(完整word版)弹性力学习题(新)分解
弹性力学试题及答案
弹性力学试题及答案一、选择题（每题10分，共40分）1. 在弹性力学中，下列哪个物理量表示应变能密度？A. 应力B. 应变C. 位移D. 应力能密度答案：D2. 在平面应力状态下，下列哪个方程是正确的？A. σ_x + σ_y = 0B. σ_x + σ_y = σ_zC. σ_x + σ_y = τ_xyD. σ_x + σ_y = 0答案：D3. 在弹性体中，应力与应变之间的关系可以用下列哪个关系式表示？A. σ = EεB. σ = GγC. τ = μγD. σ = λε答案：A4. 在弹性力学中，下列哪个方程表示平衡方程？A. σ_x + σ_y + σ_z = 0B. ε_x + ε_y +ε_z = 0 C. τ_xy = τ_yx D. σ_x + σ_y + σ_z = F答案：D二、填空题（每题10分，共30分）1. 弹性力学中的基本假设有：连续性假设、线性假设和________假设。
答案：各向同性2. 在三维应力状态下，应力分量可以表示为：σ_x, σ_y, σ_z, τ_xy, τ_xz, τ_yz。
其中，τ_xy表示________面上的切应力。
答案：xOy3. 在弹性力学中，位移与应变之间的关系可以用________方程表示。
答案：几何方程三、计算题（每题30分，共90分）1. 已知一弹性体在平面应力状态下的应力分量为：σ_x = 100 MPa，σ_y = 50 MPa，τ_xy = 25 MPa。
弹性模量E = 200 GPa，泊松比μ = 0.3。
求应变分量ε_x, ε_y, γ_xy。
解：首先，利用胡克定律计算应变分量：ε_x = σ_x / E = 100 MPa / 200 GPa = 0.0005ε_y = σ_y / E = 50 MPa / 200 GPa = 0.00025γ_xy = τ_xy / G = 25 MPa / (E / 2(1 + μ)) = 25 MPa / (200 GPa / 2(1 + 0.3)) = 0.000375答案：ε_x = 0.0005，ε_y = 0.00025，γ_xy = 0.0003752. 一弹性体在三维应力状态下的应力分量为：σ_x = 120 MPa，σ_y = 80 MPa，σ_z = 40 MPa，τ_xy = 30 MPa，τ_xz = 20 MPa，τ_yz = 10 MPa。
弹性力学试题及答案
弹性力学试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 弹性力学中，描述材料弹性特性的基本物理量是（）。
A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 泊松比答案：C2. 在弹性力学中，下列哪项不是胡克定律的内容？（）A. 应力与应变成正比B. 材料是均匀的C. 材料是各向同性的D. 材料是线性的答案：B3. 弹性模量E和泊松比ν之间的关系是（）。
A. E = 2(1 + ν)B. E = 3(1 - 2ν)C. E = 3(1 + ν)D. E = 2(1 - ν)答案：D4. 根据弹性力学理论，下列哪种情况下材料会发生塑性变形？（）A. 应力小于材料的弹性极限B. 应力达到材料的弹性极限C. 应力超过材料的屈服强度D. 应力小于材料的屈服强度答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 弹性力学中，应力的定义是单位面积上的______力。
答案：内2. 弹性力学的基本假设之一是______连续性假设。
答案：材料3. 弹性力学中，应变的量纲是______。
答案：无4. 弹性力学中，当外力撤去后，材料能恢复原状的性质称为______。
答案：弹性三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述弹性力学中应力和应变的区别。
答案：应力是描述材料内部单位面积上受到的内力，而应变是描述材料在受力后形状和尺寸的变化程度。
2. 解释弹性力学中的杨氏模量和剪切模量。
答案：杨氏模量（E）是描述材料在拉伸或压缩过程中应力与应变比值的物理量，反映了材料的刚度；剪切模量（G）是描述材料在剪切应力作用下剪切应变与剪切应力比值的物理量，反映了材料抵抗剪切变形的能力。
3. 弹性力学中，如何理解材料的各向异性和各向同性？答案：各向异性是指材料的物理性质（如弹性模量、热膨胀系数等）在不同方向上具有不同的值；而各向同性则是指材料的物理性质在各个方向上都是相同的。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一圆柱形试件，其直径为50mm，长度为100mm，材料的弹性模量E=210GPa，泊松比ν=0.3。
(完整版)《弹性力学》试题参考答案
《弹性力学》试题参考答案（答题时间：100分钟）一、填空题（每小题4分）1．最小势能原理等价于弹性力学基本方程中： 平衡微分方程 ， 应力边界条件 。
