20162材料力学作业--带答案
材料力学习题及答案
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。
材料力学习题册参考答案
材料力学习题册参考答案材料力学习题册参考答案（无计算题）第1章：轴向拉伸与压缩一：1（ABE ）2（ABD ）3（DE ）4（AEB ）5（C ）6（ＣＥ）７（ABD ）8（C ）9（BD ）10（ADE ）11（ACE ）12（D ）13（CE ）14（D ）15（ＡＢ）１６（BE ）17（D ）二：1对2错3错4错5对6对7错8错9错10错11错12错13对14错15错三：1：钢铸铁 2：比例极限p σ 弹性极限e σ 屈服极限s σ 强度极限b σ3.横截面 45度斜截面4. εσE =， EAFl l =5.强度，刚度，稳定性；6.轴向拉伸（或压缩）；7. llb b ?μ?=8. 1MPa=106 N/m 2 =1012 N/mm 2 9. 抵抗伸缩弹性变形，加载方式 10. 正正、剪 11.极限应力 12. >5% <5% 13. 破坏s σ b σ 14.强度校核截面设计荷载设计15. 线弹性变形弹性变形 16.拉应力 45度 17.无明显屈服阶段的塑性材料力学性能参考答案：1. A 2. C 3. C 4. C 5. C 6. 5d ; 10d 7. 弹塑8. s2s 9. 0.1 10. 压缩11. b 0.4σ 12. <；< 剪切挤压答案：一：1.（C ），2.（B ），3.（A ），二：1. 2bh db 2. b(d+a) bc 3. 4a δ a 2 4. F第2章：扭转一：1.（B ） 2.（C D ） 3.（C D ） 4. （C ） 5. （A E ） 6. （A ）7. （D ）8. （B D ） 9.（C ） 10. （B ） 11.（D ） 12.（C ）13.（B ）14.（A ） 15.（A E ）二：1错 2对 3对 4错 5错 6 对三：1. 垂直 2. 扭矩剪应力 3.最外缘为零4. p ττ< 抗扭刚度材料抵抗扭转变形的能力5. 不变不变增大一倍6. 1.5879τ7.实心空心圆8. 3241)(α- 9. m ax m in αττ= 10. 长边的中点中心角点 11.形成回路（剪力流）第3章：平面图形的几何性质一：1.（C ），2.（A ），3.（C ），4.（C ），5.（A ），6.（C ），7.（C ），8.（A ），9.（D ）二：1）. 1；无穷多；2）4)4/5(a ； 3），84p R I π=p 4z y I 16R I I ===π4）12/312bh I I z z ==；5）)/(/H 6bh 6BH W 32z -= 6）12/)(2211h b bh I I I I z y z y +=+=+；7）各分部图形对同一轴静矩8）两轴交点的极惯性矩；9）距形心最近的；10）惯性主轴；11）图形对其惯性积为零三：1：64/πd 114； 2.（0 , 14.09cm ）(a 22，a 62)3： 4447.9cm 4， 4：0.00686d 4 ，5: 77500 mm 4 ;6: 64640039.110 23.410C C C C y y z z I I mm I I mm ==?==?第4章：弯曲内力一：1.（A B ）2.（D ）3.（B ）4.（A B E ）5.（A B D ）6.（ACE ） 7.（ABDE ） 8.（ABE ）9. （D ） 10. （D ） 11.（ACBE ） 12.（D ） 13.（ABCDE ）二：1错 2错 3错 4对 5错 6对 7对三：1. 以弯曲变形 2.集中力 3. KNm 2512M .max =4. m KN 2q = 向下 KN 9P = 向上5.中性轴6.荷载支撑力7. 小8. 悬臂简支外伸9. 零第5章：弯曲应力一：1（ＡＢＤ）２．（C ）3.（BE ）4.（A ）5.（C ）6.（C ）7.（B ）8.（C ）9.（BC ）二：1对 2错 3错 4 对 5 错 6错 7 对三：1.满足强度要求更经济、更省料2. 变成曲面，既不伸长也不缩短3.中性轴4.形心主轴5.最大正应力6.剪力方向7.相等8.平面弯曲发生在最大弯矩处9.平面弯曲第6章：弯曲变形一：1（B ），2（B ），3（A ），4（D ），5（C ），6（A ），7（C ），8（B ），9（A ）10（B ），11（A ）二：1对2错3错4错5错6对7错8错9错10对11错12对三：1.（转角小量:θθtan ≈）（未考虑高阶小量对曲率的影响）2. 挠曲线采用近似微分方程导致的。
