材料力學思考題

2022-09-10 14:03:08 字數 4553 閱讀 1291

第一章1-1結合工程實際或日常生活例項說明構件的強度、剛度和穩定性概念。

1-2 什麼是內力?怎樣用截面法求內力?

1-3 什麼是應力?為什麼要研究應力?內力和應力有何區別和聯絡?

1-4 試求圖1-8所示兩單元體的剪應變。

第二章2-1 什麼是平面假設?建立該假設的根據是什麼?它在推證應力公式中起什麼作用?

2-2 桿內的最大正應力是否一定發生在軸力最大的截面上?

2-3何謂虎克定律?它有幾種表達形式?它的應用條件是什麼?

2-4 若杆的總變形為零,則杆內任一點的應力、應變和位移是否也為零?為什麼?

2-5 低碳鋼和鑄鐵在拉伸和壓縮時失效形式有何不同?說明其原因。

2-6 如何判斷材料的強度、剛度和塑性的大或小?

第三章3-1 何謂擠壓?它和軸向壓縮有何不同?

3-2 剪下實用計算和擠壓使用計算使用了那些假設?為什麼採用這些假設?

第四章4-1傳動軸的外力偶矩和功率、轉速有何關係?減速箱中轉速高的軸和轉速低的軸哪個直徑大?為什麼?

4-2 扭矩和剪應力之間有何關係?圖4-35所示圓軸的橫截面那些圖的剪力分布是正確的?

4-3 外徑為d,內徑為d的空心圓軸,其,對否?

4-4對等直圓軸、階梯軸、實心圓軸和空心圓軸扭轉時,如何選取危險截面和危險點?

4-5為什麼條件相同的受扭空心圓軸比實心圓軸的強度和剛度大?

第五章5-1 何謂平面彎曲、對稱彎曲?

5-2 「梁上所在的截面上剪力一定等於零」,對嗎?為什麼?

5-3 在寫剪力方程和彎矩方程時,函式的定義域在什麼情況下是開區間、什麼情況下是閉區間?

5-4 截面上的剪力等於截面一側梁上所有外力在梁軸的垂線(y軸)上投影的代數和,是否說明該截面的剪力與其另一側梁上的外力無關?

5-5 根據內力微分關係,可以知道,在q=0的截面上m有極值。為什麼在均布載荷作用的懸臂梁(圖5-11c)的自由端a截面上的q和m均等於零?

第六章6-1 什麼是純彎曲、橫力彎曲、平面彎曲和對稱彎曲?梁發生這些彎曲的條件是什麼?

6-2 橫力彎曲必須滿足什麼條件才能用純彎曲正應力公式來計算梁的正應力?

6-3 截面形狀及尺寸完全相同的一根鋼梁和木樑,如果所受外力也相同,其內力圖是否也相同?它們橫截面上的正應力是否相同?梁上對應點的縱向應變是否相同?

6-4 將直徑為d的圓截面木樑鋸成矩形截面梁,如圖6-36所示。欲使該矩形截面梁的彎曲強度和彎曲剛度最好,截面的高寬比h/b為多少?

第七章7-1兩梁的尺寸、支承及所受載荷完全相同,一根為鋼梁,一根為木梁,且,試求(1)兩梁中最大應力之比;(2)兩梁中的最大撓度之比。

7-2 已知等直樑的撓曲線方程,試分析梁的載荷及支承情況,並畫出其簡圖。

7-3梁的撓曲線近似微分方程的應用條件是什麼?

7-4 如何用疊加法迅速求出圖7-32所示樑中點的撓度?

7-5 三根簡支梁都是樑中點受集中力p作用時。若三根梁的跨度之比為1:2:3,其餘條件均相同,這三根梁最大撓度之間的比例關係是多少?

7-6 工程中為什麼採用魚腹式大樑和階梯軸?這樣做的結果是使梁的撓度減小了還是增加了?

