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1、材料力学习题及参考答案第1页第一章:绪论一、填空1.构件在外荷载作用下含有抵抗破坏能力为材料（）；含有一定抵抗变形能力为材料（）；保持其原有平衡状态能力为材料（）。2.当代工程中惯用固体材料种类繁多，物理力学性能各异。所以，在研究受力后物体（构件）内部力学响应时，除非有尤其提醒，普通将材料看成由（）、（）、（）介质组成。答案：答案：强度、刚度、稳定性。连续性、均匀性、各向同性。第2页3.构件所受外力能够是各式各样，有时是很复杂。材料力学依据构件经典受力情况及截面上内力分量可分为（）、（）、（）、（）四种基本变形。答案：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。第3页二、计算1.试求以下杆件中指定截面上内力
2、分量，并指出对应变形形式。第4页解：各截面上内力分量方向从略，仅记大小。第5页第二章:拉伸与压缩一、填空1.轴力是指经过横截面形心垂直于横截面作用内力，而求轴力基本方法是（）。答案：截面法。2.工程构件在实际工作环境下所能承受应力称为（），工件中最大工作应力不能超出此应力，超出此应力时称为（）。答案：许用应力，失效。3.金属拉伸标准试件有（）和（）两种。答案：圆柱形，平板形。第6页.在低碳钢拉伸曲线中，其变形破坏全过程可分为（）个变形阶段，它们依次是（）、（）、（）、和（）。答案：四，弹性、屈服、强化和颈缩、断裂。.用塑性材料低碳钢标准试件在做拉伸试验过程中，将会出现四个主要极限应力；其中保持
3、材料中应力与应变成线性关系最大应力为（）；使材料保持纯弹性变形最大应力为（）；应力只作微小波动而变形快速增加时应力为（）；材料到达所能承受最大载荷时应力为（）。答案：百分比极限、弹性极限、屈服极限、强度极限。第7页6.经过低碳钢拉伸破坏试验可测定强度指标（）和（）；塑性指标（）和（）。答案：屈服极限，强度极限；伸长率，断面收缩率。7.功效守恒原理是指对于一直处于静力平衡状态物体，迟缓施加外力对变形体所做外功W可近似认为全部转化为物体变形能U，即（）。答案：W=U8.当结构中构件所受未知约束力或内力数目n多于静力平衡条件数目m时，单凭平衡条件不能确定全部未知力，相对静定结构（n=m），称它为（）
4、。称为（），这也是“多出”约束力或“多出”约束数目。答案：静不定结构，静不定次数。第8页二、选择题1.全部脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能最大特点是（）。（A）强度低，对应力集中不敏感；（B）相同拉力作用下变形小；（C）断裂前几乎没有塑性变形；（D）应力-应变关系严格遵照胡克定律。答案：C第9页2.现有三种材料拉伸曲线如图所表示。分别由此三种材料制成同一构件，其中：1）强度最高是（）；2）刚度最大是（）；3）塑性最好是（）；4）韧性最高，抗冲击能力最强是（）。答案：A，B，C，C第10页3.两端固定阶梯杆如图所表示，横截面面积 ，受轴向载荷P后，其轴力图是（）。答案：C第11页三、判
5、断题1.两端固定等截面直杆受轴向载荷P作用，则图示AC、CB段分别受压缩 和拉伸（）答案：2.图示结构由两根尺寸完全相同杆件组成。AC杆为铜合金，BC杆为低碳钢杆，则此两杆在力P作用下含有相同拉应力。（）答案：第12页3.正应变定义为 （）答案：答案：答案：4.任何温度改变都会在结构中引发应变与应力。（）5.对于拉伸曲线上没有屈服平台合金塑性材料，工程上要求 作为名义屈服极限，此时相对应应变量为 （）第13页四、计算1.矿井起重机钢绳如图（a）所表示，AB段截面积 BC段截面积 钢绳单位体积重量 长度 起吊重物重量 求：1）钢绳内最大应力；2）作轴力图。第14页解：1）在可能危险1段B面，2段
6、C面截开（图b），有所以 第15页2）作轴力图取1-1截面（AB段，见图（b）取2-2截面（BC段）由式（a）由式（b）第16页在图(c)所表示 坐标下,由式(a)、(b)知 随 呈直线改变。由三个控制面上控制值 画出由两段斜直线组成轴力图。见下列图 第17页2.某车间一自制桅杆式起重机简图如图(a)。已知起重杆（杆1）为钢管，外径D=400mm，内径d=20mm，许用应力 钢丝绳2横截面积 ，许用应力 若最大起重量P=55kN，试校核此起重机强度是否安全。第18页解：1）确定杆件受力依据图（b）所表示B铰受力图，在x-y坐标下，由平衡条件解得第19页2）校核各杆强度第20页3.图（a）所表示