《材料力学》课后习题答案详细
N(x) F F x a
x (a,0]
轴力图如图所示。
[习题 2-2] 试求图示等直杆横截面 1-1、2-2 和平 3-3 上的轴力，并作轴
力图。若横截面面积 A 400mm2 ，试
求各横截面上的应力。
解：（1）求指定截面上的轴力
N11 20kN N 22 10 20 10(kN )
10000 100
0
100 100.0 0.0
10000 100
30
100 75.0 43.3
10000 100
45
100 50.0 50.0
10000 100
60
100 25.0 43.3
10000 100
90
100
0.0
0.0
[习题 2-7] 一根等直杆受力如图所 示。已知杆的横截面面积 A 和材料 的弹性模量 E。试作轴力图，并求杆 端点 D 的位移。 解：（1）作轴力图
N33 F 2F 2F F
轴力图如图所示。
1
（c）
解：（1）求指定截面上的轴力
N11 2F N22 F 2F F
（2）作轴力图
N33 2F F 2F 3F
轴力图如图所示。
（d）
解：（1）求指定截面上的轴力
N11 F
N 22
2F
qa
F
2F
F a
a
F
2F
（2）作轴力图
中间段的轴力方程为：
解：墩身底面的轴力为：
N (F G) F Alg
1000 (3 2 3.14 12 ) 10 2.35 9.8 3104.942(kN )
1000 (3 2 3.14 12 ) 10 2.35 9.8
材料力学习题及答案
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-mxx 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 Mx 即扭矩，其大小等于M1- 2如图所示，在杆件的斜截面m-mxx 任一点A 处的应力p=120 MPa 其方位角0 =20°,试求该点处的正应力（T 与切应力T 。
解：应力p 与斜截面m-m 的法线的夹角a =10°,故（T = pcos a =120x cos10 ° =118.2MPaT = psin a =120X 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（T max=100MPa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FN=10(X 106X 0.04 X 0.1/2=200 X 103 N =200 kN其力偶即为弯矩Mz=20(X (50 - 33.33) X 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(d) FNAB=1 kN, FNBC — 1 kN,2- 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d 仁40 mm 如欲使BC 与 AB 段的正应力相同，试求BC 段的直径。
‘N1 二上耳即2L —耳+ Z ￡ 4 44 4由此求得- 49 0 mm 解：因BC 与AB 段的正应力相同，故=即 _气 -巩+% 兀甲忧占；兀申兀刀： ~4~ 4 ~~ 4由此■求潯=49 0 mm2- 3图示轴向受拉等截面杆，横截面面积 A=500 mm2载荷F=50 kN 。
大学材料力学习题及答案(题库)精选全文
可编辑修改精选全文完整版一．是非题：（正确的在括号中打“√”、错误的打“×”） （60小题） 1．材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题，因此在研究构件的平衡与运动时，可不计构件的变形。
( √ )2．构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关，而材料的力学性质又是通过试验测定的。
( √ ) 3．在载荷作用下，构件截面上某点处分布内力的集度，称为该点的应力。
(√ ) 4．在载荷作用下，构件所发生的形状和尺寸改变，均称为变形。
( √ ) 5．截面上某点处的总应力p 可分解为垂直于该截面的正应力σ和与该截面相切的剪应力τ，它们的单位相同。
( √ )6．线应变ε和剪应变γ都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量，它们都是无量纲的量。
( √ )7．材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。
