材料力学习题册1-14概念答案

1、第一章绪论、是非判断题材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。 （ X ） 内力只作用在杆件截面的形心处。 （ X ） 杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。 （ X ）直杆或曲杆、基本变形或组合变形、确定截面内力的截面法， 适用于不论等截面或变截面、横截面或任意截面的普遍情况。根据各向同性假设，可认为材料的弹性常数在各方向都相同。根据均匀性假设，可认为构件的弹性常数在各点处都相同。同一截面上正应力 （T与切应力 T必相互垂直。同一截面上各点的正应力（T必定大小相等，方向相同。同一截面上各点的切应力 T必相互平行。应变分为正应变 &和切应变应变为无量纲量。若物体各部分均无变形，则物

2、体内各点的应变均为零。若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。题图所示结构中，AD杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。(题图题图所示结构中， AB杆将发生弯曲与压缩的组合变形。B题图、填空题材料力学主要研究 受力后发生的 ，以及由此产形勺 。拉伸应或压缩变的受力特征是，变形特征曰外力的合力作用线通过杆轴线疋沿杆轴线伸长或缩短。剪切的受力特征是受一对等值，反向，作用线距离很近的力的作用,变形特征是沿剪切面发生相对错动。扭转的受力 特征是 外力偶作用面垂直杆轴线,变形特征是。弯曲的受力特征是外力作用线垂直杆轴线，外力偶作用面通过杆轴线，变形特征是梁轴

3、线由直线变为曲线。组合受力与变形是指包含两种或两种以上基本变形的组合。构件的承载能力包括强度， 刚度 和 稳定性三个方面。所谓 强度，是指材料或构件抵抗破坏的能力。所谓刚度，是指构件抵抗变形的能力。所谓 稳定性，是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。根据固体材料的性能作如下三个基本假设连续性， 均匀性，各向同性认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了组成该物体的物质，这样的假设称填题图为连续性假设。根据这一假设构件的 应力和就可以用坐标的连续函数来表示。填题图所示结构中，杆 1发生变形拉伸杆2发生 压缩 变形，杆3发生 弯曲 变形。F图（a）、（b）、（c）分别为构件内某点处取出的单元体，变

4、形后情况如虚线所示，则单元体的切应变丫=2a ：单元体（b）的切应变丫=单元体（c）的切应变t -祁=。0三、选择题选题图所示直杆初始位置为ABC作用力P后移至AB C,但右半段BCDE勺形状不发生变化。试分析哪一种答案正确。1、AB BC两段都产生位移。2、AB BC两段都产生变形。正确答案是1。选题图选题图所示等截面直杆在两端作用有力偶，数值为M力偶作用面与杆的对称面一致。关于杆中点处截面 A A在杆变形后的位置（对于左端，由A A表示；对于右端,由A ” 一 A”表示），有四种答案，试判断哪一种答案是正确的。正确答案是C。选题图等截面直杆其支承和受力如图所示。关于其轴线在变形后的位置（图

5、中虚线所示），有四种答案，根据弹性体的特点，试分析哪一种是合理的。正确答案是C。选题图第二章拉伸、压缩与剪切、是非判断题因为轴力要按平衡条件求出，所以轴力的正负与坐标轴的指向一致。（X ）轴向拉压杆的任意截面上都只有均匀分布的正应力。（X ）强度条件是针对杆的危险截面而建立的。（X ）位移是变形的量度。（X ）甲、乙两杆几何尺寸相同，轴向拉力相同，材料不同，则它们的应力和变形均相同。（X ）空心圆杆受轴向拉伸时，在弹性范围内，其外径与壁厚的变形关系是外径增大且壁厚也同时增大。(X )已知低碳钢的 (Tp= 200MPa E=200GPa现测得试件上的应变e =，则其应力能用胡克定3律计算为：