2．一组可能的应力分量应满足： 平衡微分方程 ，相容方程（变形协调条件） 。
3．等截面直杆扭转问题中， 的物理意义是 杆端截面上剪应力对转轴的矩等于M dxdy D=⎰⎰2ϕ杆截面内的扭矩M 。
4．平面问题的应力函数解法中，Airy 应力函数在边界上值的物理意义为 边界上某一点（基准ϕ点）到任一点外力的矩 。
5．弹性力学平衡微分方程、几何方程的张量表示为： ，。
0,=+i j ij X σ)(21,,i j j i ij u u +=ε二、简述题（每小题6分）1．试简述力学中的圣维南原理，并说明它在弹性力学分析中的作用。
圣维南原理：如果物体的一小部分边界上的面力变换为分布不同但静力等效的面力（主矢与主矩相同），则近处的应力分布将有显著的改变，但远处的应力所受影响可以忽略不计。
作用：（1）将次要边界上复杂的面力（集中力、集中力偶等）作分布的面力代替。
（2）将次要的位移边界条件转化为应力边界条件处理。
2．图示两楔形体，试分别用直角坐标和极坐标写出其应力函数的分离变量形式。
ϕ题二（2）图（a ） （b ）⎩⎨⎧=++= )(),(),(222θθϕϕf r r cy bxy ax y x ⎩⎨⎧=+++= )(),(),(33223θθϕϕf r r dy cxy y bx ax y x 3．图示矩形弹性薄板，沿对角线方向作用一对拉力P ，板的几何尺寸如图，材料的弹性模量E 、泊松比 μ 已知。
试求薄板面积的改变量。
S∆题二（3）图设当各边界受均布压力q 时，两力作用点的相对位移为。
由得，l ∆q E)1(1με-=)1(2222με-+=+=∆Eb a q b a l 设板在力P 作用下的面积改变为，由功的互等定理有：S ∆lP S q ∆⋅=∆⋅将代入得：l ∆221b a P ES +-=∆μ显然，与板的形状无关，仅与E 、、l 有关。
弹性力学教材习题及解答完整版
弹性力学教材习题及解答HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】1－1. 选择题a. 下列材料中，D属于各向同性材料。
A. 竹材； B. 纤维增强复合材料； C. 玻璃钢； D. 沥青。
b. 关于弹性力学的正确认识是A。
A. 计算力学在工程结构设计的中作用日益重要； B. 弹性力学从微分单元体入手分析弹性体，因此与材料力学不同，不需要对问题作假设； C. 任何弹性变形材料都是弹性力学的研究对象； D. 弹性力学理论像材料力学一样，可以没有困难的应用于工程结构分析。
c. 弹性力学与材料力学的主要不同之处在于B。
A. 任务； B. 研究对象； C. 研究方法； D. 基本假设。
d. 所谓“完全弹性体”是指B。
A. 材料应力应变关系满足胡克定律； B. 材料的应力应变关系与加载时间历史无关； C. 本构关系为非线性弹性关系； D. 应力应变关系满足线性弹性关系。
2－1. 选择题a.所谓“应力状态”是指B。
A. 斜截面应力矢量与横截面应力矢量不同； B. 一点不同截面的应力随着截面方位变化而改变； C. 3个主应力作用平面相互垂直； D. 不同截面的应力不同，因此应力矢量是不可确定的。
2－2. 梯形横截面墙体完全置于水中，如图所示。
已知水的比重为，试写出墙体横截面边界AA'，AB，BB’的面力边界条件。
2－3. 作用均匀分布载荷q的矩形横截面简支梁，如图所示。
根据材料力学分析结果，该梁横截面的应力分量为试检验上述分析结果是否满足平衡微分方程和面力边界条件。
2－4. 单位厚度的楔形体，材料比重为，楔形体左侧作用比重为的液体，如图所示。
试写出楔形体的边界条件。
2－5. 已知球体的半径为r，材料的密度为1，球体在密度为1（1＞1）的液体中漂浮，如图所示。
试写出球体的面力边界条件。
2－6. 矩形横截面悬臂梁作用线性分布载荷，如图所示。
弹性力学习题(新)
1-3 五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么用途？答：1、连续性假定：引用这一假定后，物体中的应力、应变和位移等物理量就可以看成是连续的，因此，建立弹性力学的基本方程时就可以用坐标的连续函数来表示他们的变化规律。
2、完全弹性假定：引用这一完全弹性的假定还包含形变与形变引起的正应力成正比的含义，亦即二者成线性的关系，符合胡克定律，从而使物理方程成为线性的方程。
3、均匀性假定：在该假定下，所研究的物体内部各点的物理性质显然都是相同的。
因此，反映这些物理性质的弹性常数（如弹性模量E和泊松比μ等）就不随位置坐标而变化。
4、各向同性假定：所谓“各向同性”是指物体的物理性质在各个方向上都是相同的。
进一步地说，就是物体的弹性常数也不随方向而变化。
5、小变形假定：我们研究物体受力后的平衡问题时，不用考虑物体尺寸的改变而仍然按照原来的尺寸和形状进行计算。
同时，在研究物体的变形和位移时，可以将他们的二次幂或乘积略去不计，使得弹性力学中的微分方程都简化为线性微分方程。