( ) 8．在强度计算中，塑性材料的极限应力是指比例极限p σ，而脆性材料的极限应力是指强度极限b σ。
( )9．低碳钢在常温静载下拉伸，若应力不超过屈服极限s σ，则正应力σ与线应变ε成正比，称这一关系为拉伸（或压缩）的虎克定律。
( )10．当应力不超过比例极限时，直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比，而与横截面面积成反比。
( √ )11．铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成450，这是由压应力引起的缘故。
( )12．低碳钢拉伸时，当进入屈服阶段时，试件表面上出现与轴线成45o 的滑移线，这是由最大剪应力max τ引起的，但拉断时截面仍为横截面，这是由最大拉应力max σ引起的。
( √ )13．杆件在拉伸或压缩时，任意截面上的剪应力均为零。
( ) 14．EA 称为材料的截面抗拉（或抗压）刚度。
( √ ) 15．解决超静定问题的关键是建立补充方程，而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系，称这种关系为变形协调关系。
( √ ) 16．因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象，称为应力集中。
材料力学作业及练习题参考答案(8、9章)
八章2题： 解：查槽钢表，每根槽钢，A＝25.669 cm2，W＝141 cm3， 则两根槽钢制成的梁：A＝2A＝51.538 cm2， W＝2W＝282 cm3 在B截面左侧的上边缘处： ＝－FN/A＋M/W＝－50×103/(51.538×10－4)＋37.5×103/(282×10－6) ＝123.24×106 Pa， 即在该处为拉应力123.24 MPa ； 在B截面左侧的下边缘处： ＝－FN/A－M/W＝－50×103/(51.538×10－4)－37.5×103/(282×10－6) ＝－142.72×106 Pa， 即在该处为压应力142.72 MPa ； 在B截面右侧的上边缘处： ＝M/W＝37.5×103/(282×10－6)＝132.98×106 Pa， 即在该处为拉应力132.98 MPa ； 在B截面右侧的下边缘处： ＝－M/W＝－37.5×103/(282×10－6)＝－132.98×106 Pa， 即在该处为压应力132.98 MPa。
材料力学作业及练习题参考答案(5章2016级)
MD＝0 MA＝－F1×0.8＝－3×0.8 ＝－2.4 kNm MC＝FB×0.8＝1.5×0.8 ＝1.2 kNm MB＝0 将以上各点连接，作弯矩图。
注：此处如果Wz≥187.5 cm3，则不需复算。
习题5-9(f ) 解
注：z1轴通过角钢截面的形心，且与其中一个边平行（如图）。
解：图形由四个矩形组成：
两个竖的矩形宽×高＝20 mm×(600－2×20) mm＝2 cm×56 cm
两个横的矩形宽×高＝400 mm×20 mm＝40 cm×2 cm， 其形心距z轴600/2－20/2＝290 mm＝29 cm
※易犯的错误：梁的变形判断；公式5-8中数据的代入。
Iz＝[2×563/12]×2＋[40×23/12＋292×40×2]×2＝193152 cm4
*4. 一矩形截面悬臂梁受均布载荷作用，已知均布载荷集度q＝12 kN/m，梁的跨度l＝3 m，梁横截面高度与宽度之比为h/b＝3/2，b＝0.12 m，若梁的许用应力[]＝120 Mpa，不计梁的自重，请校核梁的强度。
解：梁在q作用下，在其固定端横截面处有最大弯矩： Mmax＝－ql 2/2＝－12×32/2＝－54 kNm 即 |M|max＝54 kN·m h/b＝3/2，h＝3b/2＝1.5b W＝I/(h/2)＝(bh3/12)/(h/2)＝bh2/6＝b(1.5b)2/6＝0.375b3 ＝0.375×0.123＝6.48×10－4 m3
※评分标准： 1. 通过计算比较，求得 t,max，2分，说明 t,max所在位置，2分；通过计 算比较或论证，求得 c,max，2分，说明 c,max所在位置，2分；如未通过 计算比较或论证，分数减半。如果正应力无单位或单位错误，扣1分。 2. 强度校核：正确给出结论，2分。
《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。
材料力学II习题解答 最终版
显然，B’C’段内的切应力分布和BC段的切应力分布相对于z 轴对称，方向相同，因此切应力的合力必大小相等，方向 相同，（题12.8图（c））
