材料力学优质题库

1、材料力学根本知识复习要点1. 材料力学的任务材料力学的主要任务就是在满足刚度、强度和稳定性的根底上,以最经济的 代价，为构件确定合理的截面形状和尺寸， 选择适宜的材料，为合理设计构件提 供必要的理论根底和计算方法。2. 变形固体与其根本假设连续性假设：认为组成物体的物质密实地充满物体所在的空间，毫无空隙。均匀性假设：认为物体内各处的力学性能完全一样。各向同性假设：认为组成物体的材料沿各方向的力学性质完全一样。小变形假设：认为构件在荷载作用下的变形与构件原始尺寸相比非常小。3. 外力与内力的概念外力：施加在结构上的外部荷载与支座反力。内力：在外力作用下，构件内部各质点间相互作用力的改变量， 即附

2、加相互 作用力。内力成对出现，等值、反向，分别作用在构件的两局部上。4. 应力、正应力与切应力应力：截面上任一点内力的集度。正应力：垂直于截面的应力分量。切应力：和截面相切的应力分量。5. 截面法分二留一，内力代替。可概括为四个字： 截、弃、代、平。即：欲求某点处 内力，假想用截面把构件 截开为两局部，保存其中一局部，舍 弃另一局部，用内 力代替弃去局部对保存局部的作用力，并进展受力 平衡分析，求出内力。6. 变形与线应变切应变变形：变形固体形状的改变。线应变：单位长度的伸缩量。练习题一. 单项选择题1、工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。如下除丨项，其他各项是必须满足的条件。A、强

3、度条件B、刚度条件C稳定性条件 D硬度条件是一样的2、各向同性假设认为，材料内部各点的3、根据小变形条件，可以认为4、 构件的强度、刚度和稳定性5、在如下各工程材料中，丨不可应用各向同性假设。6物体受力作用而发生变形，当外力去掉后又能恢复原来形状和尺寸的性质称 为A.弹性B.塑性C.刚性D.稳定性7、结构的超静定次数等于。A.未知力的数目B.未知力数目与独立平衡方程数目的差数C支座反力的数目D.支座反力数目与独立平衡方程数目的差数二. 填空题1. 变形固体的变形可分为 和。2. 构件安全工作的根本要求是：构件必须具有 、 口足够的稳定性。同：材料在使用过程中提出三方面的性能要求，即 、。3.

4、材料力学中杆件变形的根本形式有 、和。4. 材料力学中，对变形固体做了 、四个根本假设。第6章轴向拉压、剪切复习要点1. 轴向拉压作用在杆件上的外力的合力作用线与杆件的轴线重合，使杆件产生沿轴向的伸长或缩短。2. 轴向拉压杆的内力轴向拉压杆的内力称为 轴力，用符号Fn表示，且规定轴力的方向拉伸为正， 压缩为负。求轴力采用截面法。用横坐标 X表示横截面的位置，用纵坐标 Fn表 示相应截面上的轴力，称这种图为 轴力图。3. 轴向拉压横截面上的应力(1) 横截面上的应力对于均质杆，在承受拉压时，根据“平截面假设，内力在横截面上均匀分 布，面上各点正应力一样，即FnA(2) 斜截面上的应力斜截面上既有

5、正应力也有切应力，即 cos2sin 22式中为从横截面外法线转到斜截面外法线的夹角当 0,max；当45；max4. 材料力学性质材料力学性质，是指材料在外力作用下表现出的变形与破坏的特征。在常温静载条件下低碳钢拉伸时，以Fn/A为纵坐标，以 丨/1为横坐标，可以得到应力应变曲线，如图 6.1所示。从图中可以看出，有明显的四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局 部变形阶段。有四个极限应力：比例极限p，弹性极限e ,屈服极限s，强度 极限b。其中屈服极限s表示材料出现塑性变形，强度极限b表示材料失去承载能力，故s和b是衡量材料强度的两个重要指标。在弹性X围内应力和应变是成正比的，即 E。式