在上述假定下，弹性力学问题都化为线性问题，从而可以应用叠加原理。
2-1 已知薄板有下列形变关系：式中A,B,C,D皆为常数，试检查在形变过程中是否符合连续条件，若满足并列出应力分量表达式。
解：1、相容条件：将形变分量带入形变协调方程（相容方程）其中所以满足相容方程，符合连续性条件。
2、在平面应力问题中，用形变分量表示的应力分量为3、平衡微分方程其中若满足平衡微分方程，必须有分析：用形变分量表示的应力分量，满足了相容方程和平衡微分方程条件，若要求出常数A,B,C,D还需应力边界条件。
例2-2 如图所示为一矩形截面水坝，其右侧面受静水压力（水的密度为ρ），顶部受集中力P作用。
试写出水坝的应力边界条件。
解：根据在边界上应力与面力的关系左侧面：右侧面：上下端面为小边界面，应用圣维南原理，可列出三个积分的应力边界条件。
上端面额面力向截面形心O简化，得到面力的主矢量和主矩分别为y=0坐标面，应力主矢量符号与面力主矢量符号相反；应力主矩与面力主矩的转向相反。
弹性力学试题及答案
弹性力学试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 弹性力学中，描述材料弹性特性的基本物理量是（）。
A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 泊松比答案：C2. 在弹性力学中，下列哪项不是胡克定律的内容？（）A. 应力与应变成正比B. 材料是均匀的C. 材料是各向同性的D. 材料是线性的答案：B3. 弹性模量E和泊松比ν之间的关系是（）。
A. E = 2(1 + ν)B. E = 3(1 - 2ν)C. E = 3(1 + ν)D. E = 2(1 - ν)答案：D4. 根据弹性力学理论，下列哪种情况下材料会发生塑性变形？（）A. 应力小于材料的弹性极限B. 应力达到材料的弹性极限C. 应力超过材料的屈服强度D. 应力小于材料的屈服强度答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 弹性力学中，应力的定义是单位面积上的______力。
答案：内2. 弹性力学的基本假设之一是______连续性假设。
答案：材料3. 弹性力学中，应变的量纲是______。
答案：无4. 弹性力学中，当外力撤去后，材料能恢复原状的性质称为______。
答案：弹性三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述弹性力学中应力和应变的区别。
答案：应力是描述材料内部单位面积上受到的内力，而应变是描述材料在受力后形状和尺寸的变化程度。
2. 解释弹性力学中的杨氏模量和剪切模量。
答案：杨氏模量（E）是描述材料在拉伸或压缩过程中应力与应变比值的物理量，反映了材料的刚度；剪切模量（G）是描述材料在剪切应力作用下剪切应变与剪切应力比值的物理量，反映了材料抵抗剪切变形的能力。
3. 弹性力学中，如何理解材料的各向异性和各向同性？答案：各向异性是指材料的物理性质（如弹性模量、热膨胀系数等）在不同方向上具有不同的值；而各向同性则是指材料的物理性质在各个方向上都是相同的。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一圆柱形试件，其直径为50mm，长度为100mm，材料的弹性模量E=210GPa，泊松比ν=0.3。
弹性力学教材习题及解答讲解
1－1. 选择题a. 下列材料中，D属于各向同性材料。
A. 竹材；B. 纤维增强复合材料；C. 玻璃钢；D. 沥青。
b. 关于弹性力学的正确认识是A。
A. 计算力学在工程结构设计的中作用日益重要；B. 弹性力学从微分单元体入手分析弹性体，因此与材料力学不同，不需要对问题作假设；C. 任何弹性变形材料都是弹性力学的研究对象；D. 弹性力学理论像材料力学一样，可以没有困难的应用于工程结构分析。
c. 弹性力学与材料力学的主要不同之处在于B。
A. 任务；B. 研究对象；C. 研究方法；D. 基本假设。
d. 所谓“完全弹性体”是指B。
A. 材料应力应变关系满足胡克定律；B. 材料的应力应变关系与加载时间历史无关；C. 本构关系为非线性弹性关系；D. 应力应变关系满足线性弹性关系。
2－1. 选择题a. 所谓“应力状态”是指B。
A. 斜截面应力矢量与横截面应力矢量不同；B. 一点不同截面的应力随着截面方位变化而改变；C. 3个主应力作用平面相互垂直；D. 不同截面的应力不同，因此应力矢量是不可确定的。
2－2. 梯形横截面墙体完全置于水中，如图所示。
已知水的比重为 ，试写出墙体横截面边界AA'，AB，BB’的面力边界条件。
2－3. 作用均匀分布载荷q的矩形横截面简支梁，如图所示。
根据材料力学分析结果，该梁横截面的应力分量为试检验上述分析结果是否满足平衡微分方程和面力边界条件。
2－4. 单位厚度的楔形体，材料比重为γ，楔形体左侧作用比重为γ1的液体，如图所示。