材料力学（II ）Mechanics of Materials 上海电力学院
材料力学（II ）Mechanics of Materials 上海电力学院
cc截面与B截面之间的面积（题12.8图（b））对z轴 的面矩为
b1 0
τ1δ1dξ
=
ξ F b1 Sy b1 −ξ
0
2Iz
δ1dξ
= FSyb13δ1
12Iz
根据合力矩定理，合力对一点之矩，等于其分力对同一点之
矩的代数和，可以证明
为 和 F S y
F S1
F S2
的合力。如
对B点取矩，水平方向剪应力的合力和剪力对B点之矩为零，
故有
FS y e = FS1 h
从上上式求得弯曲中心位置
⎤ ⎥ ⎦
=
24 bh2
Fl
=
24 × 6 × 103 × 1.25 75 × 10 −3 × 150 2 × 10 −6
Pa
= 107 M P a (拉 )
材料力学（II ）Mechanics of Materials 上海电力学院
B点的坐标为
yOB
=
h 3
zOB
=
−
b 3
带入广义弯曲应力公式，得
的壁厚 δ为常量，且壁厚及开口切缝都很小。
解: 如图（b）所示。开口处B面与bb截面间的面积 对在z轴的面距为
S
* z
=
(ξ δ
)ξ
2
=
δξ 2
2
⎛ ⎜⎝
0
材料力学习题及参考答案共183页文档
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材料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学习题及参考答案
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
材料力学练习题及答案-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题号⼀⼆三四五六总分得分题⼀、3图题⼀、1图C、3σD、4σ4、⾼度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截⾯梁，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、8⼆、作图⽰梁的剪⼒图、弯矩图。
（１５分）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。
题⼀、5图题⼀、4⼆题图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）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。
材料力学作业及答案
【A】
【B】
【C】
【D】 解：正确答案为【D】； 【A】 分离体上不能带有支座，因为支座处的支反力要影响分离体的平衡（如下图所示），
因此必须将支座去除，用相应的支反力取而代之； 【B】 用截面法计算轴力时，不要在集中力作用点上取截面，因为此处的受力比较复杂，
为了保险起见，建议大家用 的公式来计算线应变。从这个公式可以看出，当材料相同的时， E
线应变的变化规律与正应力的变化规律相同，正应力发生变化的截面上，线应变也将发生变化。
三、图示立柱由横截面面积分别为 A 和 2A 的 AB 和 BC 段组成，已知材料的容重为 ，弹性模量为 E，则
解：正确答案为【A】。 [B]问题出在分子上的 3，在用胡克定律计算变形时分子上要用轴力，而不能用杆件上作用的外力。 [C]这是一个常见的错误，很多同学会仿照对变形进行分段累加的算法来计算线应变，要注意变形有累 加意义，即一段杆件的总的变形量等于每个分段变形量的代数和；但是线应变指的是在一个很小的范围 内杆件的变形程度，可以简单地将线应变理解成是属于某个截面的。当一段杆件受力均匀时，这段杆件 各个横截面上的线应变都是相等的，你可以笼统地说这段杆件的线应变是多少，但是当两段杆件的轴力 不同时，只能说两段杆件的线应变个各是多少，而不能把两段杆件的线应变加起来。不要说是两段杆件 的线应变，即便是把两个截面不同的线应变加起来都没有任何力学意义。就像汽车在公路上行驶，在第 一段上是一个速度，在第二段上是另一个速度，显然把这两个速度加起来是没有什么意义的。 [D]当两段杆件的变形程度不同时，不能像本选项那样将两段杆件连在一起，一次性计算线应变，必须 是各算各的。
在材料力学中采用“突变”的形式来处理。在这种处理方式下，这个截面上的轴力 是不确定的，在材料力学中绘制出来的集中力作用截面附近的轴力图，如下图所示， 此时只需要求出集中力作用截面左右两条线代表的轴力值即可，因此，应该在集中 力作用截面的左右两侧取计算截面。，而不要把计算截面取在集中力的作用截面上。