6、中，E为材料的弹性模 量，该式称为胡克定律。试件拉断后可测出两个塑性指标：延伸率:100% ;断面收缩率:100%此外，对于某些没有屈服阶段的塑性材料来讲，可将产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服指标，用 0.2表示。材料压缩时，塑性材料压缩时的力学性能与 拉伸时的根本无异，脆性材料如此有较大差异。5. 轴向拉压杆的强度计算（1）失效：把断裂和出现塑性变形称为失效。受压杆件被压溃、压扁也是 失效。（2）安全系数与许用应力对于塑性材料，脆性材料式中，n s，nb为安全系数，其值大于1。 为许用应力。（3）强度条件FnAFnIEA6. 轴向拉压杆的变形计算轴向拉压杆的变形利用胡克定律求得：IEA称

7、为材料的抗拉压刚度7. 剪切实用计算剪切的特点：作用与构件某一截面两侧的力，等值、反向、作用线相互平行 且距离非常近。剪切强度条件：旦。式中，Fs为剪力，为许用剪应力。A8. 挤压实用计算挤压强度条件:bsFAbsbs练习题一. 单项选择题1、内力和应力的关系是A.内力大于应力B.内力等于应力的代数和C.内力是矢量，应力是标量D.应力是分布内力的集度2、用截面法求一水平杆某截面的内力时，是对建立平衡方程求解的。A.该截面左段B.该截面右段C该截面左段或右段D.整个杆3、图示拉压杆1 1截面的轴力为。1相.D2PJIT 11A. N= 6PB N=2PC N=3PD N=P4、轴向拉伸杆，正应力

8、最大的截面和切应力最大的截面A.分别是横截面、45。斜截面5、轴向拉压杆，在与其轴线平行的纵向截面上A.正应力为零，切应力不为零B.正应力不为零，切应力为零&进入屈服阶段后，材料发生丨变形7、 设一阶梯形杆的轴力沿杆轴是变化的，如此发生破坏的截面上A.外力一定最大，且面积一定最小B.轴力一定最大，且面积一定最小8、一个结构中有三根拉压杆，设由着三根杆的强度条件确定的结构许用荷载 分别为F,F2,F3，且R F2 F3，如此该结构的实际许可荷载F为A. Fi B. F2C. F3D.已 F3 /2得到的9、在连接件上，剪切面和挤压面分别丨于外力方向10、在连接件剪切强度的实用计算中，剪切许用应力

9、是由二. 填空题1. 胡克定律的两种表达式为 I FnI/EA和E 。E称为材料的。它是衡量材料抵抗能力的一个指标。E的单位为GPa 1 GPa=_Pa2. 衡量材料强度的两个重要指标是和。3. 通常工程材料丧失工作能力的情况是：塑性材料发生现象，脆性材料发生现 象。4. 挤压面为平面时，计算挤压面积按计算；挤压面为半圆柱面的按计算。5. 轴向拉伸杆，正应力最大的截面是，切应力最大的截面是。6. 进入屈服阶段后，材料发生变形。7. 泊松比是和的比值的绝对值，它是材料的弹性常数，无量纲。三. 判断题1、正应力是指垂直于杆件横截面的应力。正应力又可分为正值正应力和负值正应力。丨2、 构件的工作应力

10、可以和其极限应力相等。3、 设计构件时，须在满足安全工作的前提下尽量节省材料的要求。4、 挤压面的计算面积一定是实际挤压的面积。5、 剪切和挤压总是同时产生，所以剪切面和挤压面是同一个面。&低碳钢和铸铁试件在拉断前都有“颈缩现象。 7、 在轴向拉、压杆中，轴力最大的截面一定是危险截面。8、 轴向拉压作用下，杆件破坏一定发生在横截面上。9、 铸铁是塑性材料，故它在拉伸时会出现颈缩现象。10、 混凝土是脆性材料，故其抗压强度大于抗拉强度。第7章圆轴扭转复习要点1. 扭转变形在杆件两端作用等值、反向且作用平面垂直于杆件轴线的力偶， 使杆件的任 意两截面都发生绕轴线的相对转动，这种变形叫 。2. 外力

