緒論一、名詞解釋
1. 強度：構件應有足夠的抵抗破壞的能力。
2. 剛度：構件應有足夠的抵抗變形的能力。
3. 穩定性：構件應有足夠的保持原有平衡形態的能力。
4.變形:在外力作用下，構件形狀和尺寸的改變。
5.桿件：空間乙個方向的尺寸遠大於其他兩個方向的尺寸，這種彈性體稱為杆或桿件。
6. 板或殼：空間乙個方向的尺寸遠小於其他兩個方向的尺寸，且另兩個尺寸比較接近，這種彈性體稱為板或殼。
7. 塊體：空間三個方向具有相同量級的尺度，這種彈性體稱為塊體。
二、簡答題
1.答：根據空間三個方向的幾何特性，彈性體大致可分為：桿件；板或殼；塊體。
2. 答：單桿
3. 答：材料力學的任務就是在滿足強度、剛度和穩定性的要求下，為設計既經濟又安全的構件，提供必要的理論基礎和計算方法。
4. 答：均勻性假設；連續性假設；各項同性假設。
5. 答：軸向拉伸或軸向壓縮；剪下；扭轉；彎曲。
6. 答：桿件長度方向為縱向，與縱向垂直的方向為橫向。
7.答：就桿件外形來分，桿件可分為直杆、曲杆和折杆；就橫截面來分，桿件又可分為等截面杆和變截面杆等；實心杆、薄壁杆等。
8. 答：若構件橫截面尺寸不大或形狀不合理，或材料選用不當，將不能滿足強度、剛度、穩定性。
如果加大橫截面尺寸或選用優質材料，這雖滿足了安全要求，卻多使用了材料，並增加了成本，造成浪費。因此，在設計時，滿足強度、剛度和穩定性的要求下，為設計既經濟又安全的構件，提供必要的理論基礎和計算方法。
第一章軸向拉伸和壓縮
一、名詞解釋
1.內力：物體內部某一部分與另一部分間相互作用的力稱為內力。
2.軸力：桿件任意橫截面上的內力，作用線與杆的軸線重合，即垂直於橫截面並通過其形心。這種內力稱為軸力。
3.應力：△a上分布內力的合力為。因而得到點的應力。反映內力在點的分布密度的程度。
4.應變：單位長度的伸長來衡量桿件的變形程度為應變。
5.正應力：作用線垂直於橫截面的應力稱為正應力。
6.切應力：作用線位於橫截面內的應力稱為剪應力或切應力。
7.伸長率：試樣拉斷後，試樣長度由原來的變為，用百分比表示的比值
8.斷面收縮率：原始橫截面面積為的試樣，拉斷後縮頸處的最小截面面積變為，用百分比表示的比值
9.許用應力：極限應力的若干分之一。用表示。
10.軸向拉伸：杆產生沿軸線方向的伸長，這種形式稱為軸向拉伸。
11. 冷作硬化：把試樣拉到超過屈服極限的點，然後逐漸卸除拉力，在短期內再次載入，則應力和應變大致上沿解除安裝時的斜直線變化。
在第二次載入時，其比例極限(亦即彈性階段)得到了提高，但塑性變形和伸長率卻有所降低，這種現象稱為冷作硬化。
二、簡答題
1.答：作用於桿件上的外力合力的作用線與桿件軸線重合。
2.答：桿件變形是沿軸線方向的伸長或縮短。
3.答：歸納為以下三個步驟：
截開-----假想在欲求內力截面處，把構件截成兩部分。代替------留下其中一部分，用作用於截面上的內力代替棄去部分對留下部分的作用。平衡------建立留下部分的平衡方程，由已知的外力求出橫截面上未知的內力。
4.答：內力是物體內部某一部分與另一部分間相互作用的力，而應力是描述內力分布密度的程度，即單位面積上的力。內力常用單位是n，應力常用單位是mpa。
5.答：極限應力是屈服極限、強度極限的統稱。許用應力是極限應力的若干分之一。
6.答：變形是在外力作用下，構件形狀和尺寸的改變，有量綱。應變是單位長度的伸長來衡量桿件的變形程度，無量綱。
7.答：對沒有明顯屈服極限的塑性材料，可以將產生0.2％塑性應變時的應力作為屈服指標，並用來表示，稱為名義屈服應力。
8.答：低碳鋼在整個拉伸試驗過程中，其工作段的伸長量與載荷的關係大致可分為以下四個階段：
彈性階段---應力與應變成正比；屈服階段---當應力增加到某一數值時，應變有非常明顯的增加，而應力先是下降，然後作微小的波動，在曲線上出現接近水平線的小鋸齒形線段；強化階段---過屈服階段後，材料又恢復了抵抗變形的能力，要使它繼續變形必須增加拉力，這種現象稱為材料的強化。在強化階段中，試樣的橫向尺寸有明顯的縮小；頸縮階段。灰口鑄鐵拉伸時的應力一應變關係是一段微彎曲線，沒有明顯的直線部分。
