長沙理工大學(xué)材料力學(xué)練習(xí)冊答案更詳細(xì)

長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院材料力學(xué)分析與思考題集第一章緒論和基本概念一、選擇題1關(guān)于確定截面內(nèi)力的截面法的適用范圍，有下列四種說法【D適用于不論等截面或變截面、直桿或曲桿、基本變形或組合變形、橫截面或任意截面的普通情況。2關(guān)于下列結(jié)論的正確性【C1同一截面上正應(yīng)力必須相互垂直3同一截與剪應(yīng)力面上各點的剪應(yīng)力必相互平行。】3下列結(jié)論中那個是正確的【B若物體各點均無位移，則該物體必定無變形】4根據(jù)各向同性假設(shè)，可認(rèn)為構(gòu)件的下列量中的某一種量在各方向都相同【B材料的彈性常數(shù)】5根據(jù)均勻性假設(shè)，可認(rèn)為構(gòu)件的下列量中的某個量在各點處都相同【C材料的彈性常數(shù)】6關(guān)于下列結(jié)論【C1應(yīng)變分為線應(yīng)變和切應(yīng)變2應(yīng)變?yōu)闊o量綱量3若物體的各部分均無變形，則物體內(nèi)各點的應(yīng)變均為零】7單元體受力后，變形如圖虛線所示，則切應(yīng)變?yōu)椤綛2】2、填空題1根據(jù)材料的主要性能作如下三個基本假設(shè)連續(xù)性假設(shè)，均勻性假設(shè)和各向同性假設(shè)。2構(gòu)件的承載能力包括強度、剛度和穩(wěn)定性三個方面。3圖示結(jié)構(gòu)中，桿1發(fā)生軸向拉伸變形，桿2發(fā)生軸向壓縮變形，桿3發(fā)生彎曲變形。4圖示為構(gòu)件內(nèi)A點處取出的單元體，構(gòu)件受力后單元體的位置為虛線表示，則稱為A點沿X方向的線應(yīng)變，為【A點沿Y方向的線應(yīng)變】，為【ADU/DYV/21A在XY平面內(nèi)的角應(yīng)變】。5認(rèn)為固體在其整個幾何空間內(nèi)無間隙地充滿了物質(zhì)，這樣的假設(shè)稱為連續(xù)性假設(shè)。根據(jù)這一假設(shè)，構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變和位移就可以用坐標(biāo)的連續(xù)性函數(shù)來表示。6在拉（壓）桿斜截面上某點處分布內(nèi)力集度稱為應(yīng)力或全應(yīng)力），它沿著截面法線方向的分量稱為正應(yīng)力，而沿截面切線方向的分量稱為切應(yīng)力。第二章桿件的內(nèi)力分析1、選擇題1單位寬度的薄壁圓環(huán)受力如圖所示，P為徑向壓強，其NN截面上的內(nèi)力有四個答案NF【B】2/D2梁的內(nèi)力符號與坐標(biāo)系的關(guān)系是【B剪力、彎矩符號與坐標(biāo)系無關(guān)】3梁的受載情況對于中央截面為反對稱（如圖）。設(shè)表示梁中央截面CSMQAF和,2/上的剪力和彎矩，則下列結(jié)論中哪個是正確的【B】0SC長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院4若梁的受力情況對于梁的中央截面為反對稱（如圖），則下列結(jié)論中哪個是正確的【D】彎矩為零圖反對稱，中央截面上圖對稱，MFS5圖示帶中間鉸的連續(xù)梁，AB和BC部分的內(nèi)力情況有四種答案【D】不為零為零，、NS6懸臂梁受載如圖，彎矩圖有三種答案圖（A）、圖（B），圖（C）?！綜】7圖示受載梁，截面C左、右兩側(cè)的內(nèi)力有四種答案【B】不同相同，、MFSN8簡支梁承受分布載荷，取坐標(biāo)系如圖，則M、Q間的微分關(guān)系有四種答案【BSF】SSFDXMQDXF/,/9圖示梁中當(dāng)力偶M的位置改變時，有下列結(jié)論【B】圖改變圖不變，只S10多跨靜定梁受載情況如圖。