11、偶矩的计算公式与扭矩P外力偶Me 9549 -n扭矩T:截面法求解，任一截面上的扭矩等于该截面任一侧外力偶矩的代数 和。扭矩符号规定：按右手螺旋法如此，矢量方向与横截面外法线方向一致时扭 矩为正。3. 纯剪切（1）薄壁圆筒扭转时的切应力，其中为壁厚且r/102 ro（2）切应力互等定理两者都垂直在相互垂直的两个平面上，切应力必然成对存在，且数值相等, 于两个平面的交线，方向如此共同指向或共同背离这一交线。（3）切应变、剪切胡克定律4. 圆轴扭转时的应力与强度条件 max 料，其中WpIpIp WpR称为抗扭截面模量等截面直杆圆轴扭转强度条件:maxTmaxWT5. 圆轴扭转时的变形与刚度条件相

12、对扭转角：两个截面间绕轴线的相对转角，计算公式:i 1 GI pi单位长度扭转角:d T dx GI p圆轴扭转刚度条件:maxTmax 180GI p练习题一.单项选择题1、材料不同的两根受扭圆轴，其直径和长度均一样，在扭矩一样的情况下, 它们的最大切应力之间和扭转角之间的关系为A. 12, 12B. 12, 12C. 12, 12D. 12,1 22、电动机传动轴横截面上扭矩与传动轴的成正比3、圆轴横截面上某点切应力的大小与该点到圆心的距离成正比，方向垂直于 过该点的半径。这一结论是根据丨推知的。C.变形几何关系D.变形几何关系、物理关系和平衡关系4、一根空心轴的内、外径分别为d、B当D=

13、2d时，其抗扭截面模量为A.7/16 d3B. 15/ 32 dC.15/32 d4D.7/16 d45、设直径为d、D的两个实心圆截面，其惯性矩分别为lp(d)和lp(D)、抗扭截面模量分别为W(d)和 W(D)。如此内、外径分别为d、D的空心圆截面的极惯性矩Ip和抗扭截面模量W分别为A. IpIp DIp d,W(WDWdB. IpIp DIp d，叫DWtdC.IpIp DIp dWDWdD.IpIp DIp d,W(WtDWd& 当实心圆轴的直径增加一倍时，其抗扭强度、抗扭刚度分别增加到原来的 丨。8二.填空题1. 扭转变形时，各纵向线同时倾斜了一样的角度；各横截面绕轴线转动了不同 的

14、角度，相邻截面产生了，并相互错动，发生了剪切变形，所以横截面上有 因半径长度不变，故切应力方向必与半径由于相邻截面的间距不变，即圆轴 没有发生，所以横截面上无。2假如长为L,直径为d的受扭圆轴两端截面间的扭转角是，材料的剪切模 量为G,如此圆轴的最大切应力是。三. 判断题1、 外径一样的空心圆轴和实心圆轴相比，空心圆轴的承载能力要大些。2、 圆轴扭转危险截面一定是扭矩和横截面积均达到最大值的截面。3、 圆轴扭转角的大小仅由轴内扭矩大小决定。4、 圆环形截面轴的抗扭截面系数 WTn D3 (1 a 3 ) /16,式中a =d/D, d 为圆轴内径，D为圆轴外径。附录I平面图形的几何性质复习要点

15、1.静矩和形心? 静矩：面积与它到轴的距离之积，图形对 x轴、y轴的静矩分别为:SxAydA， SyAxdA。?力学意义：构件截面上作用有分布荷载，荷载对某个轴的合力矩，等于 分布荷载乘以该轴的面积距。? 影响因素：1图形的大小和形状；2坐标轴位置。? 同一截面对不同坐标轴的静矩不同，静矩可能为正值、负值，也可能为 零。? 形心：图形几何形状的中心，计算公式：M色，y AA? 【静矩与形心的关系】（1）截面对形心轴的静矩为零；（2）假如截面对某轴的静矩为零，如此该轴必为形心轴；（3） 平面图形具有两根或两根以上对称轴如此形心C必在对称轴的 交点上。? 组合截面的静矩与形心：组合而成，称为组合截