材料力学习题集--(有答案)
材料力学习题集--(有答案)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. 在外力作用下构件抵抗变形的能力B. 在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力C. 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. 应力B. 应变C. 材料的弹性常数D. 位移1.7 下列结论中正确的是（ ） A. 内力是应力的代数和 B. 应力是内力的平均值 C. 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ρ，试问下列结论中哪一个是正确的？ (A)q gAρ=；(B) 杆内最大轴力N maxF ql =； (C) 杆内各横截面上的轴力N2gAlF ρ=；(D) 杆内各横截面上的轴力NF=。
2. 低碳钢试样拉伸时，横截面上的应力公式CD qqlN F Aσ=适用于以下哪一种情况?(A) 只适用于σ≤pσ； (B) 只适用于σ≤eσ；(C) 3. 索重点绳[]σ。
(A) (C)45；。
4. 桁架如图示，可在横梁(A) (C)5. 设受力在弹性范围内，问空心圆杆受轴向拉伸时，外径与壁厚的下列四种变形关系中哪一种是正确的？(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。
材料力学习题及参考答案
答案：
5.对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑性材料，
工程上规定 0.2 作为名义屈服极限，此时相对应的
应变量为 0.2%。
（）
答案：
四、计算
1.矿井起重机钢绳如图（a）所示，AB段截面积 A1 300mm2， BC段截面积 A2 400mm2，钢绳的单位体积重量 28kN / m3， 长度l 50m，起吊重物的重量 P 12kN，求：1）钢绳内的最大 应力；2）作轴力图。
2
100MPa，
试求此结构许可载荷P。
A
B
1 45o 30o 2
C
P
a
解: 1)结构中各杆应满足平衡条件
y
N1
N2
对节点C取图(b)所示研究对象，有
45o 30o
Cx
X
N1 sin 45o
N2
sin 30o
0 a
答案： 四，弹性、屈服、强化和颈缩、断裂。
５.用塑性材料的低碳钢标准试件在做拉伸实验过程中，将 会出现四个重要的极限应力；其中保持材料中应力与应变 成线性关系的最大应力为（ ）；使材料保持纯弹性变形 的最大应力为（ ）；应力只作微小波动而变形迅速增加 时的应力为（ ）；材料达到所能承受的最大载荷时的应 力为（ ）。
起重杆（杆1）为钢管，外径D=400mm，内径d=20mm，
许用应力 80MPa。钢丝绳2的横截面积 1
A2
500mm，2 许
用应力 60MPa。若最大起重量P=55kN，试校核此起
2
重机的强度是否安全。
B
45o 2
C
15o 1
AP
a
y
解：1）确定杆件受力
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计算 （每题14分）1、 变截面杆受力如图，从左至右各截面面积分别为A 1=400mm 2，A 2=300mm 2，A 3=200mm 2，材料的弹性模量E =200GPa 。
试求：(1)绘出杆的轴力图；(2) 计算杆内各段横截面上的正应力；(3)计算A 端的位移。
解：(1)杆的轴力图如图所示，各段的轴力 ——5分kN N 101-=，kN N 402-=，kN N 103=(2) 各段横截面上的正应力为 ——4分MPa Pa A N 25105.2104001010763111-=⨯-=⨯⨯-==-σ MPa Pa A N 133103.13103001040763222-=⨯-=⨯⨯-==-σ MPa Pa A N 50105102001010763333=⨯=⨯⨯==-σ （3）A 端的位移为 ——5分F Nmm m EA l N EA l N EA l N l l l l 204.01004.210200102004.0101010300102004.0104010400102003.010104693693693333222111321-=⨯-=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯⨯⨯-=++=∆+∆+∆=∆----总2、变截面直杆如图所示。