7、结构中，杆1材料为碳钢，横截面面积为 ，许用应力 ；杆2材料为铜合金，横截面积 ，许用应力 ，试求此结构许可载荷 。第21页解:1)结构中各杆应满足平衡条件对节点C取图(b)所表示研究对象，有由式（a）、(b)解得各杆轴力与外载关系第22页2）结构中各杆应满足各自强度条件由式（e）、式(f)，有由式(f)、式（d），有第23页4.图示杆件由两种材料在I-I斜面上用粘结剂粘结而成。已知杆件横截面面积 ，依据粘结剂强度指标要求粘结面上拉应力不超出 ，剪应力不超出 ，若要求粘结面上正应力与剪应力同时到达各自允许值，试给定粘结面倾角a并确定其允许轴向拉伸载荷P。第24页解:依据轴向拉伸杆件斜截面上正应
8、力和剪力公式,各自允许条件为式(b)除以式(a),得将此结果代入式(a),得可利用式(b)校核结果是否正确第25页5.图(a)所表示简单桁架由AC杆、BC杆组成，杆横截面积为A，长度为。试求节点C铅垂位移，已知：1）材料弹性模量为E，在载荷P作用下处于线弹性范围；2）材料在P作用下应力-应变关系为 （图（b），其中n，B为已知材料常数。第26页解:1)对线弹性材料(1)求杆轴力（2）求杆变形第27页（3）求节点位移2）对非线性弹性材料同1），结果仍为式（a）(1)求杆轴力第28页2）由应力争杆变形两杆正应力均为3）求节点位移第29页第三章:扭转与剪切一、填空1.空心圆轴外径为D，内径为d=D/
9、2，两端受扭转力偶 作用，则其横截面上剪应力呈（）分布，（），2.圆截面杆扭转时，其变形特点是变形过程中横截面一直保持（），即符合（）假设。非圆截面杆扭转时，其变形特点是变形过程中横截面发生（），即不符合（）假设。答案：答案：第30页3.图（a）、图（b）所表示两圆轴材料、长度相同，扭转时两轴表面上各点剪应力相同 ，此时作用于两端扭转力偶之比4.多边形截面棱柱受扭转力偶作用，依据（）定理能够证实其横截面角点上剪应力为（）。答案：答案：第31页二、选择答案：答案：第32页答案：第33页答案：第34页三、判断题答案：答案：答案：第35页答案：答案：第36页四、计算题第37页解:1)求I-I截面上扭
10、距第38页第39页第40页解:由钢管外径与壁厚可知第41页第42页第43页第44页第45页第46页第47页5.如图(a)所表示，实心轴和空心轴经过牙式离合器连接在一起。已知轴转速n100r/min，传递功率P 7.5kW，材料许用切应力 。试选择实心轴直径d1和内外径比值为0.5实心轴外径D2。第48页第49页第四章:弯曲内力与强度问题一、填空答案：答案：第50页答案：答案：第51页二、选择题答案：第52页答案：第53页答案：第54页答案：第55页三、判断题答案：答案：答案：答案：第56页四、计算题第57页第58页第59页第60页第61页第62页第63页第64页第65页第66页第67页第68页
11、第69页第70页第71页第72页第73页第74页第75页第76页第77页第78页第五章:弯曲变形与静不定问题一、填空答案：答案：第79页答案：第80页答案：第81页二、选择题答案：第82页答案：第83页答案：第84页答案：第85页三、判断题答案：答案：第86页答案：第87页答案：第88页四、计算第89页第90页第91页第92页第93页第94页第95页第96页第97页第98页对对对对ABAB段段段段有有有有第99页对对对对BCBC段段段段有第100页第101页第102页第103页第104页第105页第106页第107页第108页第109页第六章:应力、应变分析一、填空答案：第110页答案：答案：
12、第111页答案：第112页二、选择题答案：答案：第113页答案：答案：第114页三、判断题答案：答案：第115页答案：答案：第116页四、计算第117页第118页第119页第120页第121页第122页第123页第124页第125页第126页第127页第128页第129页第130页第七章:强度理论一、填空答案：第131页答案：答案：第132页二、选择题答案：答案：第133页答案：第134页答案：第135页答案：第136页答案：答案：三、判断题第137页答案：第138页四、计算第139页第140页第141页第142页第143页第144页第145页第八章:组合变形一、填空答案：答案：第146页答案：第147页二、选择题答案：第148页答案：第149页答案：第150页答案：三、判断题答案：第151页答案：第152页四、计算第153页第154页第155页第156页第157页第158页第159页第160页第161页第162页第163页第164页第165页第166页第九章:压杆稳定一、填空答案：答案：第167页答案：第168页二、选择题答案：第169页答案：第170页答案：第171页答案：第172页三、判断题答案：答案：答案：第173页答案：第174页四、计算第175页第176页第177页第178页第179页第180页第181页