6、d = Ee =200X 10 X =400MPa(X )2.9图示三种情况下的轴力图是不相同的。(X )图示杆件受轴向力 Fn的作用，C、D E为杆件AB的三个等分点。在杆件变形过程中，此三点的位移相等。（X ）对于塑性材料和脆性材料，在确定许用应力时，有相同的考虑。（X ） 连接件产生的挤压应力与轴向压杆产生的压应力是不相同的。、填空题轴力的正负规定为拉力为正，压力为负受轴向拉伸或压缩的直杆，其最大正应力位于max (Fn/A)max，最大切应力位于_横一截面，计算公式_45_ 截面，计算公式max max 2 (Fn 2A) max拉压杆强度条件中的不等号的物理意义是最大工作应力b ma

7、x不超过许用应力(T ，强度条件主要解决三个方面的问题是(1) 强度校核(2)截面设计 ; (3) 确定许可载荷 轴向拉压胡克定理的表示形式有 _2种，其应用条件是max p由于安全系数是一个大于1数，因此许用应力总是比极限应力要小 。两拉杆中，A=A=A； Ei = 2E2； u 1 = 2 u 2；若 & i = & 2(横向应变)，则二杆轴力 Fni = Fn2O低碳钢在拉伸过程中依次表现为_弹性、_屈服、强化 _、局部变形_四个阶段，其特征点分另寸是 _ b p , b e,b s , b bo衡量材料的塑性性质的主要指标是延伸率3 _、断面收缩率 O延伸率3=( Li L) /Lx

8、100%中Li指的是_拉断后试件的标距长度 o塑性材料与脆性材料的判别标准是塑性材料：35%脆性材料：3 11，销钉的切应力 T = 2F/ n d ,销钉的最大挤压应力b bs=_F/dt 1_ o螺栓受拉力F作用，尺寸如图。若螺栓材料的拉伸许用应力为b ，许用切应力为t ，按拉伸与剪切等强度设计，螺栓杆直径d与螺栓头高度h的比值应取d/ h =4 t / b 木榫接头尺寸如图示，受轴向拉力F作用。接头的剪切面积A=_hb，切应力t =F/hb;挤压面积 As= _cb，挤压应力 d bs=_F/cb。两矩形截面木杆通过钢连接器连接(如图示)，在轴向力F作用下，木杆上下两侧的剪切面积A= 2

9、lb，切应力t =_F/2lb _;挤压面积 As=2S b ，挤压应力 皿匚F/2 S b_。挤压应力与压杆中的压应力有何不同挤压应力作用在构件的外表面，一般不是均匀分布；压杆中的压应力作用在杆的横截面上且均匀分布 。图示两钢板钢号相同，通过铆钉连接，钉与板的钢号不同。对铆接头的强度计算应包括：一铆钉的剪切、挤压计算；钢板的挤压和拉伸强度计算 。若将钉的排列由(a)改为(b),上述计算中发生改变的是钢板的拉伸强度计算 。对于(a)、( b)两种排列，铆接头能承受较大拉力的是(a) o (建议画板的轴力图分析)C甲、乙两杆，几何尺寸相冋，轴向拉力F相同，材料不同，它们的应力和变形有四种可能(A

10、)应力 和变形 1都相同；(B)应力不同，变形l相同；(C)应力 相同，变形 1不同；(D)应力不同，变形l不同。正确答案是C长度和横截面面积均相同的两杆，一为钢杆，另一为铝杆，在相同的轴向拉力作用下，两杆 的应力与变形有四种情况;(A) 铝杆的应力和钢杆相同，变形大于钢杆;(B) 铝杆的应力和钢杆相同，变形小于钢杆;(C)铝杆的应力和变形均大于钢杆；(D)在弹性范围内尺寸相同的低碳钢和铸铁拉伸试件，铝杆的应力和变形均小于钢杆。厂 L/ Es Ea正确答案是A _在同样载荷作用下，低碳钢试件的弹性变形为1，铸铁的弹性变形为2，则1与2的关系是；Ems Eci (A) 1 2 ；(B) 1 2