16、面图由假如干简单图形如矩形、圆形或三角形等组合截面的静矩:Sxi 1yidAny,，i 1SyxidA组合截面的形心:Xcnxci Ai 1nAi 1ycSxAnyciAii 1nAi 12.惯性矩和惯性积? 惯性矩面积与它到轴的距离的平方之积，图形对x轴、y轴的惯性矩分别为:2 2Ix y d代I y x dAAA惯性矩恒为正。? 惯性积面积与其到两轴的距离之积，图形对 xy轴的惯性积为：口 xydAA惯性积可能为正值、负值，也可能为零。如果 x或y是对称轴，如此Ixy=0 ? 几个重要概念：主惯性轴：截面对一对坐标轴的惯性积等于零， 如此这对坐标轴称为主惯性 轴，简称主轴。主惯性矩：截面对

17、主惯性轴的惯性矩。形心主轴：当主惯性轴通过截面图形的形心时的主轴。形心主矩：截面对于形心主惯性轴的惯性矩。3. 极惯性矩2面积对极点的二次矩，图形对极点 0的惯性矩为：|P dAA重要性质：截面图形对任意一对正交坐标轴的惯性矩之和等于它对该两轴交点的极惯性矩。而过平面内一点可以作无数对正交坐标轴，因此截面图形对通过一点任意一对正交坐标轴的惯性矩之和恒为常量。? 几个重要的性质(1) 、惯性矩和惯性积是对一定轴而定义的，而极惯性矩是对点定义的。(2) 、惯性矩和极惯性矩永远为正，静矩、惯性积可能为正、为负、为零。(3) 、对于面积相等的截面，截面相对于坐标轴分布的越远，其惯性矩越大。(4) 、组

18、合图形对某一点的极惯性矩或对某一轴的惯性矩、惯性积:IxIx，Iyi 1I yi ， I xyi 1I xyi ， I pi 14. 平行移轴公式对组合截面图形可以通过求各简单图形对轴的惯性矩、惯性积，然后进展利用平行移轴公式，即可求得复杂截面图形的惯性矩、惯性积。平行移轴公式为：Ix Ixca A， I yI ycb A， I xyI xcycabA练习题1、在如下关于平面图形的结论中，丨是错误的2、在平面图形的几何性质中，丨的值可正、可负、也可为零3、设矩形对其一对称轴z的惯性矩为I，如此当其长宽比保持不变，而面积增 加一倍时，该矩形对z轴的惯性矩将变为4、假如截面图形有对称轴，如此该图形

19、对其对称轴的A. 静矩为零，惯性矩不为零B.静矩不为零，惯性矩为零5、假如截面有一个对称轴，如此如下说法中错误的答案是B. 对称轴两侧的两局部截面，对对称轴的惯性矩相等D.截面对包含对称轴的正交坐标系的惯性积不一定为零这要取决于坐标原点是否位于截面形心6 任意图形，假如对某一对正交坐标轴的惯性积为零，如此这一对坐标轴一 定是该图形的B 7、图示任意形状截面, 哪式一定成立A.I： I： 0B.I：CCCIXC 0C.sX sXI 0D. AIAII其一个形心轴Xc8、 C是下面各截面图形的形心，图形对坐标轴的惯性积不为零的是A.B.C.D.9、 图形面积为A的图形对x轴的惯性矩为Ix，形心在C

20、处，Xc、x和Xi三轴相互平行，如下可求得图形对Xi轴惯性矩的公式为A.4Ixb2AB.Ixa2AC.1x1Ixa2b AD.Ixb2A2abA10、有下述两个结论：(1)对称轴一定是形心主惯性轴；(2)形心主惯性轴一定 是对称轴。其中A. (1)是正确的， 是错误的B. (1)是错误的， 是正确的C. (1) (2) 都是正确的D. (1) (2)都是是错误的第8章弯曲变形复习要点【概念】平面弯曲，剪力、弯矩符号规定，纯弯曲，中性轴，曲率，挠度， 转角。剪力、弯矩与荷载集度的关系；弯曲正应力的适用条件；提高梁的弯曲强度 的措施；运用叠加法求弯曲变形的前提条件；截面上正应力分布规律、切应力分