設(shè)分別表示截面A處彎矩和剪力的絕對值，則下SA、列結(jié)論中那個是正確的【B值越大，則也越大】LM11多跨靜定梁的兩種受載情況（1）和2如圖。下列結(jié)論中那個是正確的【D兩種的圖相同，M圖不同】SF2、填空題1簡支梁某一段受均布載荷時，最大的彎矩在分布載荷的合力作用點處。這只對受力對稱，分布載荷的情況是正確的，而對受力不對稱分布載荷的情況則是錯誤的。2圖示梁受分布力偶作用，其值沿軸線按線性規(guī)律分布，則B端支反力恒為，彎矩2/0M圖為二次曲線，發(fā)生在處。MAX2/L第三章截面圖形的幾何性質(zhì)1、選擇題1、由慣性矩的平行移軸公式，的答案有四種【C】2ZI32BHIZ2、矩形截面，C為形心，陰影面積對,其余部分面積對ZC軸的靜矩為,AZSBZS與之間的關(guān)系有四種答案【D】AZSZZBZS3、已知平面圖形的形心為C，面積為A，對Z軸的慣性矩為，則圖形對軸的慣性矩ZI1Z有四種答案【D】ABIZ21長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院4、對于矩形ABCD中各軸有四種判斷答案【C不是主軸】21Y、5、O為直角三角形ABD斜邊上的中點，Y、Z軸為過中點O且分別平行于兩條直角邊的兩根軸，關(guān)于慣性積和慣性矩有四種答案【C】0YZI6、Y軸上、下兩部分圖形面積相等，軸通過O點，關(guān)于軸有四種答案【C不是主11軸】7、平面圖形對一組相互平行軸的慣性矩中，對形心軸的慣性矩有四種答案【B最小】2、填空題1已知為形心軸，則截面對軸的靜矩0，軸上下兩側(cè)圖形對軸的靜矩CZCZZCSCZ（上）與（下）的關(guān)系是（上）（下）。2S2圖示4,12/331BHIBHIXXX則軸，已知三角形軸3任意平面圖形至少有一對形心主慣性軸，等邊三角形有無窮多對形心主慣性軸。第四章桿件的應(yīng)力與強度計算1、選擇題1低碳鋼試件拉伸時，其橫截面上的應(yīng)力公式【D在試件拉斷前都試用】AFN/2等截面直桿受力F作用發(fā)生拉伸變形。已知橫截面面積為A，則橫截面上的正應(yīng)力和斜截面上的正應(yīng)力分別為【AO452/,3拉（壓）桿應(yīng)力公式的應(yīng)用條件是【B外力合力作用線必須沿著桿的軸線】AN/4低碳鋼拉伸經(jīng)過冷作硬化后，以下四種指標(biāo)中哪種得到提高【B比例極限】5脆性材料具有以下哪種力學(xué)性質(zhì)【B壓縮強度極限比拉伸強度極限大得多】6當(dāng)?shù)吞间撛嚰膶嶒瀾?yīng)力時，試件將【D產(chǎn)生很大的塑性變形】S7伸長率（延伸率）公式中指的是什么，有以下四種答案【D斷10/1L1L裂后實驗段的長度】8圖示結(jié)構(gòu)中二桿的材料相同，橫截面面積分別為A和2A,該結(jié)構(gòu)的許可載荷有四種答案【B】2AFN9在A、B兩點連接繩索ACB，繩索上懸掛重物P，如圖。點A、B的距離保持不變，繩索的許用應(yīng)力。試問當(dāng)角取何值時，繩索的用料最省有四種答案【C】AO4510結(jié)構(gòu)如圖，載荷F可在橫梁（剛性桿）DE上自由移動。桿1和桿2的橫截面積均為長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院A，許用應(yīng)力均為（拉、壓相同）。求載荷F的最大許可值。有四種答案【B】3/211切應(yīng)力互等定理適用情況有下列四種答案【D空間任意應(yīng)力狀態(tài)】12圖示鉚釘連接，鉚釘?shù)臄D壓應(yīng)力是【B】BS2/DT13圖示A和B的直徑都為D，則兩者中最大切應(yīng)力為【B】/42DAPB14圖示兩木桿（）連接接頭，承受軸向拉力作用?！綝44為擠壓面】和I15對于受扭的圓軸，關(guān)于如下結(jié)論【C2在橫截面上和包含桿件軸線的縱橫截斷面上均無正應(yīng)力3圓軸內(nèi)最大拉應(yīng)力的值和最大切應(yīng)力的值相等】16軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力公式適用于如下截面軸，有四種答案【C圓形截面軸】PPIT/17公式對圖示四種橫截面桿受扭時，適用的截面有四種答案（注除（DPPI/外）其余為空心截面）【A】18內(nèi)徑與外徑的比值為的空心圓軸，兩端承受力偶發(fā)生扭轉(zhuǎn)。