第八章8-1 何謂單向、二向及三向應力狀態?判斷是幾向應力狀態的依據是什麼?

8-2 圖8-37中,沿杆軸線成斜截面取單元體,次單元體的應力狀態如圖8-38所示,次單元體是否為二向應力狀態?

8-3 單元體最大正應力作用的面上,剪應力是否恒為零?而最大剪應力作用的面上,正應力是否恒為零?

8-12 受力構件某點處,在正應力為零的方向上線應變是否一定為零?線應變為零的方向上的正應力是否一定為零?

8-4 比能公式是怎樣得到的?式中是否為僅由單獨作用產生的應變?

8-5 試用莫爾理論的觀點來說明鑄鐵在單向壓縮時,強度失效的面不與軸線成45度角的現象。

8-6 冬天自來水結冰時,會因受內壓而脹破。顯然,水管中的冰也受到同樣的反作用力,為何冰不破而水管破壞?

第九章9-1試分析圖9-31(a)和(b)中杆ab、bc和cd分別是那幾種基本變形的組合。

9-2 何謂平面彎曲?平面彎曲與斜彎曲有何區別?如何把斜彎曲簡化為兩個平面彎曲?

9-3 矩形截面的懸臂梁承受載荷p的作用,力p的方向如圖9-33所示。對於任意的n-n截面,是否可用下式計算該截面上任一點的應力

式中m=px---------n-n截面的彎矩

所求應力的c點到向量m的距離

i-------截面對向量m重合的軸的慣性矩若不能利用上式計算,試說明其原因。假若截面為正方形或圓形呢?

9-4 直徑為d的圓截面懸臂梁承受外力p1和p2的作用如圖9-34所示。其危險點應力可否用下式計算?為什麼?若不能?應怎樣計算?

9-5 寬度為a的矩形截面杆,杆的中段高度為2a,左、右段高度為3a(圖9-35),在杆的兩端受到三角形分布的拉力作用。(1)試問中段和左右段各為何種變形形式?(2)指出1-1和2-2截面的應力分布有何不同。

(3)寫出這兩個截面上最大應力的表示式。

9-6 圖9-36(a)和(b)兩桿截面相同,外力p皆作用在杆的縱向對稱麵內。試問:(1)兩桿各屬於何種組合變形問題?

(2)比較兩桿的受力及內力情況,說明拉彎組合與偏心拉(壓)有和異同。

9-7圓軸彎扭組合變形時,為什麼為什麼可以在求出合成彎矩以後,根據平面彎曲的正應力公式計算彎曲的最大正應力?

9-8 對於承受彎扭組合的桿件,如何進行應力分析?為什麼在進行彎扭組合變形時的強度計算要用強度理論?

9-9圓截面梁如圖9-37所示,若梁同時承受軸向拉力p、橫向力q和扭轉力偶矩的作用,試指出:(1)危險截面、危險點的位置;(2)危險點的應力狀態;(3)下面兩個強度條件式哪乙個是正確的?

9-10 圓軸在互相垂直的兩個平面內彎曲時,怎樣根據這兩個平面內的彎矩圖合成彎矩圖?合成彎矩是否都作用在同一縱向平面內?

9-11 圓軸受力9-38所示。證明不論p1、p2、p3、p4為何值,ac和db段合成彎矩圖總是斜直線;而cd段的合成彎矩圖總是下凹的曲線,從而哭直接判定危險截面必定是c截面或d截面。

第十章10-1 當桿件同時受軸力n、扭矩t和彎矩m的作用時,為什麼可以把桿件的應變能寫成如下形式:

這是否使用了疊加原理?

10-2 一等截面簡支梁,在p1作用下的撓度如圖10-38(a)所示,在p2作用下的撓度如圖10-38(b)所示。問該梁在p1、p2共同作用下的應變能是什麼?

10-3 剛架受力如圖10-41所示,已知應變能為u,問是否為c點的總位移?

