材料力學習題練習

2021-03-04 09:51:21 字數 4308 閱讀 7778

一、選擇題:

1.圖標桿受軸向載荷。橫截面m-m上的軸力fn = ( c ) kn。

a. 1; b. 2; c. -2; d. -4.5.

2.與圖中右側應力圓對應的微體是 ( b )。(應力單位:mpa)

3.圖示簡支梁受均布載荷。如果載荷集度由q變為2q,則樑內的彎曲應變能增加為原來的( b )倍。

4.a. 2; b. 4; c. 6; d. 8.

4、判斷下列結論的正確性:

(a)桿件某截面上的內力是該截面上應力的代數和;

(b)桿件某截面上的應力是該截面上內力的平均值;

(c)應力是內力的集度;

(d)內力必大於應力。

正確答案是 b 。

5.三輪汽車轉向架圓軸有一盲孔(圖a),受彎曲交變應力作用,經常發生疲勞斷裂後將盲孔改為通孔(圖b),提高了疲勞強度。其原因有四種答案:

(a)提高應力集中係數b)降低應力集中係數;

(c)提高尺寸係數d)降低尺寸係數。

正確答案是 c 。

6.圖示結構中,ab杆將發生的變形為:

(a) 彎曲變形

(b) 拉壓變形;

(c) 彎曲與壓縮的組合變形

(d) 彎曲與拉伸的組合變形。

正確答案是 d 。

7、圓軸的應力公式τρ=tρ/ip是,「平面假設」起的作用有下列四種答案:

(a)「平面假設」給出了橫截面上內力與應力的關係;

(b)「平面假設」給出了圓軸扭轉時的變形規律;

(c)「平面假設」使物理方程得到簡化;

(d)「平面假設」是建立剪應力互等定理的基礎。

正確答案是 b 。

8、平面應力狀態如圖,設α=45,求沿n方向的正應力σα和線應變εα。(e、分別表示材料的彈性模量和泊松比)有四種答案:

(a),

(b),

(c),

(d),

正確答案是 d 。

9.幾何尺寸、支承條件及受力完全相同,但材料不同的二梁,其:( a )

a.應力相同,變形不同b.應力不同,變形相同;

c.應力與變形均相同d.應力與變形均不同;

10.在三向等壓應力狀態下,脆性材料和塑性材料的破壞方式為:( a )

a.前者為脆性斷裂,後者為屈服失效; b.前者為屈服失效,後者為脆性斷裂;

c.二者均為脆性斷裂d.二者均為屈服失效;

11.如右圖所示受彎梁,其bc段:(a )

a.有位移,無變形b.有變形,無位移

c.既有位移,也有變形d.既無位移,也無變形

12.撓曲線方程中的積分常量主要反映了:( c )

a.對近似微分方程誤差的修正 b.剪力對變形的影響

c.約束條件對變形的影響d.梁的軸向位移對變形的影響

13.對於沒有明顯屈服階段的塑性材料,通常以表示屈服極限。其定義有以下四個結論,正確的是哪乙個?

(a)產生2%的塑性應變所對應的應力值作為屈服極限;

(b)產生0.02%的塑性應變所對應的應力值作為屈服極限;

(c)產生0.2%的塑性應變所對應的應力值作為屈服極限;

(d)產生0.2%的應變所對應的應力值作為屈服極限。

正確答案是 c 。

14.對於受扭的圓軸,有如下結論:

①最大切應力只出現在橫截面上;

②在橫截面上和包含桿件軸線的縱向截面上均無正應力;

③圓軸內最大拉應力的值和最大切應力的值相等。

現有四種答案

(a) ①、②對b) ①、③對;

(c) ②、③對d) 全對。

正確答案是 c 。

15.受力情況相同的3種等截面梁,如圖(1),(2),(3)所示。若用,,分別表示這3種梁內橫截面上的最大正應力,則下列結論中哪個是正確的?