试写出楔形体的边界条件。
2－5. 已知球体的半径为r，材料的密度为ρ1，球体在密度为ρ1（ρ1＞ρ1）的液体中漂浮，如图所示。
试写出球体的面力边界条件。
2－6. 矩形横截面悬臂梁作用线性分布载荷，如图所示。
试根据材料力学应力解答推导挤压应力σy的表达式。
3－1. 选择题a. 切应力互等定理根据条件B 成立。
A. 纯剪切；B. 任意应力状态；C. 三向应力状态；D. 平面应力状态；b. 应力不变量说明D.。
《弹性力学》试题参考答案与弹性力学复习题[1](2021年整理精品文档)
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弹性力学复习资料一、简答题1．试写出弹性力学平面问题的基本方程，它们揭示的是那些物理量之间的相互关系?在应用这些方程时，应注意些什么问题？答:平面问题中的平衡微分方程：揭示的是应力分量与体力分量间的相互关系.应注意两个微分方程中包含着三个未知函数σx、σy、τxy=τyx ,因此，决定应力分量的问题是超静定的,还必须考虑形变和位移,才能解决问题。
平面问题的几何方程：揭示的是形变分量与位移分量间的相互关系.应注意当物体的位移分量完全确定时，形变量即完全确定。
反之，当形变分量完全确定时，位移分量却不能完全确定.平面问题中的物理方程：揭示的是形变分量与应力分量间的相互关系。
应注意平面应力问题和平面应变问题物理方程的转换关系。
2．按照边界条件的不同，弹性力学问题分为那几类边界问题?试作简要说明。
答：按照边界条件的不同，弹性力学问题分为位移边界问题、应力边界问题和混合边界问题.位移边界问题是指物体在全部边界上的位移分量是已知的，也就是位移的边界值是边界上坐标的已知函数.应力边界问题中，物体在全部边界上所受的面力是已知的,即面力分量在边界上所有各点都是坐标的已知函数。
混合边界问题中，物体的一部分边界具有已知位移,因而具有位移边界条件;另一部分边界则具有应力边界条件。
3．弹性体任意一点的应力状态由几个应力分量决定？试将它们写出.如何确定它们的正负号? 答：弹性体任意一点的应力状态由6个应力分量决定，它们是：x、y、z、xy、yz、、。
弹性力学题解
1. 说明下列应变状态是否可能.222()00000ij c x y cxy cxy cy =⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭+ε解:若应变状态可能,则应变分量应满足协调方程。
二维情况下,协调方程为:22222xyy x x y∂∂∂+=∂∂∂∂εεγx y 22222222222[()]()2c x y cy c y x y x ∂∂∂∂+=++=∂∂∂∂εεx y 22(2)2xy cxy c x y x y∂∂==∂∂∂∂γ 显然满足方程,故该应变状态可能。
2、设,τττ==yz xy 其余应力分量为零，求该点的主应力及对应于最大主应力的主方向。
解：20000020233222221=-==-=---++==στσττττττττσσσσσσI I I zx yz xy x z z y y x解得τσστσ2,0,2321-===设对应于1σ的主方向为n m l ,,，有⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---00020202n m l τττττττ又有1222=++n m l 求得21,22,21===n m l 3、一方板，z 向厚度h=10mm,边长 a=800mm ，且平行于x,y 轴，0,0,360=====y xy xz z x MPa εττσσ，若E=72Gpa,33.0=υ,求y σ和此板变形后的尺寸。
解：（1）求y σMPaEz x y z x y y 8.118)(0)]([1=+=∴=+-=σσυσσσυσε （2）求x εmma a Ex z y x x 56.380000446.000446.0)]([1=⨯=⨯=∆∴=+-=εσσυσε伸长 （3）厚度变化m mh Ey x z z 022.0101019.21019.2)]([133-=⨯⨯-=∆∴⨯-=+-=--σσυσε4、平面应变问题中某点的三个应力分量为100,50,50,x y xy Mpa Mpa Mpa σστ===求该点的三个主应力及x ε。
弹性力学第四版徐芝纶课后习题答案全解
【解答】微分单元体 ABCD 的边长 dx, dy 都是微量，因此可以假设在各面上所受的 应力如图 a 所示，忽略了二阶以上的高阶微量，而看作是线性分布的，如图（b）所示。 为计算方便，单元体在 z 方向的尺寸取为一个单位。
相等，但对某点的合力矩相等，才导出切应力互等性。
3
第二章 平面问题的基本理论
【2-1】试分析说明，在不受任何面力作用的空间体表面附近的薄层中(图 2-14)其应
力状态接近于平面应力的情况。
【解答】在不受任何面力作用的空间表面附近的薄层中，可以
