材料力学思考题

材料力学思考题

1. 强度、刚度、稳定性的概念？

强度：强度要求就是指构件应有足够的抵抗破坏的能力。

刚度：刚度要求就是指构件应有足够抵抗变形的能力。

稳定性：稳定性要求就是指构件应有足够的保持原有平衡型态的能力。

2. 材料力学的研究对象是什么？

材料的力学性能

3. 材料力学的任务是什么？

在满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。

4. 变形固体的基本假设有哪些？

连续性假设：均匀性假设；个相同性假设。

5. 外力是如何分类的？

按外力的作用方式分为：表面力和体积力。

按载荷随时间变化的特点，又可分成静载荷和动载荷。

6. 内力、应力的概念？

内力：物体因受外力作用而变形，其内部格部分之间因相对位置改变而引起的相互作用就是内力。

应力：单位面积上的内力。

7. 应变有哪两种？

切应变和角应变

8. 杆件变形的基本形式有哪些？其各自受力特点是什么？

拉伸或压缩：这类变形形式是由大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的一对力引起的，表现为杆件长度的身长或缩短。

剪切：一对垂直于杆件轴线的横向力，他们大小相等、方向相反、作用线相互平行且靠的很近。

扭转：大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴线的两力偶引起的。表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。

弯曲：作用垂直于杆件轴线的横向力，或作用一对大小相等、转向相反的力偶

引起的，表现为杆件轴线有直线变为曲线。

9. 简述轴向拉伸和压缩时的平面假设。

变形前原为平面的横截面，变形后仍保持为平面且仍垂直于轴线。

10. 简述轴向拉伸和压缩时横截面正应力如何分布。

正应力均匀分布于横街面上。

11. 哪个角度斜截面切应力最大？

与杆件轴线成45°的斜截面上切应力最大。

12. 简述材料力学的力学性能。

指材料在外力作用下表现出的变形、破坏等方面的特性。

13. 通过拉伸和压缩实验，可获得材料的力学性能强度指标和索性指标有哪些？比例极限（弹性极限）σp、屈服极限σs、强度极限σb、弹性模量E、伸长率δ和断面收缩率ψ。

14. 极限应力的概念。

脆性材料断裂时的应力是强度极限σb；塑性材料屈服时的应力是屈服极限σs，这两者都是构件失效时的极限应力。

15. 工程上确定安全因素时应考虑什么？

（1）材料的素质，包括材料的均匀程度、质地好坏、是塑性的还是脆性的等（2）在和情况，包括对载荷的估计是否准确、是静载荷还是动载荷等。

（3）时间构件简化过程和计算方法的精确程度。

（4）零件再设比重的重要性、工作条件、损坏后造成后果的严重程度、制造和维修的难易程度等。

（5）对减轻设备自重和提高设备机动性的要求。

16. 强度条件可解决哪几类的强度计算题？

强度校核、界面设计和确定许可载荷

17. 简述胡克定律。

当应力不超过比例极限时，应变与应变成正比（σ=Eε）。

18. 应变能和应变能密度的概念。

应变能：弹性固体在外力作用下，因变形而储存的能量称为应变能。

应变能密度：每单位体积物体内所积蓄的应变能称为应变能密度。

19. 什么是超静定问题？

杆件的轴力并不能全能静力平衡方程解出，这就是超静定问题。

20. 计算温度应力、装配应力的关键是什么？

建立变形协调方程。

21. 何为应力集中？

因杆件外形突然变化而引起的局部应力急剧增大的现象，称为应力集中。22. 剪切实用计算的关键是什么？

建立强度条件τ=Fs/A≤[τ]

23. 挤压的概念。

在外力作用下，连接件和被连接的构构件之间，必将在接触面上相互压紧，这种现象称为挤压。

24. 简述切应力互等定理。

在单元体相互垂直的两个平面上，切应力必然成对存在，且数值相等；两者都垂直于两个平面得交线，这就是切应力互等定理。

25. 纯剪切的概念。

在上述单元体的顶、底面和左、右两个侧面上，只有切应力并无正应力，这种应力状况称为纯剪切。

26. 简述圆轴扭转的平面假设。

等直圆轴扭转变形前原为平面的横截面变形后仍保持为平面，形状和大小不变，半径仍保持为直线；且相邻两横截面间的距离保持不变。这就是圆轴扭转的平面假设。

27. 试分析汽车采用空心传动轴的原因。

这是因为横截面上的切应力沿半径按线性规律分布，圆心附近切应力很小，材料没有充分发挥作用。若把轴心附近的材料向边缘移置，使其成为空心轴，就会增大Ip（极惯性矩）和Wt（抗扭截面系数）

28.什么是密圈螺旋弹簧？

螺旋弹簧簧丝是一条空间螺旋线，近似地认为，弹簧横截面与弹簧轴线在同一平面内。一般将这种弹簧称为密圈螺旋弹簧。

29.什么是自由扭转？

等值杆两端受扭力偶作用且翘曲不受任何限制时，属于自由扭转。

30.什么是约束扭转？

若由于约束条件或受力条件的限制，杆件各横界面的翘曲程度不同，这势必引起相邻两横截面间纵向线段的长度改变。于是横截面上除了切应力外还有正应力。这种情况称为约束扭转。

31.什么是对称弯曲？

当作用于杆件上的所有外力都在纵向对称面内时，弯曲变形后的轴线也将是位于这个对称面内的一条曲线。这是弯曲问题中最常见的情况，称为对称弯曲。

32.梁的支座可以简化成哪几种方式？

固定铰支座、可动铰支座

33.静定梁分为哪几种形式？

简支梁、外伸梁、悬臂梁

34.弯曲内力包括哪两项？

剪力和弯矩

35.弯曲内力图包括那两项？

（1）横截面的位置（2）横截面上的剪力或弯矩

36.载荷集度、剪力和弯矩之间的关系。

dFs(x)/dx=q(x) dM(x)/dx=Fs(x)

37.何为平面曲杆，弯曲内力包括哪几项？

1)平面曲杆：某些构件，如活塞环、链环、拱等，一般都有一纵向对称面，其轴线是一平面曲线，称为平面曲杆

2)弯矩、剪力、轴力

38.什么是纯弯曲？

横截面上的剪力等于零，而弯矩为常量，于是就只有正应力而无切应力，这种情况就成为纯弯曲。

39.什么是横力弯曲？

横截面上既有弯矩又有剪力，因而既有正应力又有切应力。这种情况称为横力弯曲。