已知：GPa E cm A cm A 200,4,82221===。
求A 、杆的总伸长l ∆，B 、求左段横截面上的应力1σ。
5、在图示简易吊车中，BC 为钢杆，AB 为木杆。
木杆AB 的横截面面积21cm 100=A ，许用应力[]MPa 71=σ；钢杆BC 的横截面面积22cm 6=A ，许用应力[]MPa 1602=σ。
试求许可吊重[]P 。
解：（1）以节点B 为研究对象 ——3分（2）计算各杆的许可轴力——5分B⎩⎨⎧==PN PN 2321-------(6分) 解：1、绘制轴力图 222111EA lF l EA lF l N N =∆=∆m m 105.7221-⨯=∆+∆=∆l l l MPa 50111==A F N σ2、求变形3、求应力kN kN（3）确定结构的许可载荷 ——6分[P]=40.4kN7、 一块厚10mm 、宽200mm 的旧钢板，其截面被直径d ＝20mm 的圆孔所削弱，圆孔的排列对称于杆的轴线，如图所示。
钢板承受轴向拉力F ＝200kN 。
材料的许用应力[σ]=170MPa ，若不考虑应力集中的影响，试校核钢板的强度。
10、图示为一简单托架。
BC 杆为圆钢，横截面直径d ＝20mm 。
AB 杆为8号槽钢（8号槽钢截面面积为A 2＝1020×10－6m 2）。
若MPa 160][=σ，试校核托架的强度。
设F ＝60kN 。
101600m A ⨯=钢板内最大的应力为[]σσ<==MPa AF N125钢板满足强度要求。
-------------(8分)F[]70107101006411max1=⨯⨯⨯==-σA N []96101601066422max 2=⨯⨯⨯==-σA N kNN P 4.403max11max ==kNN P 482max22max ==23、传动轴的转速为n ＝500r/min ，主动轮A 输入功率P 1=368kW ，从动轮B 和C 分别输出功率P 2＝147kW ，P 3＝211kW 。
已知[][]()G Pa 80,m /1,MPa 70=︒='=G ϕτ。
（1）、试确定AB 段的直径d 1和BC 段的直径d 2。
（2）、若AB 和BC 两段选用同一直径，试确定直径d 。
解：取A 点力分析 ---------2分 列方程求力 ---------4分kNF kNF F F F F F F BC AB AB y AB BC x 45750sin 0cos =-==--=∑=--=∑ββAB 强度BC 强度 [][]σσσσ MPa A F MPa A F NBCBC NABAB 24.14353.7312====---------3分24、桥式起重机的传动轴传递的力偶矩M e ＝1.08kN ·m ，材料的许用应力[]MPa 40=τ，GPa G 80=，同时规定[]()m /5.0︒='ϕ。
试设计轴的直径。
解：由强度条件有 ----------------7分[]τπτ≤==31max 16d TW T t []mm Td 16.51631=≥τπ由强度条件有 ----------------7分解：1、扭矩图 2、AB 段 强度条件得d ≥刚度条件得 取d 1＝84.6mm3、BC 段 由强度条件得[]mmT d 4.671631=≥τπ由刚度条件得 取d 2＝74.4mm4、应取AB 和BC 段中直径大者，即d ＝84.6mm--------------（4分）----------（2分）[]mmG T d 6.8418032421='⨯≥πϕ[]mm G T d 4.7418032421='⨯≥πϕmN m m N m nPm •=•=•==42212808N 702895503211[]ϕπππϕ≤⨯=⨯=1803218042max d G T GI T P (7分) []mm G T d 6318032422=⨯≥ϕπ 轴的直径为d ＝63mm25、机床变速箱第II 轴如图所示，轴所传递的功率为 P =5.5kW ，转速n =200 转／分，材料为45号钢，[τ]=40MPa ，试按强度条件初步设计轴的直径。
29、阶梯形圆轴AB 。
其AC 段直径d 1＝40mm ；CB 段直径d 2＝70mm ，轴上装有三个皮带轮如图所示，已知轮3输入的功率为P 3＝30kW ，轮1的输出功率为P 1＝13kW ，轴作匀速转动，转速n ＝200r/min ，材料许用切应力[τ] =60MPa ，G=80GPa ，许用扭转角[]m /2︒='ϕ。
试校核该轴的强度和刚度。