认为在该薄层的上下表面都无面力，且在薄层内所有各点都有 z xz yz 0 ，只存在平面应力分量 x , y , xy ，且它们不沿 z 方 向变化，仅为 x，y 的函数。可以认为此问题是平面应力问题。
y y dy 来自 y y x
dx
y y
dy dx
1 2
xy
xy +
xy y
dy dy
1 2
xy
+
xy x
dx
xy
应力的合力应乘以相应的面积，设六面体微元尺寸如 dx×dy×dz，则 y 面上切应
力 yz 的合力为：
yz dx dz
(a)
z 面上切应力 zy 的合力为：
zy dx dy
(b)
由式（a）(b)可见，两个切应力的合力并不相等。
【分析】作用在两个相互垂直面上并垂直于该两面交线的切应力的合力不
弹性力学习题[新]
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1-3 五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么用途？答：1、连续性假定：引用这一假定后，物体中的应力、应变和位移等物理量就可以看成是连续的，因此，建立弹性力学的基本方程时就可以用坐标的连续函数来表示他们的变化规律。
2、完全弹性假定：引用这一完全弹性的假定还包含形变与形变引起的正应力成正比的含义，亦即二者成线性的关系，符合胡克定律，从而使物理方程成为线性的方程。
3、均匀性假定：在该假定下，所研究的物体内部各点的物理性质显然都是相同的。
因此，反映这些物理性质的弹性常数（如弹性模量E和泊松比μ等）就不随位置坐标而变化。
4、各向同性假定：所谓“各向同性”是指物体的物理性质在各个方向上都是相同的。
进一步地说，就是物体的弹性常数也不随方向而变化。
5、小变形假定：我们研究物体受力后的平衡问题时，不用考虑物体尺寸的改变而仍然按照原来的尺寸和形状进行计算。
同时，在研究物体的变形和位移时，可以将他们的二次幂或乘积略去不计，使得弹性力学中的微分方程都简化为线性微分方程。
在上述假定下，弹性力学问题都化为线性问题，从而可以应用叠加原理。
2-1 已知薄板有下列形变关系：式中A,B,C,D皆为常数，试检查在形变过程中是否符合连续条件，若满足并列出应力分量表达式。
解：1、相容条件：将形变分量带入形变协调方程（相容方程）其中所以满足相容方程，符合连续性条件。
2、在平面应力问题中，用形变分量表示的应力分量为3、平衡微分方程其中若满足平衡微分方程，必须有分析：用形变分量表示的应力分量，满足了相容方程和平衡微分方程条件，若要求出常数A,B,C,D还需应力边界条件。
例2-2 如图所示为一矩形截面水坝，其右侧面受静水压力（水的密度为ρ），顶部受集中力P作用。
试写出水坝的应力边界条件。
解：根据在边界上应力与面力的关系左侧面：右侧面：上下端面为小边界面，应用圣维南原理，可列出三个积分的应力边界条件。
上端面额面力向截面形心O简化，得到面力的主矢量和主矩分别为y=0坐标面，应力主矢量符号与面力主矢量符号相反；应力主矩与面力主矩的转向相反。
弹性力学教材习题及解答
弹性⼒学教材习题及解答1－1. 选择题a. 下列材料中，D属于各向同性材料。
A. ⽵材；B. 纤维增强复合材料；C. 玻璃钢；D. 沥青。
b. 关于弹性⼒学的正确认识是A。
A. 计算⼒学在⼯程结构设计的中作⽤⽇益重要；B. 弹性⼒学从微分单元体⼊⼿分析弹性体，因此与材料⼒学不同，不需要对问题作假设；C. 任何弹性变形材料都是弹性⼒学的研究对象；D. 弹性⼒学理论像材料⼒学⼀样，可以没有困难的应⽤于⼯程结构分析。
c. 弹性⼒学与材料⼒学的主要不同之处在于B。
A. 任务；B. 研究对象；C. 研究⽅法；D. 基本假设。
d. 所谓“完全弹性体”是指B。
A. 材料应⼒应变关系满⾜胡克定律；B. 材料的应⼒应变关系与加载时间历史⽆关；C. 本构关系为⾮线性弹性关系；D. 应⼒应变关系满⾜线性弹性关系。
2－1. 选择题a. 所谓“应⼒状态”是指B。
A. 斜截⾯应⼒⽮量与横截⾯应⼒⽮量不同；B. ⼀点不同截⾯的应⼒随着截⾯⽅位变化⽽改变；C. 3个主应⼒作⽤平⾯相互垂直；D. 不同截⾯的应⼒不同，因此应⼒⽮量是不可确定的。
2－2. 梯形横截⾯墙体完全置于⽔中，如图所⽰。
已知⽔的⽐重为，试写出墙体横截⾯边界AA'，AB，BB’的⾯⼒边界条件。
2－3. 作⽤均匀分布载荷q的矩形横截⾯简⽀梁，如图所⽰。
根据材料⼒学分析结果，该梁横截⾯的应⼒分量为试检验上述分析结果是否满⾜平衡微分⽅程和⾯⼒边界条件。
2－4. 单位厚度的楔形体，材料⽐重为γ，楔形体左侧作⽤⽐重为γ1的液体，如图所⽰。
试写出楔形体的边界条件。
2－5. 已知球体的半径为r，材料的密度为ρ1，球体在密度为ρ1（ρ1＞ρ1）的液体中漂浮，如图所⽰。
试写出球体的⾯⼒边界条件。
2－6. 矩形横截⾯悬臂梁作⽤线性分布载荷，如图所⽰。
试根据材料⼒学应⼒解答推导挤压应⼒σy的表达式。
3－1. 选择题a. 切应⼒互等定理根据条件B 成⽴。
A. 纯剪切；B. 任意应⼒状态；C. 三向应⼒状态；D. 平⾯应⼒状态；b. 应⼒不变量说明D.。
