，其最大正应力位于横截面，计算公式为为max(F N A)max，最大切应力位于450截面，计算公式max max 2(F N 2A)max。

拉压杆强度条件中的不等号的物理意义是最大工作应力σ max 不超过许用应力[σ]，强度条件主要解决三个方面的问题是（1）强度校核；（ 2）截面设计；（ 3）确定许可载荷。

轴向拉压胡克定理的表示形式有 2 种，其应用条件是σ max ≤σ p。

由于安全系数是一个__大于 1_____数，因此许用应力总是比极限应力要___小 ___。

两拉杆中， A =A =A；E ＝2E；υ＝ 2υ；若ε′＝ε′（横向应变），则二杆轴力F _=__F。

12121212N1N2低碳钢在拉伸过程中依次表现为弹性、屈服、强化、局部变形四个阶段，其特征点分别是σ p，σe，σ s ，σb。

衡量材料的塑性性质的主要指标是延伸率δ、断面收缩率ψ。

延伸率δ＝（1－）/L×100％中 1 指的是拉断后试件的标距长度。

L L L塑性材料与脆性材料的判别标准是塑性材料：δ≥5%，脆性材料：δ < 5% 。

图示销钉连接中， 2t> t，销钉的切应力2，销钉的最大挤压应力σ =F/dt。

τ＝2F/πd121bs螺栓受拉力 F 作用，尺寸如图。

若螺栓材料的拉伸许用应力为[ σ] ，许用切应力为[ τ] ，按拉伸与剪切等强度设计，螺栓杆直径 d 与螺栓头高度h 的比值应取d/ h= 4[τ ]/[σ ]。

木榫接头尺寸如图示，受轴向拉力 F 作用。

接头的剪切面积A=hb，切应力τ＝F/hb；挤压面积A bs=cb，挤压应力σbs=F/cb。

两矩形截面木杆通过钢连接器连接( 如图示 ) ，在轴向力F作用下，木杆上下两侧的剪切面积A 2lb，切应力τ＝F/2lb；挤压面积A2δ b，挤压应力σbs=F/2δ b。

=bs=挤压应力与压杆中的压应力有何不同挤压应力作用在构件的外表面，一般不是均匀分布；压杆中的压应力作用在杆的横截面上且均匀分布。

图示两钢板钢号相同，通过铆钉连接，钉与板的钢号不同。

对铆接头的强度计算应包括：铆钉的剪切、挤压计算；钢板的挤压和拉伸强度计算。

若将钉的排列由（ a）改为（ b），上述计算中发生改变的是钢板的拉伸强度计算。

对于（ a）、（ b）两种排列，铆接头能承受较大拉力的是（a）。

（建议画板的轴力图分析）三、选择题为提高某种钢制拉（压）杆件的刚度，有以下四种措施：(A)将杆件材料改为高强度合金钢；F (B) 将杆件的表面进行强化处理（如淬火等）；3F4F(C)(D) F 2增大杆件的横截面面积；将杆件横截面改为合理的形状。

F 4（）（）正确答案是C甲、乙两杆，几何尺寸相同，轴向拉力F 相同，材料不同，它们的应力和变形有四种可能：（ A ）应力（ C ）应力和变形△ l 都相同；(B) 应力 不同，变形△ l 相同；相同，变形△ l 不同；(D)应力不同，变形△ l 不同。

正确答案是C长度和横截面面积均相同的两杆，一为钢杆，另一为铝杆，在相同的轴向拉力作用下，两杆的应力与变形有四种情况；（ A ）铝杆的应力和钢杆相同，变形大于钢杆； (B) 铝杆的应力和钢杆相同，变形小于钢杆；（ C ）铝杆的应力和变形均大于钢杆；(D)铝杆的应力和变形均小于钢杆。

∵ E s >E a正确答案是A在弹性范围内尺寸相同的低碳钢和铸铁拉伸试件，在同样载荷作用下， 低碳钢试件的弹性变形为 1 ，铸铁的弹性变形为2 ，则 1 与 2 的关系是；∵ E >E（ A ） 1 > 2 ； （ B ） 1 <msci2；（ C ） 1 = 2 ；（D ）不能确定。

见 P33，表正确答案是B等直杆在轴向拉伸或压缩时，横截面上正应力均匀分布是根据何种条件得出的。

（ A ）静力平衡条件； （ B ）连续条件；（ C ）小变形假设；（ D 平面假设及材料均匀连续性假设。

正确答案是 D第三章扭转一、是非判断题单元体上同时存在正应力和切应力时，切应力互等定理不成立。

（× ）空心圆轴的外径为 D 、内径为 d ，其极惯性矩和扭转截面系数分别为D 4 d 4, W t D 3 d 3（× ）I p32161632材料不同而截面和长度相同的二圆轴，在相同外力偶作用下，其扭矩图、切应力及相对扭转角都是相同的。

（× ）连接件承受剪切时产生的切应力与杆承受轴向拉伸时在斜截面上产生的切应力是相同的。

（× ）二、填空题图示微元体，已知右侧截面上存在与z 方向成θ角的切应力τ，试根据切应力互等定理画出另外五个面上的切应力。

试绘出圆轴横截面和纵截面上的扭转切应力分布图。

M ezTτo y max xmax填题填题保持扭矩不变，长度不变，圆轴的直径增大一倍，则最大切应力τmax是原来的1/ 8 倍，单位长度扭转角是原来的1/ 16倍。

两根不同材料制成的圆轴直径和长度均相同，所受扭矩也相同，两者的最大切应力 _________相等 __ ，单位长度扭转_不同 ___ _______ 。

公式T的适用范围是等直圆轴；τmax≤τp。

I P对于实心轴和空心轴，如果二者的材料、长度及横截面的面积相同，则它们的抗扭能力空心轴大于实心轴；抗拉（压）能力相同。

当轴传递的功率一定时，轴的转速愈小，则轴受到的外力偶距愈__大 __，当外力偶距一定时，传递的功率愈大，则轴的转速愈大。

两根圆轴，一根为实心轴，直径为 D1，另一根为空心轴，内径为 d2，外径为 D2， d 20.8，D 2若两轴承受的扭矩和最大切应力均相同，则D 1＝3 1- 40.84D 2。

等截面圆轴上装有四个皮带轮，合理安排应为D、 C轮位置对调。

A B C D（单位： kN·m）3.10图中T为横截面上的扭矩，试画出图示各截面上的切应力分布图。

T TT由低碳钢、木材和灰铸铁三种材料制成的扭转圆轴试件，受扭后破坏现象呈现为：图（扭角不大即沿45o 螺旋面断裂；图（c），发生非常大的扭角后沿横截面断开；图（表面出现纵向裂纹。