材料力学期末复习材料

材料力学期末复习材料材料力学期末复习材料 复习题 一 填空题1 杆件的四种基本受力和变形形式为轴向拉伸 压缩 剪切 扭转和弯曲 2 在所有方向上均有相同的物理和力学性能的材料 称为各向同性 材料 3 应用假想截面将弹性体截开 分成两部分 考虑其中任意一部分 平衡 从而确定横截面上内力的方法 称为截面法 4 作用线垂直于截面的应力称为正应力 作用线位于截面内的应力 称为剪应力 5 在平面弯曲的情形下 垂直于梁轴线方向的位移称为挠度 横截 面绕中性轴的转动称为转角 6 小挠度微分方程的公式是 7 小挠度微分方程微分方程只有在小挠度 弹性范围内才能使用 8 过一点所方向面上应力的集合 称为这一点的应力状态 9 对于没有明显屈服阶段的塑性材料 通常产生取产生 0 2 塑性 变形所对应的应力值作为屈服应力 称为条件屈服应力 用以 0 2 表示 10 设计构件时 不但要满足 强度 刚度和 稳定性 要求 还必须尽可能地合理选择材料和降低材料的消耗量 11 大量实验结果表明 无论应力状态多么复杂 材料在常温 静 载作用下主要发生两种形式的强度失效一种是屈服 另一种是断裂 12 结构构件 机器的零件或部件在压缩载荷或其他载荷作用下 在某一位置保持平衡 这一平衡位置称为平衡构形或平衡状态 13 GIp称为圆轴的 扭转刚度 它反映圆轴的 抗扭转 能力 14 根据长细比的大小可将压杆分为细长杆 中长杆和粗短杆 15 图示梁在CD段的变形称为 纯弯曲 此段内力情况为 弯矩 16 为使图示梁在自由端C处的转角为零 则m 自 由端挠度 C EIMdxw2d 217 某点的应力状态如图 则主应力为 1 3 18 判断一根压杆属于细长杆 中长杆还是短粗杆时 须全面考虑压 杆的 19 设单元体的主应力为321 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 且321 不同时为 20 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 21 任意平面图形对其形心轴的静矩等于 二 选择题1 一点的应力状态如右图所示 则其主应力 1 2 3分别为 A 30Mpa 50Mpa 100MPa B 50Mpa 30Mpa 50MPa C 50Mpa 0 50MPa D 50Mpa 30Mpa 50MPa2 下面有关强度理论的几种叙述 正确的是 A 需模拟实际应力状态逐一进行实验 确定极限应力 B 无需进行 实验 只需关于材料破坏原因的假说 C 需要进行实验 无需关于 材料破坏原因的假说 D 假设材料破坏的共同原因 同时 需要简 单实验结果 3 对于图示的应力状态 如果测出X Y方向的线应变 可以确定的 的材料弹性常数有 A 弹性模量E 横向变形系数v B 弹性模量E 剪切弹性模量G C 剪切弹性模量G 横向变形系数v D 弹性模量E 横向变形系数v 剪切弹性模量G 1 2 E适用于下述哪种情况 A 各向同性材料 B 各向异性 材料 C 各向同性材料和各向异性材料 D 正交各向异性 5 判断下列结论 哪一种说法是正确的 4 G A 杆件某截面上 的内力是该截面上应力的代数和 B 杆件某截面上的应力是该截 面上内力的平均值 C 应力是内力的集度 D 内力必大于应 力 6 脆性材料具有以下哪种力学性质 A 试件拉伸过程中出现屈 服现象 B 压缩强度极限比拉伸强度极限大得多 C 抗冲击 性能比塑性材料好 D 若构件因开孔造成应力集中现象 对强度 无明显影响 7 广义胡克定律适用范围 对应下列哪种答案 A 脆性材料 B 塑性材料 C 材料为各向同性 且处于线弹性范围内 D 任何材料 8 如图所示 变截面杆受集中力P作用 设F1 F2和F3分别表示杆件中截面1 1 2 2和3 3上沿轴线方向 的内力值 则下列结论中哪个是正确的 A F1 F2 F3B F1 F 2 F3C F1 F2 F3D F1 F2 F39 图示铆钉联接 铆钉的挤压应力 bs是 A 2P d2 B P 2dt C P 2bt D 4P d2 10 