設(shè)四根軸分別DA/A為0、05、06和08，但橫截面面積相等，其承載能力最大的軸有四種答案【D】8A19在圖示受扭圓軸橫截面上的切應(yīng)力分布圖中【D】20圖示圓桿，材料為鑄鐵，兩端受力如圖，桿的破壞截面有四種答案【B沿螺旋面11破壞】21建立圓軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式時，“平面假設(shè)”起到的作用有下列四種答案PPIT/【B“平面假設(shè)”給出了圓軸扭轉(zhuǎn)時的變形規(guī)律；】22建立圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力公式時，沒有直接用到的關(guān)系式，現(xiàn)有四種答案【CPPI/切應(yīng)力互等定理】23任意截面形狀的等直梁在彈性純彎曲條件下，中性軸的位置問題有四種答案【B通過橫截面的形心】24受力情況相同的三種等截面梁，它們分別由整塊材料或兩塊材料并列或兩塊材料疊合（未粘接）組成，如圖（1）、（2）、（3）所示。采用、分別表示這三種1MAX2AX3MAX梁中橫截面上的最大正應(yīng)力，則下列結(jié)論中那個正確的【BFCRB，F(xiàn)CRCFCRD；（C）FCRAFCRB，F(xiàn)CRCFCRD；（D）FCRA；（B）；（D）DABDAB（C），；（D），。二、填空題1、圖示均質(zhì)等截面鋼桿AB，繞Y軸以等角速度旋轉(zhuǎn)時，最大應(yīng)力發(fā)生在B截面；最小應(yīng)力發(fā)生在A截面。L/2題1圖L/2CYABPHL/2ABCDLL/3題2圖2、重為P的物體自由下落沖擊于梁上時，其動荷系數(shù)為。其中靜位移一項，指的是梁上C點沿鉛垂方向的線位移。3、圖示梁在突加載荷作用下其最大彎矩。DMAXMLPC2L/3AB解答突加載荷1DSTHKA4PLQMAXMAX021394HDSTSTDSTKPLMLA長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院4、材料相同長度相等的兩桿如圖（A）、（B）所示，圖（A）為等截面圓桿，圖（B）為變截面圓桿，圖（A）桿件承受沖擊荷載的能力強，因為變截面桿等截面桿。三、計算題1、用兩根吊索向上勻加速平行地吊起一根32A的工字鋼（工字鋼單位長度重QST5168N/M，WZ708106M3），加速度A10M/S2，吊索橫截面面積A108104M2，若不計吊索自重，計算吊索的應(yīng)力和工字鋼的最大應(yīng)力。解答1）2）0,210YNDFQ可解得64ND對吊索對工字鋼梁2STA1DSTAQMG45810DMPAAMAXAXAX6628701DZMAW長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院2、桿AB繞鉛垂軸在水平面內(nèi)作勻角速度轉(zhuǎn)動，桿端B有一重量為P的重物，桿橫截面面積為A，抗彎截面系數(shù)為W，許用應(yīng)力為，不計桿自重，試確定桿所允許的最大角速度。解答轉(zhuǎn)動時AB桿為拉伸與彎曲的組合變形，危險截面在A截面，危險點在其上邊緣處。慣性力在危險點處，有3、圖示均質(zhì)桿AB，長為L，重量為P，以等角速度繞鉛垂軸在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，求AB桿內(nèi)的最大軸力，并指明其作用位置。解答當(dāng)時，XL4、圓軸AB，在B端裝有飛輪C，軸與飛輪以角速度作等角速度旋轉(zhuǎn)，飛輪對旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量為J，軸質(zhì)量忽略不計。