11、；(C) 1=2 ；(D)不能确定。见P33,表正确答案是B等直杆在轴向拉伸或压缩时，横截面上正应力均匀分布是根据何种条件得出的。(A)静力平衡条件；(B)连续条件；(C) 小变形假设；(D平面假设及材料均匀连续性假设。正确答案是D第三章扭转、是非判断题单元体上同时存在正应力和切应力时，切应力互等定理不成立。空心圆轴的外径为 D、内径为d，其极惯性矩和扭转截面系数分别为4,4Ip32323,3W 16 16材料不同而截面和长度相同的二圆轴,在相同外力偶作用下，其扭矩图、切应力及相对扭转角都是相同的。连接件承受剪切时产生的切应力与杆承受轴向拉伸时在斜截面上产生的切应力是相同的。二、填空题图示微元

12、体，已知右侧截面上存在与出另外五个面上的切应力。试绘出圆轴横截面和纵截面上的扭转切应力分布图。填题z方向成e角的切应力填题T max是原来的_1/ 8 倍,保持扭矩不变，长度不变，圆轴的直径增大一倍，则最大切应力单位长度扭转角是原来的1/ 16 倍。相等 _，单位长度扭转_ 不同。公式 J 的适用范围是 等直圆轴； T maxWT pI P对于实心轴和空心轴，如果二者的材料、长度及横截面的面积相同，则它们的抗扭能力空心轴大于实心轴；抗拉（压）能力 相同d2D2若两轴承受的扭矩和最大切应力均相同，则Di讷-40.84等截面圆轴上装有四个皮带轮，合理安排应为D C轮位置对调当轴传递的功率一定时，

13、轴的转速愈小，则轴受到的外力偶距愈大_,当外力偶距一定时,传递的功率愈大，则轴的转速愈 两根圆轴，一根为实心轴，直径为D,另一根为空心轴，内径为d2，外径为D2,DJL（单位：kN m）3.10图中T为横截面上的扭矩，试画出图示各截面上的切应力分布图。由低碳钢、木材和灰铸铁三种材料制成的扭转圆轴试件，受扭后破坏现象呈现为：图（b）,扭角不大即沿 45。螺旋面断裂；图（c）,发生非常大的扭角后沿横截面断开；图（d）,表面出现纵向裂纹。据此判断试件的材料为，图（b）：灰铸铁：图（c）： 低碳钢 ，图（d）：木材。若将一支粉笔扭断，其断口形式应同图（b）三、选择题图示圆轴，已知 Glp，当m为何值时

14、，自由端的扭转角为零。(B )A. 30 N-m ；B. 20 N m ；C. 15 N m ；D. 10 N m。L; 2L; 4L,则单位扭转角空max实max ；空_ 实空实B.max max ； C. max max ；D.无法比较。一个内外径之比为=d/D的空心圆轴，扭转时横截面上的最大切应力为T,则内圆周处的切应力为A.3B. aT ； C. (1 a ) t； D.(1 a 4) t ；满足平衡条件，但切应力超过比例极限时，下列说法正确的是三根圆轴受扭，已知材料、直径、扭矩均相同，而长度分别为e必为A. 第一根最大；B.第三根最大；C.第二根为第一和第三之和的一半；D.相同。实心

15、圆轴和空心圆轴，它们的横截面面积均相同，受相同扭转作用，则其最大切应力切应力互等定理:成立不成立不成立成立(WJ空(W)实剪切虎克定律:成立不成立成立不成立在圆轴扭转横截面的应力分析中，材料力学研究横截面变形几何关系时作出的假设A 材料均匀性假设；B 应力与应变成线性关系假设；C 平面假设。图示受扭圆轴，若直径 d不变；长度I不变，所受外力偶矩 M不变，仅将材料由钢变为铝,则轴的最大切应力（E）,轴的强度（B）,轴的扭转角（C）,轴的刚度（B ）。A .提高B .降低C .增大 D .减小 E .不变SAG s G a第四章弯曲内力-、是非判断题杆件整体平衡时局部不一定平衡。（x ）不论梁上作