21、布规律。【公式】1. 弯曲正应力变形几何关系:物理关系:静力关系：FndA0，MydA 0，Mzy dA E y2dA 旦AA中性层曲率：-MEl弯曲正应力应力：，MTy，弯曲变形的正应力强度条件：M maxmaxWzmaxM max WT2.弯曲切应力矩形截面梁弯曲切应力:(y)*Fs Sz3Fsmax3 FsIz b2bh2 A*Fs Sz?Iz dmax_Fs Fsdh A工字形梁弯曲切应力:(y)圆形截面梁弯曲切应力:(y)*Fs SzIz bmax4 Fs3 A弯曲切应力强度条件:3. 梁的弯曲变形梁的挠曲线近似微分方程：EIw M x梁的转角方程：dwM(X)dx C1dxEl梁的

22、挠度方程：M (x)wdx dx Gx C2EIz练习题一、单项选择题1. 建立平面弯曲正应力公式My/匚，需要考虑的关系有A. 平衡关系，物理关系，变形几何关系B. 变形几何关系，物理关系，静力关系;C. 变形几何关系，平衡关系，静力关系D. 平衡关系，物理关系，静力关系；2. 利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件 数。来确定积分常A、平衡条件B、边界条件C连续性条件D光滑性条件3. 在图1悬臂梁的AC段上，各个截面上的A.剪力一样，弯矩不同B.剪力不同，弯矩一样C.剪力和弯矩均一样D.剪力和弯矩均不同4. 图2悬臂梁受力，其中A.AB段是纯弯曲，BC段是横力弯曲B. AB段是横力弯

23、曲，BC段是纯弯曲C. 全梁均是纯弯曲D. 全梁均为横力弯曲5. 对于一样的横截面面积，同一梁采用如下截面，强度最高的是6. 矩形截面梁受弯曲变形，如果梁横截面的高度增加一倍时，如此梁内的最大 正应力为原来的多少倍？A.正应力为1/2倍B.正应力为1/4倍C.正应力为4倍D.无法确定7. 在弯曲和扭转变形中，外力矩的矢量方向分别与杆的轴线8. 平面弯曲变形的特征是9. 在如下四种情况中，丨称为纯弯曲A.荷载作用在梁的纵向对称面内B. 荷载仅有集中力偶，无集中力和分布荷载C. 梁只发生弯曲，不发生扭转和拉压变形D. 梁的各个截面上均无剪力，且弯矩为常量10. 梁横力弯曲时，其截面上A.只有正应力

24、，无切应力B.只有切应力，无正应力C.既有正应力，又有切应力D.既无正应力，也无切应力11.中性轴是梁的的交线12. 梁发生平面弯曲时，其横截面绕丨旋转A.梁的轴线B.截面的中性轴C.截面的对称轴D.截面的上或下边缘13. 几何形状完全一样的两根梁，一根为铝材，一根为钢材，假如两根梁受力状态也一样，如此它们的A.弯曲应力一样，轴线曲率不同B.弯曲应力不同，轴线曲率一样14. 等直实体梁发生平面弯曲变形的充分必要条件是15. 矩形截面梁，假如截面高度和宽度都增加一倍，如此其强度将提高到原来的 A.2B.416.设计钢梁时，宜采用中性轴为的截面17. 梁的挠度是18. 在如下关于梁转角的说法中，错