弹性力学简明教程(第四版)_课后习题解答(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】弹性力学简明教程（第四版）课后习题解答徐芝纶第一章绪论【1-1】试举例说明什么是均匀的各向异性体，什么是非均匀的各向同性体？【分析】均匀的各项异形体就是满足均匀性假定，但不满足各向同性假定；非均匀的各向异性体，就是不满足均匀性假定，但满足各向同性假定。
【解答】均匀的各项异形体如：竹材，木材。
非均匀的各向同性体如：混凝土。
【1-2】一般的混凝土构件和钢筋混凝土构件能否作为理想弹性体？一般的岩质地基和土质地基能否作为理想弹性体？【分析】能否作为理想弹性体，要判定能否满足四个假定：连续性，完全弹性，均匀性，各向同性假定。
【解答】一般的混凝土构件和土质地基可以作为理想弹性体；一般的钢筋混凝土构件和岩质地基不可以作为理想弹性体。
【1-3】五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么作用？【解答】（1）连续性假定：假定物体是连续的，也就是假定整个物体的体积都被组成这个物体的介质所填满，不留下任何空隙。
引用这一假定后，物体的应力、形变和位移等物理量就可以看成是连续的。
因此，建立弹性力学的基本方程时就可以用坐标的连续函数来表示他们的变化规律。
完全弹性假定：假定物体是完全弹性的，即物体在对应形变的外力被去除后，能够完全恢复原型而无任何形变。
这一假定，还包含形变与引起形变的应力成正比的涵义，亦即两者之间是成线性关系的，即引用这一假定后，应力与形变服从胡克定律，从而使物理方程成为线性的方程，其弹性常数不随应力或形变的大小而变。
均匀性假定：假定物体是均匀的，即整个物体是由同一材料组成的，引用这一假定后整个物体的所有各部分才具有相同的弹性，所研究物体的内部各质点的物理性质都是相同的，因而物体的弹性常数不随位置坐标而变化。
各向同性假定：假定物体是各向同性的，即物体的弹性在所有各个方向都相同，引用此假定后，物体的弹性常数不随方向而变。
小变形假定：假定位移和变形是微小的。
亦即，假定物体受力以后整个物体所有各点的位移都远远小于物体原来的尺寸，而且应变和转角都远小于1。
弹性力学试题及答案
弹性力学试题及答案题目一：弹性力学基础知识试题：1. 弹性力学是研究什么样的物体的变形与应力关系？答案：弹性力学是研究具有弹性的物体（即能够恢复原状的物体）的变形与应力关系的学科。
2. 弹性力学中的“应力”是指什么？答案：应力是物体内部相邻两部分之间的相互作用力与其接触面积之比。
3. 弹性力学中的“应变”是指什么？答案：应变是物体在受力作用下发生形变的程度。
正应变表示物体在拉伸力作用下的伸长程度与原始长度之比，负应变表示物体在压缩力作用下的压缩程度与原始长度之比。
4. 弹性力学中的“胡克定律”是什么？答案：胡克定律描述了弹簧的弹性特性。
根据胡克定律，当弹簧的变形量（即伸长或缩短的长度）与施加在弹簧上的力成正比时，弹簧的弹性变形是符合弹性恢复原状的规律的。
题目二：弹性系数计算试题：1. 弹性模量是用来衡量什么的物理量？答案：弹性模量是衡量物体在受力作用下发生弹性形变的硬度和刚度的物理量。
2. 如何计算刚体材料的弹性模量？答案：刚体材料的弹性模量可以通过应力与应变之间的关系来计算。
弹性模量E等于应力σ与应变ε之比。
3. 如何计算各向同性材料的体积弹性模量（Poisson比）？答案：各向同性材料的体积弹性模量（Poisson比）可以通过材料的横向应变与纵向应变之比来计算。
Poisson比v等于横向应变ε横与纵向应变ε纵之比。
4. 如何计算材料的剪切弹性模量？答案：材料的剪切弹性模量G（也称剪切模量或切变模量）可以通过材料的剪应力与剪应变之比来计算。
题目三：弹性体的应力分析试题：1. 弹性体的应力状态可以用什么来表示？答案：弹性体的应力状态可以用应力张量来表示。
2. 什么是平面应力状态和轴对称应力状态？答案：平面应力状态是指在某一平面上的应力分量仅存在拉伸（或压缩）和剪切，而垂直于该平面的应力分量为零的应力状态。
轴对称应力状态是指应力分量只与径向位置有关，而与角度无关的应力状态。
3. 弹性体的应力因子有哪些？答案：弹性体的应力因子包括主应力、主应力差、偏应力、平均应力、最大剪应力、最大剪应力平面等。
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1-3 五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么用途？答：1、连续性假定：引用这一假定后，物体中的应力、应变和位移等物理量就可以看成是连续的，因此，建立弹性力学的基本方程时就可以用坐标的连续函数来表示他们的变化规律。
2、完全弹性假定：引用这一完全弹性的假定还包含形变与形变引起的正应力成正比的含义，亦即二者成线性的关系，符合胡克定律，从而使物理方程成为线性的方程。