試求當(dāng)A端被突然制動時，軸內(nèi)的最大切應(yīng)力。設(shè)MAX2DNFLGMPMAXAXAX2AX1DDZZFPLWAGL2DPQALGLA2200XXNPXFDLLGMAX222NDPLLGLA長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院圓軸的抗扭剛度為GIP，抗扭截面系數(shù)為WP。LBCA解答在A段剎車時飛輪損失的動能，而變形能，勢能0PE由能量守恒定理可知即5、材料相同的兩桿，A200MM，A100MM2，重物重量P10N，H100MM，材料彈性模量E200GPA，試用近似動荷系數(shù)公式比較此二桿的沖擊應(yīng)力。1/2DSTKH解答變截面桿等截面桿21KI12LDUMKLU2DPLIGMAXPDPPTLIWA720115DK7496MAXMAX523101504015STDDSTPMEAMPA728143K7496MAXMAX3003118481STDDSTPMEAPAAX15287D長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院6、圖示矩形截面鋼梁，A端是固定鉸支座，B端為彈簧支承。在該梁的中點C處受到重量為P40N的重物，自高度H60MM處自由下落沖擊到梁上。已知彈簧剛度K2532N/MM，鋼彈性模量E210GPA，。求梁內(nèi)最大沖擊應(yīng)力（不計梁的自重）。解答沖擊點7、圖示工字鋼梁右端置于彈簧上，已知，彈簧常4Z130MI3140MZW數(shù)K08KN/MM，梁彈性模量E200GPA，160MPA，重物P自由下落，求許可下落高度H。解答沖擊點3339321480840142524011BSTCWPLEIKMA26198DSTHKAMAXAXMAXAX24086197STZDSTMMPAW33398612485051094STPLEIKMAMAXAX6174STZZMPLMPAW長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院8、自由落體沖擊如圖，沖擊物重為P，離梁頂面的高度為H，梁的跨度為L，矩形截面尺寸為BH，材料的彈性模量為E，求梁的最大撓度。解答其中9、AB梁支承在二懸臂梁的端點，有重P的物體自H高處自由下落在AB梁的中點，三根梁的長度和EI均相同，AB梁的抗彎截面系數(shù)為W，求梁的。DMAX解答沖擊點21DSTHKAMAXMAX36706173324816ABSTAWPLPLEIEI21DSTHKA33,48STPLBIEA3221148DSTHHPLEI33648CCTSTBDSTWLLPLWIEI3MAX2148CDCSTHLKLI長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院10、等截面剛架的抗彎剛度為EI，抗彎截面系數(shù)為W，重物P自由下落時，求剛架內(nèi)最大動應(yīng)力（不計軸力）。DMAX解答沖擊點11、設(shè)重量為P的物體，以速度V水平?jīng)_擊到直角剛架的C點，試求最大動應(yīng)力。已知AB和BC為圓截面桿，直徑均為D，材料的彈性模量為E。CABALVPMAXAX4ABSTZZMPLW3211DSTHEIKPLMAXMAX4TD112200112033MAXAX3421121AASTADSTDDSTDMXMXVDDXPEIPEIPIAPEIHEIHKPAIPAKWAA長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院解答沖擊點12、圖示AB、CD兩梁材料、橫截面均相同，二者互相垂直放置。在重量為P的重物沖擊下，求兩梁最大正應(yīng)力之比和各自吸收的能量之比。LDPLLLABC解答13、圖示重物P從高度H處自由下落到鋼質(zhì)曲拐上，AB段為圓截面，CD段為矩形截面，試按第三強度理論寫出截面A的危險點的相當(dāng)應(yīng)力（自重不計）。