图示梁 C截面的剪力Fsc和弯矩Mc为 A Fsc ql 2 Mc 0B Fsc 0 Mc ql2 8C Fsc 0 Mc ql2 8D Fsc ql 2 Mc ql2 411 一梁拟用图示两种方式搁置 则两 种情况下的最大应力之比 max a max b为 A 1 4B 1 16C 1 64D 16 a b 12 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 13 危险截面是 所在的截面 A 最大面积 B 最小面积 C 最大应力 D 最大内力 14 偏心拉伸 压缩 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 15 微元体应力状态如图示 其所对应的应力圆有如图示四种 正确 的是 16 几何尺寸 支承条件及受力完全相同 但材料不同的二梁 其 A 应力相同 变形不同 B 应力不同 变形相同 C 应力与变形均 相同 D 应力与变形均不同 17 两端铰支的圆截面压杆 长1m 直 径50mm 其柔度为 A 60 B 66 7 C 80 D 50 18 外径为D 内径为d的空心圆截面 其抗扭截面系数等于 A 316 PDW B 331616PDdW C 344116PDdWD D 344132PDdWD 19 提高梁的抗弯刚度 可通过 来实现 A 选择优质材料B 合理安排梁的支座 减小梁的跨长C 减少梁上作 用的载荷D 选择合理截面形状 三 简答题1 低碳钢拉伸时的应力 应变曲线如图所示 试描述低碳钢拉伸过程的四个阶段 阶段线弹性阶段拉伸初期应力 应变曲线为一直线 此阶段应力最高限称为材料的比例极限 阶段 屈服阶段当应力增加至一定值时 应力 应变曲线出现水平线段 有微小波动 在此阶段内 应力几乎不 变 而变形却急剧增长 材料失去抵抗变形的能力 这种现象称屈 服 相应的应力称为屈服应力或屈服极限 并用 s表示 阶段为强化阶段 经过屈服后 材料又增强了抵抗变形的能力 强化阶段的最高点所对应的应力 称材料的强度极限 用 b表示 强度极限是材料所能承受的最大应力 阶段为颈缩阶段 当应力增至最大值 b后 试件的某一局部显著收缩 最后在缩颈处 断裂 对于四种强度理论 请写出强度条件中的相当应力的函数式 写出三类压杆临界应力的计算公式 并画出临界应力总图 2 某机构的连杆直径d 240mm 承受最大轴向外力F 3780KN 连杆材料的许用应力 90MPa 若 连杆为矩形截面 高与宽之比bh 1 4 设计连杆的尺寸H和b 会画出图示各杆的轴力图 会画应力园 并用应力园解题 会求静矩和惯性矩 会画剪力图和弯矩图 四 计算题1 下图水平梁为工字型钢 Wz 49 103mm3 B点由钢制圆杆竖直悬挂 已知竖直圆杆直径d 20mm 梁和杆的许用 应力均为 160Mpa 试求许可均布载荷 2 已知作用在变截面钢轴上的外力偶矩m1 1 8kN m m2 1 2kN m 试求最大剪应力和两端面间相对扭转角 材料的G 80MPa 3 T形截面外伸梁受力如图所示 已知截面对中性轴 z 的惯性矩Iz 4 107mm4 y1 140mm y2 60mm 试求梁中横截面上的最大拉 应力 并指明其所在位置 4 如图10所示立柱 由两根型号为20的槽钢组成 该材料的200 200 paaMP EGP 2284847 6310 2 8610 38xx 53610ZyZyim imIm Im 试求该立柱的临界载荷 AB6m zy解 计算柔度848438xx53610ZyImIm 所以y绕轴失稳21 6 2102 8610yyli 3xx0100200pPE yP 所以该杆为 大柔度杆 按照欧拉公式计算临界载荷 228822210 53610294 16 yPcrEIFKNl 5 有一试件 其危险点处单元体的应力情 况如右下图所示 已知材料的许用应力 50MPa 1 试求出主应力的大小 主平面的位置 并在在单元体上绘出主平 面位置及主应力方向 2 求出最大切应力 3 试采用第三强度理论校核其强度 28MPa24MPa28MPa24MPa02