它在較小的拉應力下就被拉斷，沒有屈服和縮頸現象，拉斷前的應變很小，伸長率也很小。
9.答：外力分析；內力計算；強度計算。
10.答：在比例極限內，正應力與正應變成正比。
11.答：屈服極限、名義屈服應力、強度極限。
12.答：彈性模量e、泊松比和剪下彈性模量。
13.答：當應力不超過比例極限時，橫向應變與軸向應變之比的絕對值是乙個常數，即。這個比例係數稱為材料的泊松比。
14.答：伸長率和斷面收縮率。
15.答：根據聖維南原理，外力作用處產生應力集中，因此，只適用於離外力作用端稍遠處。
16.平面假設。
三、計算題
1. 解：應用截面法,，
2. 解：應用截面法
3. 解：應用截面法，，
4. 解：應用截面法,
5. 解：應用截面法，
6.解解得：，
軸向拉伸為正，壓縮為負
7．解：
得： 8．解 ： 受力分析得：，
， ∴
9． 解: (1)，，
，，，10. 解：，，
根據胡可定律，，得，
11.解：，
，解得：，
ab杆：
bc杆：
因此，，，取
第二章剪下
一、名詞解釋
1.剪下：大小相等、方向相反，作用線相距很近的兩個橫向力作用時，桿件將產生剪下變形。
2.剪力：在剪下面上有與外力大小相等，方向相反的內力，這個內力叫剪力。
3.剪下面：發生剪下變形的截面。
4.擠壓面：擠壓力的作用面。
5.擠壓應力：由擠壓力而引起的應力。
6.擠壓力：在接觸面上的壓力，稱為擠壓力。
二、簡答題
1.答：切應力與橫截面平行，正應力垂直於橫截面。
2.答：不相同。擠壓面是真實的擠壓作用面，計算擠壓面是擠壓面的正投影作為計算面積。
3.擠壓是在構件相互接觸的表面上，因承受較大的壓力作用，使接觸處的區域性區域發生顯著的塑性變形或被壓碎。壓縮是外力沿桿件軸線作用，使構件產生壓縮變形。
4.答：連線件上的剪下面沿外力方向、擠壓面與外力方向垂直。
5.答：滿足剪下強度和擠壓強度條件。剪下的強度條件可表示為，
擠壓強度條件可表達為
6.答：過直徑平面正投影作為計算面積。
7.答：均勻分布在擠壓平面上。
三、計算題
1. 解：，
2. 解：，，，
3. 解：，得，
， 4.解：，
5.解：
6. 解：， 得：
，，得：
第三章扭轉
一、名詞解釋
1.扭**大小相等、方向相反，作用在垂直於杆軸平面內的力偶me時，桿件將產生扭轉變形，即桿件的橫截面繞其軸相對轉動。
2.扭矩：圓軸上有作用面垂直於杆軸的外力偶作用，桿件的橫截面上也只有作用於該平面上的內力偶，即為扭矩。
3.扭轉角：在桿件兩端垂直於杆軸線的平面內作用一對大小相等，方向相反的外力偶。兩個橫截面之間相對轉過乙個角度，這個轉角稱為扭轉角。
4.剪下胡克定律：切應力不超過材料剪下比例極限的線彈性範圍，，這個關係式稱為材料的剪下胡克定律。
5.單位長度扭轉角：表示單位長度扭轉角，公式為：。
二、簡答題
1. 答：成立。切應力互等定理具有普遍意義，在非純剪下的情況下同樣適用。
2. 答：在切應力作用下，單元體截面沿切應力方向錯動，產生切應變。
3. 答：切應力線性分布，中心處切應力為零，最外邊緣最大。
4. 答：從強度方面考慮，空心圓截面軸的壁厚是愈薄愈好。
5. 答：，其單位是弧度。
6. 答：在扭矩一定的情況下，越大，單位長度的扭轉角愈小，反映了圓軸抵抗扭轉變形的能力，稱為圓軸的抗扭剛度。
7. 答：切應力線性分布，中心處切應力為零，最外邊緣最大。
8. 答：右手螺旋法則：右手四指併攏彎曲指向扭矩的轉動方向，若伸開拇指的方向與橫截面的外法線方向一致，則扭矩為正，反之為負。
9. 答：最大切應力τmax相同，與材料無關。扭轉角不相同，與材料有關。
10．答：（b）對提高軸的承載能力有利。
11．ip可以，wp不能，因為
三、計算題
1. 解：據截面沿指定截面i-i (i=123)將杆截為兩段，考慮任一段的平衡即可得該指定截面上的扭矩：，為正扭矩，，為負扭矩。
2. 解：據截面沿指定截面i-i (i=123)將杆截為兩段，考慮任一段的平衡即可得該指定截面上的扭矩：，為負扭矩，，為正扭矩，。
3. 4.