---------------(3分) ----------------------(9分) ----------------------(2分)m N 263⋅=强度条件为 求出直径为[]τπτ≤==3max 16dmW T t []mm2.32163=≥τπmd34、机床齿轮减速箱中的二级齿轮轴如图所示。
主动轮C 输入功率P C ＝30kW ，从动轮A 、B 输出功率分别为P A ＝17kW ，P B ＝13kW ，轴的转速n ＝900r/min ，材料的剪切弹性模量G ＝80GPa ，许用应力[]MPa 40=τ，单位长度的许用扭转角/m 1][︒='φ。
试设计轴的直径。
1m0.3m 0.5m 1M e1 M e2M e3 23A CD B620.751432.5解：mN M mN M m N nP M e e e •=•=•==75.8115.143275.62095502311[][]τπττπτ MPa W T MPa W T tBD BD DBtACAC AC 3.21070.0165.14324.49040.01675.62033=⨯===⨯==[][]ϕπϕϕπϕ'︒=⨯=''︒=⨯=' 435.0180769.1180PDB DB DBPAC AC AC GI T GI T 满足强度和刚度要求。
1、外力偶矩 ------------4分2、扭矩图 ------------2分3、强度校核 ------------4分4、刚度校核 ------------4分1m0.3m 0.5m 1M e1 M e2M e3 23A CD Bm Bm A CBAm C37、试绘制图示梁的内力图。
m2m 1mkN ⋅4mkN 2kN6m1m Bm A CBA m C180.4137.9解： mmd 9.33=解： 1、外力偶矩 ------------4分 2、扭矩图 ------------2分 )(9549m N nPm k ⋅=3、强度 ------------4分4、刚度 ------------4分[]mm d W T t5.28,maxmax ≥≤=ττ[]mmd GI T p9.33,180max max ≥≤⨯=ϕπϕ取38、试绘制图示梁的内力图。
39、试绘制图示梁的内力图。
解、求支座反力（2分）kNF kN F B A 18,6==F Q 图（kN ）M 图（kN •m ）5.(2分)解：求支座反力kNF A 5.4=kNFB5.5=4kNkN ·m41、试绘制图示梁的内力图。
解：求支座反力得F kN FB A ,18==F S 图单位：kN(2分)解： 求支座反力qa qa F qa qa F B A 667.167,833.3623====62qa 2qa 226806.07249qa qa =33（2分）（8分）4 453、悬臂梁如图所示，已知许用应力为[][]MPa MPa 1,10==τσ。
试求许可载荷F 。
55、一简支梁受力如图所示，荷载5kN F =，距离a =0.7m ，材料的许用弯曲正应力[]10MPa=σ，横截面为3bh=的矩形。
试按正应力强度条件确定梁横截面的尺寸。
56、加热炉的冷却水管，两端支承于炉墙上，水管受到钢坯的压力P =5kN 。
设水管内外径之比为d/D =5/6，材料的许用应力为[],80a MP σ= 略去管子和水的自重，试求水管外径D 的值。
解：求出最大弯矩和最大剪力 FM F F S ==max max ,梁正应力强度条件为梁切应力强度条件为[]75.3max max≤⇒≤=F W Mzσσ[]kNF AF S 1023maxmax ≤⇒≤=ττF 应小于3.75kN 。
（8分） （4分）解：32236bbh W z ==[]σσ≤=zW M maxmax mmb h mm m b 7.184356.6110103107363===⨯⨯⨯≥-------3分--------6分---------2分3kNm60、图示轧辊轴直径mm 280=D ，跨度mm 1000=L ，mm 450=l ，mm 100=b 。
轧辊材料的弯曲许用应力[]MPa 100=σ。
求轧辊能承受的最大轧制力。
解：（1）作弯矩图，求最大弯矩m kN Pa M⋅=⨯==36.05max----4分（2）选择截面尺寸由强度条件[]σσ≤=zW M max max -----4分)1(3243απ-=D W z -----4分[]366max 105.3710803000m M W z -⨯=⨯=≥σ解得： m D 09.0≥ -----2分61、20a 工字钢梁的支承和受力情况如图所示。