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习题材料力学部分
、填空题(请将答案填入划线内。
)
1、材料力学是研究构件
的能力称为稳定性。
3、在强度计算中,根据强度条件可以解决三方面的问题:
即
4、杆件变形的基本形式有
5、研究杆件内力的基本方法是
6、材料的破坏通常分为两类,即
7.杆件沿轴向方向伸长或缩短,这种变形形式称为
8.在低碳钢的拉伸试验中,材料的应力变化不大而变形显著增加的现象称为
9.
因截面形状尺寸突变而引起局部应力增大的现象,称为
11.扭转的变形特点是截面绕轴线发生相对
12.直杆受力后,杆件轴线由直线变为曲线,这种变形称为
13、矩形截面杆最大的扭转剪应力发生在__;最大的弯曲剪应力发生在
度。
19.由构件内一点处切取的单元体中,正应力最大的面与切应力最大的面夹角为
应力状态。
20、构件某点应力状态如右图所示,则该点的主应力分别为
21.横力弯曲时,矩形截面梁横截面中性轴上各点处于
22.圆轴弯扭组合变形时,除轴心外,各点处的三个主应力σ1,σ2,σ3中,等于零的主应力是
23、压杆的柔度,综合反映了影响压杆稳定性的因素有___、___、___。
24、交变应力作用下,影响构件疲劳极限的主要因素有:
构件的影响,构件
的影响及构件的影响。
25.对称循环交变应力的应力循环特性r等于
26、简支梁承受集中载荷如图所示,则梁内C点处最大正应力等于
28、受力构件内的一点应力状态如图所示,其最小主应力等于
29、如图所示,两梁的几何尺寸相同:
(b)最大弯矩是(a)梁的倍。
(b)
q
30、图示杆的抗拉(压)刚度为EA,杆长为2l,则杆总伸长量Δl=
二、选择题(请将答案的序号填入划线内。
)1、杆件的强度、刚度和稳定性_______。
(A)只与材料的力学性质有关;(B)只与构件的形状尺寸有关;(C)与二者都有关;(D)与二者都无关。
2.轴向拉伸或压缩时,直杆横截面上的内力称为轴力,表示为()
A.FNB.FSC.FQD.Fjy
3.假设变形固体在其整个体积内毫无间隙地充满了物质,且各处的材料()都相同,这就是均匀连续性假设。
A.强度B.硬度C.力学性能D.塑性
4、()的横截面是轴向拉压杆件的危险截面。
(A)轴力最大;(B)正应力最大;
(C)面积最小;(D)位移最大。
5、进入屈服阶段后,材料发生_____变形。
(A)弹性;(B)线弹性;(C)塑性;(D)弹塑性。
6、工程上通常把延伸率_________的材料称为脆性材料。
(A)δ<5%;(B)δ<0.5%;(C)δ>5%;(D)δ>0.5%
7.材料的塑性指标有()
A.σb和δB.σS和ψ
C.σU和δD.δ和ψ
8.低碳钢的极限应力是()
A.σeB.σpC.σsD.σb
9、低碳钢试件扭转破坏是_____。
(A)沿横截面拉断;(B)沿45度螺旋面拉断;
(C)沿横截面剪断;(D)沿45度螺旋面剪断;
A.在与轴线成45o倾角的螺旋面上断裂,是由于最大拉应力过大引起的。
B.在与轴线成45o倾角的螺旋面上断裂,是由于最大剪应力过大引起的。
C.沿横截面上断裂,是由于最大拉应力过大引起的。
D.
沿横截面上断裂,是由于最大剪应力过大引起的。
E.
11.插销穿过水平放置的平板上的圆孔(如右图),在其下端受有拉力
14.
挤压强度条件是,挤压应力不得超过材料的
15.
17.
影响圆轴扭转角大小的因素是
18、简支梁跨长为L,中截面上受集中力均布力,则梁内最大弯矩M和最大剪力
A)M减小,V不变;(B)二者都不变;
(C)V减小,M不变;(D)二者都减小;
19、高度等于宽度两倍的矩形截面梁,在载荷作用下发生平面弯曲,若将竖放改为平放,其它条件不变,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;(D)降低到原来的1/4
20、在等值梁的最大弯矩所在附近,局部加大横截面尺寸_____。
(A)仅对提高梁的强度是有效的;(B)仅对提高梁的刚度是有效的;(C)对提高梁的强度和刚度都有效;(D)对提高梁的刚度和强度都无效;
21.关于梁中内力变化规律,下列()说法是正确的。
A.集中外力作用的横截面,剪力Q值有突变,弯矩M值也有突变。
B.集中外力作用的横截面,剪力Q值有突变,弯矩M值无突变。
C.集中外力偶作用的横截面,剪力Q值有突变,弯矩M值也有突变。
D.集中外力偶作用的横截面,剪力Q值无突变,弯矩M值也无突变。
22.从弯曲强度的角度考虑,梁横截面合理设计的原则是()A.采用与中心轴对称的截面。
B.采用实心截面。
C.采用抗弯截面模量与截面积之比尽可能大的截面。
D.将尽可能多的材料放置在中心轴附近。
23.一铸铁简支梁受力如图所示,当其横截面分别按图示(a)、(b)两种情况放置,则梁的()。
A.强度相同,刚度不同B.强度不同,刚度相同
24.某机轴材料为45号钢,工作时发生弯扭组合变形,对其进行强度计算时,宜采用()
强度理论。
A.第一或第二B.第二或第三C.第三或第四D.第四或第
25.对称循环交变应力的应力循环特性r等于()
A.-1B.0C.0.5D.1
C.强度、刚度均相同D.强度、刚度均不相
26.斜弯曲实质上是()的组合变形。
A.两个平面弯曲B.轴向拉伸(压缩)与平面弯曲
C.轴向拉伸(压缩)与剪切D.平面弯曲与扭转
27、图示杆件的拉压刚度为EA,在外力作用下,其变形能U的表达式为()
20
(A)
A.疲劳极限高于静强度极限。
B.疲劳失效呈现脆性断裂。
C.在交变应力作用下,需经过一定的应力循环才发生破坏。
D.破坏断口上,通常出现两个区域:
光滑区和粗糙区。
杆的简单压缩可适用于大柔度杆件
3)
杆件剪切应力计算公式基于剪应力在受剪截面上均匀分布的假设
A.