5. 6.
7.1-1截面：，2-2截面：
3-3截面：
8. 切應力線性分布。，
9. 各段軸橫截面的扭矩：
ab段：（負扭矩）
bc段：（為負扭矩）
最大切應力計算：因兩段軸扭矩不同，所以應分別計算每段軸內橫截面的最大剪應力值，然後加以比較找到最大減應力值。
ab段：
bc段：
比較得最大剪應力發生在bc段，其數值為
最大相對扭轉角：因軸內各截面扭矩方向都一致，所以最大相對扭轉角即為整個軸長的總扭轉角。在使用扭轉角公式時，注意到該式的使用
=0.0213弧度=1.22度
10.解：
強度條件計算軸的直徑：，
剛度條件計算軸的直徑：，得，取d=60.7mm
11. （1）外力偶矩的計算
（2）兩軸各截面傳遞的扭矩
（3）實心軸所需直徑由得
選d=45mm.
(4)空心軸的外、內選擇
由得選所以。
12. 強度條件計算：，,
,得d=286mm
13. ：
強度條件計算軸的直徑：，
14. 強度條件計算軸的直徑：，
剛度條件計算軸的直徑：，得，取d=80mm
15.第四章彎曲內力
一、名詞解釋
1.梁:以彎曲為主要變形的構件稱為梁。
2.縱向對稱面:通過梁軸線和截面對稱軸的平面稱為縱向對稱面。
3.對稱彎曲: 當梁具有通過其軸線的縱向對稱面、且作用於梁上的外力都在該對稱麵內時，變形後梁的軸線仍將是位於該對稱麵內的一條曲線，這種情況稱作對稱彎曲。
4.剪力: 梁彎曲時橫截面上有與橫截面相切的分布內力系的合力稱為剪力。
5.彎矩: 梁彎曲時橫截面上有與橫截面垂直的分布內力系的合力偶矩。
6.剪力方程: 在一般情況下，梁橫截面上的剪力是隨截面的位置而變化的，若橫截面的位置用沿梁軸線的座標x表示，則各橫截面上的剪力可以表示為座標x的函式，即：
q=q (x)，通常把關係式稱為梁的剪力方程。
材料力學作業
單項選擇題 第1題下圖所示的連續梁的靜不定次數為 a 1b 2 c 3d 4 答案 b 第2題下列哪項措施可以提高構件的疲勞強度 a 減緩應力集中 b 增加構件尺寸 c 降低表面質量 答案 a 第3題下列哪項措施不能提高構件的抗衝擊能力 a 減小構件的剛度 b 增加構件的彈性模量 c 增加構件的體積...
材料力學大作業
本學期我們學習了材料力學，材料力學是研究材料在不同狀況的外力作用下產生的應力 應變 強度 剛度 穩定和導致各種材料破壞的極限。材料力學的任務主要包括研究材料在外力作用下破壞的規律 為受力構件提供強度，剛度和穩定性計算的理論基礎條件 為受力構件提供強度，剛度和穩定性計算的理論基礎條件。生活中的材料力學...
材料力學作業五
一 單選題 1 在桿件的某一截面上，各點的剪應力 c a大小一定相等b方向一定平行 c均作用在同一平面內d 定為零 2 圖示拉桿承受軸向拉力p的作用，斜截面m m的面積為a，則 p a為 d a橫截面上的正應力b斜截面上的剪應力 c斜截面上的正應力d斜截面上的應力 3 微單元體的受力狀態如下圖所示，...