16、用的载荷如何，其上的内力都按同一规律变化。（X ）向上的荷载在该截面产任意横截面上的剪力在数值上等于其右侧梁段上所有荷载的代数和,生正剪力，向下的荷载在该截面产生负剪力。若梁在某一段内无载荷作用，则该段内的弯矩图必定是一直线段。简支梁及其载荷如图所示，假想沿截面m-m将梁截分为二，若取梁的左段为研究对象，则该截面上的剪力和弯矩与 q、M无关；若取梁的右段为研究对象， 则该截面上的剪力和弯矩与F无关。（x ）:、填空题外伸梁ABC承受一可移动的载荷如图所示。设F、I均为已知，为减小梁的最大弯矩值则外伸段的合理长度a= l 15/ Fa = F(l - a )/4图示三个简支梁承受的总载荷相同，但

17、载荷的分布情况不同。在这些梁中，最大剪力FQma=_F/2 ;发生在三个 梁的支座 截面处；最大弯矩 MU=_FI/4 ;发生在_(a)_梁的J截 面处。三、选择题梁受力如图，在 B截面处 _D。A. Fs图有突变，M图连续光滑；B. F s图有折角(或尖角)，M图连续光滑;CF s图有折角，M图有尖角；D F s图有突变，M图有尖角。图示梁，剪力等于零截面位置的x之A&题图qa值为_D(Sz)B；C. ( Sz)A=(Sz)B；B.(D.(SZ) A 0且远远大于CT 2, （T 3 ；c bt较小_。将沸水倒入厚玻璃杯中，如果发生破坏，则必是先从外侧开裂，这是因为该条件成立的条件是杆件截面

18、为圆截面或圆环截面，且杆件材料应为塑性材料塑性材料制的圆截面折杆及其受力如图所示，杆的横截面面积为A,抗弯截面模量为 W则2(b) 的危险点AB段内任意截面的后边缘点lFlAF aW/试分别画出两图危险点的应力状态。，对应的强度条件为图图(a)的危险点在 A截面的上下边缘，对应的强度条件为X )第九章压杆稳定-、是非判断题所有受力构件都存在失稳的可能性。（X ）在临界载荷作用下，压杆既可以在直线状态保持平衡， 也可以在微弯状态下保持平衡。（ 引起压杆失稳的主要原因是外界的干扰力。（X ）所有两端受集中轴向力作用的压杆都可以采用欧拉公式计算其临界压力。（X ）两根压杆，只要其材料和柔度都相同，则

19、他们的临界力和临界应力也相同。（X ）临界压力是压杆丧失稳定平衡时的最小压力值。（V ）用同一材料制成的压杆，其柔度（长细比）愈大，就愈容易失稳。（V ）只有在压杆横截面上的工作应力不超过材料比例极限的前提下，才能用欧拉公式计算其临界压力。（X ）满足强度条件的压杆不一定满足稳定性条件；满足稳定性条件的压杆也不一定满足强度条有应力集中时件。（V ）低碳钢经过冷作硬化能提高其屈服极限，因而用同样的方法也可以提高用低碳钢制成的细长压杆的临界压力。:、填空题压杆的柔度 入综合地反映了压杆的长度（l），约束（口 ），横截面的形状和大小（i ）对临界应力的影响。柔度越大的压杆，其临界应力越小，越 容易失

20、稳。 呻 P （ 1）2影响细长压杆临界力大小的主要因素有_E_, _I, _ 口 _, _l _。如果以柔度 入的大小对压杆进行分类，则当_入入1的杆称为大柔度杆，当 入2 入 入i的杆称为中柔度杆，当的杆称为短粗杆。大柔度杆的临界应力用2e2_公式计算，中柔度杆的临界应力用cr(c(b表 P392Ccr s ( b)cr a b（a经验 公式计算，短粗杆的临界应力用(d（e强度公式计算。两端为球铰支承的压杆， 其横截面形状分别如图所示,试画出压杆失稳时横截面绕其转动的轴。Isa4 12Irb (b),“(a) =br (b) ; (B) b (a)=b (b) , br (a) bcr(b