(1),(3)B.
(2),(3)C.(3),4.D.
(1),
(2)
)。
33、从构件某点取出的原始单元体为如图所示的纯剪切应力状态,则用第三强度理论建立的强度条件为(
34、研究超静定问题的一般方法是(
A.静力平衡。
B.节点法或截面法。
C.综合考虑几何方程、物理方程和静力平衡方程三方面因素。
D.虎克定律。
35、作刚架内力图规定,弯矩图画在杆件的()。
A.上边一侧B.右边一侧C.受拉一侧D.受压一侧
36、细长杆AB受轴向压力P作用,如图示。
设杆的临界力为Plj,则下列结论中是正确的。
A.仅当P B.当P=Plj时,杆AB的轴线仍保持直线,杆件不出现弯曲变形; C.当P>Plj时,杆AB不可能保持平衡; D.为保证杆AB处于稳定平衡状态,应使P<=Plj。 三、分析简答题 1.低碳钢拉伸过程有哪几个阶段? 写出主要性能指标。 在图示低碳钢和铸铁拉伸试 验的“应力—应变”图上,注明材料的强度指标(名称和代表符号),并由图判断: 是脆性材料,是塑性材料。 2.试写出图示结构的剪切面面积和挤压面积 3.若将圆形截面杆的直径增加一倍,试问杆的抗拉刚度、抗扭刚度和抗弯刚度各增加多少倍? 4.结合工程实际,试简述提高梁弯曲强度的主要措施。 5.已知梁ABC的抗弯刚度为常数,受力如图所示。 1)试画出梁的弯矩图 2)写出梁的位移边界条件和连续光滑条件 3)根据梁的弯矩和支承条件,画出挠曲轴的大致形状 6、图示圆截面悬臂梁,受力如图示. 1)试指出危险截面和危险点的位置? 2)并画出危险点应力状态单元体. 7.试用单元体表示图示圆截面杆表面A点的应力状态,已知杆的直径为d。 8.图示矩形截面悬臂梁,在B截面上分别受水平力P及铅垂力P的作用,试指出危险截面和危 险点的位置? 9.在设计图示细长压杆时,有正方形和圆形两种截面可供选择,它们的面积相同。 试判断哪种 截面的稳定性好? 10.压杆分为哪三种类型? 适用欧拉公式与直线经验公式计算的各为哪一种压杆 11、写出图示悬臂梁自由端B的挠度表达式 12、用积分法求 图示梁的转角和挠度时,应分几段积分? 出现几个积分常数? 写出确定这些积分常数的边界条件及连续性条件。 q A AxB l 13、图示钢桁架中各杆的横截面及材料相同,在节点A承受竖直向下的集中力P。 若力的方向改为向上,其它条件不变,则结构的稳定性将会增加还 14、画出图示阶梯形圆轴的扭矩图,用图中m和d写出圆轴最大剪应力的计算式,并指出其作用点位置。 15、微体各面的应力如图所示,试求主应力的大小和最大切应力 20MPa 30MPa 五、计算题 1. 阶梯状直杆受力如图所示,已知AB段横截面面积AAB=800mm2,BD段的横截面面积ABD=1200mm2,材料的弹性模量E=200Gpa。 试求整个杆的总变形量。 2、CG为刚体,BC为铜杆,DG为钢杆,两杆的横截面面积分别为A1和A2,长度分别为l1和l2,弹性模量分别为E1和E2。 如要求CG杆始终保持水平位置,试求x 3、某传动轴如图示,齿轮2为主动轮,齿轮1消耗功率为 1.5KW,齿轮3消耗的功率为5.8KW,轴的转速为230转/分,材料为A3号钢,G=80GPa,=1.50/m。 试设计轴的直径。 4、矩形截面悬臂梁如图所示,已知l4m,b2,q10KN/m,10MPa。 试确h3 定此梁横截面的尺寸。 6.简支梁如图所示,l=2m,a=0.2m,截面为圆形,d=150mm,梁上的载荷F=200kN。 材料的许 用应力为[σ]=160MPa,[τ]=100MPa。 试校核该梁的强度 7、如右图所示矩形截面外伸梁,在外伸端A、D处分别作用集中力F。 已知材料的许用应力[σ]=120Mpa,b=30mm,h=60mm,试求梁的最大许用载荷[F]。 8、图示结构中,梁为16号工字钢;拉杆的截面为圆形,d=10mm。 两者均为A3钢,E=200GPa。 试求梁及拉杆内的最大正应力。 (附16号工字钢: I1130cm4,W141cm3) 9、薄壁圆筒扭转-拉伸试验的示意图如图所示,若F20KN;Me600Nm,且d50mm,2mm,试求圆筒上A点在指定斜截面上的应力。 10、图示圆截面悬臂梁,已知P=4KN,M=2KN·m,L=1m,d=80mm,材料[б]=170MP,a不计弯曲剪应力,试按第三强度理论对梁作强度校核。 11.边长为0.1m的铜立方块,无间隙地放入变形可略去不计的刚性凹槽中(图(a))。 已知铜 的弹性模量E=100GPa,泊松比ν=0.34。 当铜块受到了F=300kN的均匀压力作用时,试求铜块的三个主应
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