3、均匀性假定：在该假定下，所研究的物体内部各点的物理性质显然都是相同的。
因此，反映这些物理性质的弹性常数（如弹性模量E和泊松比μ等）就不随位置坐标而变化。
4、各向同性假定：所谓“各向同性”是指物体的物理性质在各个方向上都是相同的。
进一步地说，就是物体的弹性常数也不随方向而变化。
5、小变形假定：我们研究物体受力后的平衡问题时，不用考虑物体尺寸的改变而仍然按照原来的尺寸和形状进行计算。
同时，在研究物体的变形和位移时，可以将他们的二次幂或乘积略去不计，使得弹性力学中的微分方程都简化为线性微分方程。
在上述假定下，弹性力学问题都化为线性问题，从而可以应用叠加原理。
2-1 已知薄板有下列形变关系：式中A,B,C,D皆为常数，试检查在形变过程中是否符合连续条件，若满足并列出应力分量表达式。
解：1、相容条件：将形变分量带入形变协调方程（相容方程）其中所以满足相容方程，符合连续性条件。
2、在平面应力问题中，用形变分量表示的应力分量为3、平衡微分方程其中若满足平衡微分方程，必须有分析：用形变分量表示的应力分量，满足了相容方程和平衡微分方程条件，若要求出常数A,B,C,D还需应力边界条件。
例2-2 如图所示为一矩形截面水坝，其右侧面受静水压力（水的密度为ρ），顶部受集中力P作用。
试写出水坝的应力边界条件。
解：根据在边界上应力与面力的关系左侧面：右侧面：上下端面为小边界面，应用圣维南原理，可列出三个积分的应力边界条件。
上端面额面力向截面形心O简化，得到面力的主矢量和主矩分别为y=0坐标面，应力主矢量符号与面力主矢量符号相反；应力主矩与面力主矩的转向相反。
所以下端面的面力向截面形心D简化，得到主矢量和主矩为y=l坐标面，应力主矢量、主矩的符号与面力主矢量、主矩的符号相同。
所以分析：1、与坐标轴平行的主要边界只能建立两个等式，而且与边界平行的应力分量不会出现。
如在左、右侧面，不要加入或。
2、在大边界上必须精确满足应力边界条件，当在小边界（次要边界）上无法精确满足时，可以应用圣维南原理使应力边界条件近似满足，使问题的求解大为简化。
应力合成的主矢（主矩）符号的取法亦可用外力主矢（主矩）的方向判断，二者方向一致时去正号，反之取负号。
2-8试列出题2-8图（a），题2-8图（b）所示问题的全部边界条件。
在其端部边界上，应用圣维南原理列出三个积分的应力边界条件。
解：图（a）图（b）1、对于图（a）的问题在主要边界上，应精确满足下列边界条件：在小边界（次要边界）上，能精确满足下列边界条件：在小边界（次要边界）上，有位移边界条件：这两个位移边界条件可以应用圣维南原理，改用三个积分的应力边界条件来代替，当板厚时，2、对于图（b）所示问题在主要边界上，应精确满足下列边界条件：在次要边界上，应用圣维南原理列出三个积分的应力边界条件，当板厚时，在小边界（次要边界）上，有位移边界条件：这两个位移边界条件可以应用圣维南原理，改用三个积分的应力边界条件来代替，2-17 设有矩形截面的悬臂梁，在自由端受有集中荷载F,如题2-17所示，体力可以不计。
根据材料力学公式，写出弯应力σx和切应力τxy的表达式，并取挤压应力σy=0，然后证明，这些表达式满足平衡微分方程和相容方程，再说明，这些表达式是否就表示正确的解答。
解：1、矩形悬臂梁发生弯曲变形，任意横截面上的玩具方程为，横截面对z轴(中性轴)的惯性矩为，根据材料力学公式，弯应力；该截面上的剪力为,剪应力；并取挤压应力。
2、经验证，上述表达式能满足平衡微分方衡也能满足相容方程再考察边界条件：在的主要边界上，应精确满足应力边界条件：能满足。
在次要边界上，列出三个积分的应力边界条件：满足应力边界条件。
在次要边界上，列出三个积分的应力边界条件：满足应力条件。
因此，它们是该问题的正确解答。
例3-1 如图所示矩形截面简支梁受三角形分布荷载作用，试取应力函数求简支梁的应力分量（体力不计）。
解：1、相容条件：代入应力函数，得：由此得于是应力函数可改写为2、应力分量表达式3、考察边界条件：确定应力分量中的各系数联立求解以上各式，得再根据简支梁的端面条件确定常数D,F。
由圣维南原理得可得再带入式（f ）得4、应力分量表达式例3-2 图示悬臂梁，梁的横截面为矩形，其宽度取为1，右端固定、左端自由，荷载分布在自右端上，其合力为P（不计体力），求梁的应力分量。
解：这是一个平面应力问题，采用半逆解法求解。
（1）选取应力函数。
由材料力学可知，悬臂梁任一截面上的弯矩方程M（x）与截面位置坐标x成正比，而该截面上某点处的正应力又与该点的坐标y成正比，因此可设(a)式中的为待定常数。
将式（a）对y积分两次，得(b)式中的，为x的待定函数，可由相容方程确定。
将式（b）代入相容方程，得上式是y的一次方程，梁内所有的y值都应是满足它，可见它的系数和自由项都必须为零，即，积分上二式，得式中为待定的积分常数。
将，代入式（b），得应力函数为. (c)(2)应力分量的表达式(3)考察应力边界条件：以确定各系数，自由端无水平力；上、下部无荷载；自由端的剪力之和为P，得边界条件,自然满足；,得;上式对x的任何值均应满足，因此得，，即，得X取任何值均应满足，因此得.将式（e）代入上式积分，得计算得,其中,横截面对Z轴的惯性矩。