10-4 由位移互等定理,若是單位力引起的位移,是單位力偶引起的位移,則和具有不同的量綱。為什麼?

10-5 用莫爾定理求位移時,如果所求的結果為正,這就說明所求位移方向與單位力作用方向相同;反之,則相反。這是為什麼?

第十一章

11-1 超靜定結構的多餘約束是什麼意思?從多餘約束處能提供什麼條件?

11-2 力法正則方程的物理意義是什麼?是否可以說明力法的實質是疊加法?為什麼?

11-3 試說明力法正則方程中的自由項和柔度係數的物理意義。

第十二章

12-1 什麼是衝擊問題?為什麼用動靜法求解?

12-2 受衝擊構件中的動應力是否保持不變?

12-3 載人飛船從地面發射公升空時,太空人是躺在船艙內而不是站著或坐著,為什麼?

12-4 以勻角速度旋轉的飛輪,增大壁厚和寬度對其強度並不起作用,為什麼?如何才能防止飛輪破裂飛散?

12-5 為什麼乙個系統只有乙個動荷係數?

12-6 圖12-22所示為一折杆abc,一重為q的重物以水平速度v衝擊c點,在求動荷係數的靜位移時,應去哪一點的何種位移?q如何加到結構上?

12-7圖12-23所示為一懸臂梁ac,受到重物q的自由下落衝擊(衝擊高度為h),

欲求b點的動應力,則動荷係數中的靜位移應取哪一點的靜撓度?

第十三章

13-1 疲勞失效的原因是什麼?為什麼承受交變應力作用的塑性材料會發生脆性斷裂?

13-2 為什麼疲勞斷裂前並無明顯的徵兆?疲勞斷口出現光滑區和粗糙區的原因是什麼?

13-3 迴圈特徵r的取值範圍是什麼?一種應力迴圈對應乙個r值,如何理解脈動迴圈卻有兩個r值(r=0,-)?

13-4 如何由材料的持久極限曲線得到構件的持久極限曲線?

第十四章

14-1 兩端為球鉸支承的壓桿,其橫截面如圖14-24所示,試問當壓杆失穩時,其橫截面將繞哪一根軸轉動?

14-2 什麼是大柔度杆?為什麼尤拉公式只適用與大柔度杆?尤拉公式的適用範圍是如何得出的?

14-3大柔度杆是否不存在強度問題?

14-4圖14-25所示為一三鉸支座的細長壓桿。試用變形模擬法求解其臨界壓力,如果將壓桿該為ab和bc兩個壓桿,中間用鉸鏈b連線,其臨界壓力將是多少?

14-5要保證壓桿在兩個不同的縱向平面內的穩定性相等,必須保證兩方向的----相等。

14-6兩端為球鉸支座的壓桿,最合理的截面形狀為---------等。

14-7 大柔度壓桿失效屬於------失效,中柔度壓桿失效屬於------失效,

小柔度壓桿失效屬於------失效。

14-8 如果壓桿有區域性削弱,在穩定計算中是否考慮其影響?在強度計算中是否考慮其影響?為什麼?

14-9 試證明:所有幾何相似(全部線尺寸成比例),且材料和端部支承都相同的壓桿,其臨界壓力相等。

附錄 i-1 已知圖i-20所示的三角形的。軸與y軸平行,用平行軸移軸公式求得,結果是否正確?

i-2 設圓形、正方形和矩形(h=2b)的面積相等,試求其形心住慣性矩之比。

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一 填空 1.提供材料彈性比功的途徑有二,提高材料的或降低 2.退火態和高溫回火態的金屬都有包申格效應,因此包申格效應是 具有的普遍現象。3.材料的斷裂過程大都包括裂紋的形成與擴充套件兩個階段,根據斷裂過程材料的巨集觀塑性變形過程,可以將斷裂分為與按照晶體材料斷裂時裂紋擴充套件的途徑,分為和按照微觀...