(a) ;

(b) ;

(c) ;

(d) 。

正確答案是 c 。

16.圓形截面簡支梁,套成,,層間不計摩擦,材料的彈性模量。求在外力偶矩作用下,,中最大正應力的比值有4個答案:

(ab);

(cd)。

正確答案是 b 。

17.圖示結構,利用對稱性原理對其進行簡化後,則是:

(a)2次超靜定;

(b)內力1次超靜定;

(c)外力1次超靜定;

(d)靜定的。

正確答案是 d 。

二填空題

1.當受扭圓軸的直徑減少一半,而其他條件都不變時,圓軸橫截面上的最大剪應力將增大

倍。2.半徑為r的均質圓截面對其中心的極慣性矩為

3.已知一根梁的彎矩方程為,則梁的剪力方程為

4. 矩形截面梁在橫力彎曲下,梁的上下邊緣各點處於___向應力狀態,中性軸上各點處於____向應力狀態。

5. 若截面對某軸的靜矩,則該z軸為截面的軸。

6. 二向等拉應力狀態的單元體上,最大剪應力為________;三向等拉應力狀態的單元體上,最大剪應力為已知拉應力為σ)

7. 兩根細長壓桿,截面大小相等,形狀一為正方形,另一為圓形,其它條件均相同,則截面為的柔度大,為的臨界力大。

8. 已知空間應力狀態的三個主應力分別為10mpa,-60mpa,20mpa,請按,,的順序重新排列上述三個應力數值

三計算題

1、圖示圓截面鋼桿,直徑d = 24 mm,材料的彈性模量e = 200 gpa,比例極限p = 200 mpa。求可用尤拉公式計算臨界應力的最小長度l。

解:由柔度公式:

當 > p時,可用尤拉公式

2、用解析法求圖示微體的三個主應力1、2和3並求微體沿垂直於紙面方向(z方向)的正應變z。已知材料的彈性模量e = 200 gpa,泊松比 = 0.3。

= 10 28.28 mpa

.3、畫圖示梁的剪力圖和彎矩圖(支反力已給出)。

還要進行數值計算

4、圖示結構中,1、2和3杆的拉壓剛度均為ea。求各桿的軸力。

變形協調方程:l3cos = l1

物理方程:

l1cos = l3

補充方程:fn1 = fn3cos2

平衡方程:fn1 = fn2

2fn1cos + fn3 = f

5、圖示圓截面鋼桿,承受軸向載荷f1、橫向載荷f2與矩為m1的扭力偶作用,用第四強度理論校核杆的強度。已知載荷f1 = 80 kn,f2 = 4 kn,m1 = 2 knm,杆徑d = 80 mm,桿長l = 0.8 m,許用應力 = 160 mpa。

= 15.915 + 63.662 = 79.577 mpa

6、圖示剛架各桿的彎曲剛度ei皆相等。求a截面的鉛垂位移a。

1. m(x1) = fx1,

m(x2) = fa

27.圖示鋼質圓杆,d=40mm,,,p1=12kn,p2=0.8kn,σs=240mpa,安全係數n=2。試用第三強度理論校核強度

解:1.ab杆受外力向形心簡化

2.作ab杆的內力圖

危險截面是a截面,其軸力、扭矩和彎矩分別為;

3.強度計算

該處橫截面上危險點的應力為

由第三強度理論的強度條件,有

桿件acb滿足強度條件。

8.具有中間鉸的兩端固支梁,已知q、ei、。用能量法求梁的支反力,並繪出梁的q圖和m圖。

解:(1)用能量法求梁的支反力

ac段受力後在c點的位移

bc段受力後在c點的位移

由協調條件有

即:解之得:

求a、b處的支反力略。;;;。

9、圖中的1、2杆材料相同,均為園截面壓桿,若使兩桿在大柔度時的臨界應力相等,試求兩桿的直徑之比d1/d2,以及臨界力之比。並指出哪根杆的穩定性較好。

解:由即:;

又: ;

10、皮帶傳動軸由電機帶動而勻速轉動時,尺寸和受力如圖所示,皮帶輪重g=1kn,直徑d=1200mm,軸的[σ]=50mpa,,t=6kn,t=3kn。試用第四強度理論確定傳動軸的直徑。

1.外力分析

皮帶輪軸受力如圖:

p=t+t-g= 6+3-1=8kn

na = nb = 4 (kn)

2.作內力圖,判斷危險截面

危險截面在中間c處,其

3.強度計算

圓軸彎扭組合變形,第四強度理論的強度條件:

=(m)取

11、作圖

作圖示梁的剪力圖和彎矩圖。

還要進行數值計算

12. 鋼製封閉圓筒,在最大內壓作用下測得圓筒表面任一點的。已知gpa,,mpa,試按第三強度理論校核圓筒的強度。

解mpa<

故安全。

13、試求圖示t形截面鑄鐵梁的最大拉應力和最大壓應力。

解: 最大壓應力在截面下邊緣

最大拉應力在截面下邊緣

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