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1、大作业（一）一、填空题1、杆件变形的基本形式有（轴向拉伸和压缩）、（剪切）、（扭转）和（弯曲）2、材料力学所研究的问题是构件的（强度）、（刚度）和（稳定性）。3、脆性材料的抗压能力远比抗拉能力（强）。4、同一种材料，在弹性变形范围内，横向应变/和纵向应变之间有如下关系：（/=-）5、（弹性模量E）是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。6、（屈服点s）和（抗拉强度b）是反映材料强度的两个指标7、(伸长率)和(断面收缩率)是反映材料塑性的指标，一般把（5%）的材料称为塑性材料，把（|2|3|B、|3|1|2|C、|2|3|1|D、|2|1|3|11、在研究材料的力学性能时，出现过，下列(C )说法是正
2、确的?A、是塑性材料的屈服强度B、是脆性材料的屈服强度C、是指试件在卸载后产生数值为的塑性应变时的应力值D、是指试件在加载后产生数值为的应变时的应力值12、对于脆性材料，下列说法（C）是错误的?A、试件在受拉过程中，不出现屈服和颈缩现象。B、压缩强度极限比拉伸强度极限高出许多C、抗冲击性能好D、脆性材料拉伸断裂前的变形很少13、齿轮与轴由平键（bhL=20 12 100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用切应力为Pa，则键的（B）。=60M Pa，许用挤压应力为bs=100MA、剪切强度和挤压强度都不足 B、剪切强度和挤压强度都足够C、剪切强度不足 D、挤压强度不足
3、三、计算题1、一直杆受外力作用如图所示，求此杆各段的轴力，并作轴力图解：（1）AB 段：用截面 1-1 假想将杆截开，取左段研究，设截面上的轴力为正方向，受力如图所示。列平衡方程式：Fx0FN16 0FN1 6（拉力）（2）BC 段，取 2-2 截面左段研究，FN2 设为正向，受力如图所示，列平衡方程式：Fx0FN210 6 0FN2 4（压力）；（3）CD 段，取 3-3 截面右段研究，FN3 设为正，受力如图所示，列平衡方程式：Fx04 FN3 0FN3 4（拉力）（4）画轴力图2、如图所示空心圆截面杆，外径 D=20mm，内径 d=15mm，承受轴向载荷 F=20kN，材料的屈服应力s=
4、235MPa，安全因数 n=，试问该杆的强度解：杆件横截面上的正压力4F42010381.45510 Pa 145.5MPa2222(D d)(0.02 0.15)材料的许用应力sns235156MPa1.5杆件能够安全工作3、如图所示吊环，由圆截面斜杆 AB，AC与横梁 BC 所组成。已知吊环的最大吊重F=500kN，斜杆用 锻 钢制成，其许 用应 力=120MPa，斜杆与拉杆轴线的夹角=20，试确定斜杆的直径。解：（1）斜杆轴力分析节点 A 的受力如图，设轴力 FN，则有平衡方程Fy0F 2FNcos0F500103FN 2.66105N2cos2cos20（2）截面设计AFNA d244
5、FN42.661052d m 5.3110m612010取斜杆的截面直径d 53.0mm4、如图所示桁架，由杆 1 与杆 2 组成，在节点 B 承受载荷 F 作用。试计算载荷 F 的最大允许值即所谓许用载荷。已知杆 1 与杆 2 的横面积 A=100mm2，许用拉应力为t=200MPa，许用压应力c=150MPa.解：（1）轴力分析设杆 1 和杆 2 轴向受拉，杆 1 与 2 的轴力分别为 FN1和 FN2，节点 B 的受力图如图所示。列节点 B 的平衡方程得FFy 0 0FN1sin45F 0FN12F(拉)FN2FN1cos450FN2 F(压)x（2）计算许用载荷杆 1 的强度条件2Ft
6、AA1001062001061.414104NF 22杆 2 的强度条件 FcAF A1001061501061.5104N可见，桁架所能承受的最大载荷即许用载荷为F14.14kN5、如图所示结构中，梁AB 可视为刚体，其弯曲变形可忽略不计，杆1 为钢质圆杆，直径 d1=20mm，其弹性模量 E1=200Gpa，杆 2 为铜杆，其直径 d2=25mm，弹性模量 E2=100Gpa，不计刚梁 AB 的自重，试求：（1）载荷 P 加在何处，才能使刚梁 AB 受力后保持水平？（2）若此时 P=30KN，求两杆内横截面上的正应力？解：（1）、选取刚梁 AB 为研究对象，画出其受力图。Fy=0：NA-P
7、+NB=0。.(1)mA(F)=0：-P X+NB2=0(2)变形谐调条件为：l1=l2。即：（虎克定律）解得：NA=(3)由（1）和（2）得：x=2NB/（NA+NB）。由（3）代入上式得：x=1.08m。（2）、由（2）式得：NB=PX/2=302=。NA=P-NB=。1=NA/A1=4/2=。2=NB/A2=4/2=33Mpa。6、齿轮与轴由平键（bhL=20 12 100）连接，它传递的扭矩m=2KNm，轴的直径d=70mm，键的许用切应力为Pa，试校核键的强度。=60M Pa，许用挤压应力为bs=100M解：d2m22 mP 57kN2d0.07(2)切应力和挤压应力的强度校核(1)
8、键的受力分析如图,PFs P剪切面A bL,挤压面Abs Lh 2FsP57103 28.6MPa AbL20100PP57103bs95.3MPa bsAbsLh 21006综上，键满足强度要求。7 7、一铆接头如图所示，受力F=110kN，已知钢板厚度为t=1cm，宽度b=8.5cm，许用应力为=160M Pa；铆钉的直径d=1.6cm，许用切应力为=140M Pa，许用挤压应力为bs=320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）解：（1）取下面钢板为研究对象，受力分析如图F每个孔受销轴的约束反力为F P 4（2）销轴的剪切强度和挤压强度计算F每个销轴的剪切力为：Fs P
9、 4剪切面面积：A d24FFs11072410 136.8MPa 则2Ad3.141.64每个销轴的挤压力为：P 挤压面面积：Abs td则bsF4PF110107171.9MPa bsAbs4td411.6（3）钢板的拉伸强度计算截面 11 的轴力为：FN1截面 22 的轴力为：FN2F，面积：A1 t(b d)43F，面积：A2 t(b 2d)4截面 33 的轴力为：FN3 F，面积：A3 t(b d)所以，钢板的 2-2 和 33 截面为危险面2FN23F3110107155.7MPa A24t(b 2d)4(8.5 21.6)FN33AFt(b d)1101(8.51.6)107159.4MPa 3综上，接头安全。