最后得应力分量为3-3 试考察应力函数能满足相容方程，并求出应力分量(不计体力),画出题3-2图所示矩形体边界上的面力分布(在次要边界上表示出面力的主矢量和主矩)，指出该应力函数所能解决的问题。
解（1）相容条件：将代入相容方程,显然满足。
（2）应力分量表达式(3)边界条件：在主要边界上，应精确定满足应力边界条件在次要边界x=o, x=l上，应用圣维南原理，可列出三个积分的应力边界条件(a)(b)(c)对于如图所示矩形板和坐标系，当板内发生上述应力时，由应力边界条件式（a）(b)、(c)可知上边、下边无面力；而左边界上受有铅直力；右边界上有按线性变化的水平面力合成为一力偶，和铅直面力。
所以，能解决悬臂在自由端受集中力作用的问题。
3-6 如题3-6图所示的墙，高度为h,宽度为b,h>>b,在两侧上受到均布剪力q 的作用，试用函数求解应力分量。
b/2b/2hqqy(h>>b)题3-6图xo解：（1）相容条件将应力函数代入相容方程，其中，，。
很显然满足相容方程。
（2）应力分量表达式(3)考察边界条件，在主要边界上，各有两个应精确满足的边界条件，即在次要边界y=0上，而的条件不可能精确满足（否则只有A=B=0），可用积分的应力边界条件代替.(4)把各应力分量代入边界条件，得应力分量为3-7 设单位厚度的悬臂梁在左端受到集中力和力矩作用，体力可以不计，l>>h 如题3-7图所示，试用应力函数求解应力分量。
x解（1）相容条件将代入相容方程，显然满足。
（2）应力分量表达式(3)考察边界条件，在主要边界上，各有两个应精确满足的边界条件得 (a)在次要边界x=0上，只给出了面力的主矢量和主矩，应用圣维南原理，用三个积分的应力边界条件代替。
注意x=0是负x面，由此得(b)由式（a）(b)解出最后一个次要边界条件（x=l上）,在平衡微分方程和上述边界条件均已满足的条件下，是必然满足的，故不必再校核。
代入应力公式，得3-9 设题3-9图中的简支梁只受重力作用，而梁的密度为，试用教材§3-4中的应力函数(e)求解应力分量，并画出截面上的应力分布图。
qx解 （1）应力函数为(2)应力分量的表达式这些应力分量是满足平衡微分方程和相容方程的，因此，如果能够选择适当的常数A,B,…，K,使所有的边界条件都满足，则应力分量式（b）,(c),(d)就是正确的解答。
（3）考虑对称性。
因为yz面是梁和荷载的对称面，所以应力分布应当对称于yz面。
这样是是x的偶函数，而是x的奇函数，于是由式（b）和（d）可见（4）考察边界条件：在主要边界上，应精确满足应力边界条件将应力分量式（c）和（d）代入，并注意到前面已有，可见这些边界条件要求联立求解得到将以上已确定的常数代入式（b）,式（c）和（d），得考虑左右两边的次要边界条件。
由于问题的对称性，只需考虑其中的一边，例如右边。
梁的右边没有水平面力，x=l时，不论y取任何值，都有。
由式（f）可见，这是不可能满足的，除非是均为零。
因此，用多项式求解，只能要求在这部分边界上合成的主矢量和主矩均为零，也就是要求将式（f）代入式（i）,得积分以后得将式（f）代入式（j），得积分以后得将K，H的值代入式（f）,得另一方面，梁右边的切应力应当合成为反力积分以后，可见这一条件是满足的。
将式（g）,(h),(k)略加整理，得应力分量的最后解答注意梁截面的宽度取为一个单位，可见惯性矩是，静矩是。
根据材料力学应用截面法求横截面的内力，可求得梁任意截面上的弯矩方程和剪力方程分别为。
式（l）可以写成3-10 如题3-10图所示的悬臂梁，长度为l，高度为h, l>>h,在上边界受均布荷载q，试检验应力函数能否成为此问题的解？如可以，试求出应力分量。
解（1）相容条件将代入相容方程，得，若满足相容方程，有(2)应力分量表达式(3)考察边界条件;主要边界上，应精确满足应力边界条件在次要边界上x=0上，主矢和主矩为零，应用圣维南原理，用三个积分的应力边界条件代替(e)联立求解式（a）,(b),(c),(d)和（e），得将各系数代入应力分量表达式，得3-12 为什么在主要边界（占边界绝大部分）上必须满足精确的应力边界条件，教材中式（2-15），而在次要边界（占边界很小部分）上可以应用圣维南原理，用三个积分的应力边界条件（即主矢量、主矩的条件）来代替？如果在主要边界上用三个积分的应力边界条件代替教材中式（2-15），将会发生什么问题？解：弹性力学问题属于数学物理方程中的边值问题，而要边界条件完全得到满足，往往遇到很大的困难。
这时，圣维南原理可为简化局部边界上的应力边界条件提供很大的方便。
将物体一小部分边界上的面力换成分布不同，但静力等效的面力（主矢、主矩均相同），只影响近处的应力分布，对远处的应力影响可以忽略不计。
如果在占边界绝大部分的主要边界上用三个应力边界条件来代替精确的边界条件。
教材中式（2-15），就会影响大部分区域的应力分布，会使问题的解答具有的近似性。