21、)(C) b (a) b (b),b(a) br (b) ; (D b (a) b(b), bcr(a)= bcr (b)提高钢制细长压杆承载能力有如下方法。试判断哪一种是最正确的。(A) 减小杆长，减小长度系数，使压杆沿横截面两形心主轴方向的长细比相等；(B) 增加横截面面积，减小杆长；(C)增加惯性矩，减小杆长；(D)采用高强度钢。正确答案是Acr它2l 4 ld1倍，压杆的圆截面细长压杆的材料及支承情况保持不变，将其横向及轴向尺寸同时增大A。(A) 临界应力不变，临界力增大；(B)临界应力增大，临界力不变;(C) 临界应力和临界力都增大；(D)临界应力和临界力都不变。第十章动载荷一、是非

22、题只要应力不超过比例极限，冲击时的应力和应变仍满足虎克定律。( V )凡是运动的构件都存在动载荷问题。(x)能量法是种分析冲击问题的精确方法。(x)不论是否满足强度条件，只要能增加杆件的静位移，就能提高其抵抗冲击的能力。应在弹性范围内(X )二、填空题图示各梁的材料和尺寸相同，但支承不同，受相同的冲击载荷，则梁内最大冲击应力由大到小的排列顺序是 _(a)_、(c) _、 (b)_。L/2L/2L/2L/2(b)(c)H1L/2AL/2(a)图示矩形截面悬臂梁，长为L,弹性模量为E,截面宽为b,高为h=2b,受重量为P的自由st落体的冲击，则此梁的冲击动何系数Kd= (给出表达式)，若H st，

23、当P值增大一倍时，梁内的最大动应力增大 倍？当H增大一倍时，梁内的最大动应力增大倍？当L增大一倍时，梁内的最大动应力增大 倍？当b增大一倍时，梁内的最大动应力增大倍?1) P增大一倍时:d maxP3) l增大一倍时:2) H增大一倍时:d maxd maxg-bd max 2 d max4) b增大一倍时： 1d maxd max2第十一章交变应力一、是非判断题构件在交变应力下的疲劳破坏与静应力下的失效本质是相同的。（X ）通常将材料的持久极限与条件疲劳极限统称为材料的疲劳极限。（V ）材料的疲劳极限与强度极限相同。（X ）材料的疲劳极限与构件的疲劳极限相同。（X ）一、填空题表示交变应力情

24、况的有 5个量值：b m （平均应力），b a （应力幅），r（循环特征），及（T max 和T min,其中只有2个是独立的。某构件内一点处的交变应力随时间变化的曲线如图所示，则该交变应力的循环特征是_最大应力是100MPJ，最小应力是_-50MPa,平均应力是25MPJ。疲劳破坏的三个阶段：裂纹的产生裂纹扩展脆性断裂疲劳破坏的主要特征有1 ）破坏时b max n。螺栓受轴向的最大拉力 Pmax = 6kN，最小拉力 P min = 5 kN 作用；螺栓直径d = 12 mm，则其交变应力的循环特征 r =_5/6，应力幅值 b a = MPa，平均应力b m =MPa 。F列做法是否能够提高构件的持久极限（填“能”或“不能”）？（1）表面滚压硬化（ 能）;（2）增加构件直径（不能）；（3）表面抛光（能）三、选择题分别受图示四种不同交变应力作用的试件，哪种情况最先会发生疲劳破坏？(b)(c)(d)可以提高构件持久极限的有效措施有如下四种答案:（A）增大构件的几何尺寸；（B）提高构件表面的光洁度 0和:应力幅)(b(r:循环特征,ff m：平均应力,正确答案是(c)。(a(c(C) 减小构件连结部分的圆角半径正确答案是(B)。(D) 尽量采用强度极限高的材料。(A) (T - 1 0 ff b； ( B)已知材料的ff T、K(A)3ff -1/(nK ff)；(B)ff 1/(