25、误的答案是19. 梁挠曲线近似微分方程w M(x)/EI在 条件下成立。20. 应用叠加原理求位移时应满足的条件是、填空题1. 吊车起吊重物时，钢丝绳的变形是 ;汽车行驶时，传动轴的变形是教室中大梁的变形是。2. 内力是外力作用引起的，不同的外力引起不同的内力，轴向拉、压变形时的内力称为剪切变形时的内力称为扭转变形时的内力称为纯弯曲变形时的内力称为 。3. 受横力弯曲的梁横截面上的正应力沿截面高度按规律变化，在处最大。4. 对于，纯弯曲梁的正应力计算公式可以应用于横力弯曲梁。5. 工字形截面梁的切应力求解公式Fs Sz*/Iz d中，d为工字形截面的。三、判断题1.平面弯曲的梁，横截面上的最大

26、正应力，发生在离中性轴最远的上、下边缘占上八、一2. 平面弯曲的梁，位于横截面中性轴的点，其弯曲正应力(T = 0。3. 梁截面的最大正应力和最大剪应力都发生在中性轴上。4. 梁的抗弯刚度EI越大，曲率越大，梁越不易变形。5. 集中力作用处弯矩图没有变化，集中力偶作用处剪力图没有变化。6. 梁受弯曲作用时，相对于正应力，切应力很小，因此可以不校核切应力强度条件。第9章应力状态与强度理论复习要点1. 应力状态一点的应力状态：通过一点处的所有各截面上应力的集合。主平面：在应力单元体上，切应力等于零的截面。主应力：主平面上的正应力。单向、二向、三向应力状态：对某一点来说，如果三个主应力中有一个不为

27、零，如此该点的应力状态称为单向应力状态；如果三个主应力中有两个不为零， 如此称为二向应力状态；单向应力状态与二向应力状态统称为平面应力状态；如 果三个主应力都不为零，如此称为三向应力状态。平面应力状态中，坐标轴方向 正应力为零，只有切应力存在，称为 纯剪切应力状态。轴向拉压作用下属于单向应力状态；扭转变形状态下属于纯剪切应力状态；平面弯曲变形情况属于平面应力状态。【掌握】2. 平面应力状态分析符号规定：角一一由x正向逆时针转到截面外法线方向者为正，反之为负。正应力一一拉为正，压为负。切应力一一使单元体或其局部产生顺时针方向转动趋势为正，反之为负。1解析法在二向应力状态下，任一斜截面上的应力：-

28、cos2xySi n2sin2xycos2minmaxxy单元体的相互垂直平面上的正应力之和是不变的。 主应力：2 xyxy主平面方位tan2 o极值切应力:maxmin1322图解法 应力圆方程22xy2xy2xy22圆心的横坐标x y，纵坐标为零，圆的半径为2xy22 xy由上式确定的以 和 为变量的圆，这个圆称作应力圆应力圆的画法建立应力坐标系注意选好比例尺在坐标系内画出点D x, xy和Ddd与轴的交点C便是圆心以C为圆心，以AD为半径画圆一一应力圆 单元体与应力圆的对应关系1圆上一点坐标等于微体一个截面应力值2圆上两点所夹圆心角等于两截面法线夹角的两倍x ymaxmin22xy2 x

29、y3对应夹角转向一样 在应力圆上标出极值应力maxminmaxmin掌几种特殊的应力圆：单向拉伸压缩状态、纯剪切状态、双向等拉。 握】3. 广义胡克定律熟悉1单拉下的应力一应变关系2复杂状态下的应力一应变关系三向应力状态等三个主应力，可看作是三组单向应力的组合。 对于应变，可 求出单向应力引起的应变，然后叠加可得1E1E1E4.强度理论熟悉一、最大拉应力理论破坏原因:0破坏条件:1)第一强度理论强度条件:适用X围：脆性破坏。缺点：适用X围窄，没有考虑23的影响、最大伸长线应变理论第二强度理论破坏原因:1 0破坏条件:强度条件:r21适用X围：脆性破坏, 三、最大剪应力理论破坏原因:max破坏条件:max强度条件:r3/13且材料破坏前服从虎克定律。 第三强度理论适用X围：塑性破坏。缺点：未考虑2的影响,误差较大,但偏于安全。四、形状改