1122001203232MAX32AXMAX3324AACSTADCSTSTZDDSTMXMXVDDXPEIPEIPDXIALVKGPALEIWADVPAKPLGEIA24DMAXMAXAX32141214822STCDDCDDSTCDSTABABABDCDDSTCDSTABABMPLKWLVPEIP長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院解答沖擊點故截面A的危險點的相應(yīng)應(yīng)力14、求當(dāng)重量為P的重物自由落下沖擊AB梁時C點的撓度。L/2EIPLABCL/2EAHD解答沖擊點代入可求得。第11章疲勞與斷裂一、選擇題34821CSTDCSTCSTTPLEIHKAAA112222000122000332344146ALLCSTBCABPABAAABCAPABPMXMXTXVDDDXPEIPEIGIIGLLGIPALALEBHDA222223311DCSTRSTKPLAMTPLAWDA33RDRSTK長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院1、圓軸受力如圖，當(dāng)它以等角速度旋轉(zhuǎn)時，其橫截面上危險點的應(yīng)力有四種答案，正確答案是（B）。（A）脈動循環(huán)；（B）對循環(huán)稱；（C）不變的彎曲應(yīng)力；（D）非對稱的循環(huán)。2、受F力作用的圓軸，在范圍內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動，則跨中橫截面上B點的應(yīng)力循環(huán)03有四種答案，正確答案是（B）。（A）對循環(huán)稱；（B）脈動循環(huán)；（C）非脈動循環(huán)；（D）靜荷應(yīng)力。3、在圖示交變應(yīng)力曲線情況下，其平均應(yīng)力、應(yīng)力幅和循環(huán)特征有四種答案，正T確答案是（B）。（MPA）60T01（A）；（B）；M25PA,3A,6RM25PA,3MA,1/6R（C）；（D）。3M解答4、圖示四種交變應(yīng)力，哪一種同時滿足條件和（循環(huán)特征，0RM1，1，1；K（C）1，1，12長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院3、影響梁截面彎曲中心位置的主要因素有四種答案，正確答案是（C）。（A）材料的力學(xué)性質(zhì)；（B）荷載的分布情況；（C）截面的幾何形狀和尺寸；（D）支承條件。4、槽形截面梁受橫向力作用產(chǎn)生平面彎曲時，橫向力F通過彎曲中心是為了得到以下結(jié)果，正確答案是（D）。EF（A）切應(yīng)力沿截面周邊作用；（B）上下翼緣的切應(yīng)力增大；（C）腹板上切應(yīng)力分布均勻；（D）消除截面上分布切應(yīng)力引起的扭轉(zhuǎn)作用；5、懸臂梁端部受集中力F作用（F垂直于軸線），截面形狀及F的方向如圖示四種情況，圖中C為形心。使梁只發(fā)生平面彎曲的是哪種正確答案是（A）。6、圖示懸臂梁的A截面，除有繞中性軸的轉(zhuǎn)動外，還有（C）。（A）下移；（B）只有順針向轉(zhuǎn)動；（C）下移并順針向轉(zhuǎn)動；（D）下移并逆針向轉(zhuǎn)動；7、圖示Z形截面桿一端自由，在自由端作用集中力F，這個桿的變形設(shè)有四種答案，正確答案是（B）。長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院（A）平面彎曲變形；（B）斜彎曲變形；（C）彎扭組合變形；（D）壓彎組合變形。8、開口薄壁管一端自由，自由端受集中力F作用，梁的橫截面和力F作用線如圖所示（C為橫截面形心），該梁的變形形態(tài)有四種答案，正確答案是（D）。（A）平面彎曲；（B）斜彎曲；（C）平面彎曲扭轉(zhuǎn)；（D）斜彎曲扭轉(zhuǎn)。9、懸臂梁的橫截面為等邊角鋼，外力F垂直于梁軸，其作用線與形心軸Y重合，那么該梁所發(fā)生的變形有四種答案，正確答案是（C）。（A）平面彎曲；（B）兩個相互垂直平面（XY面和XZ面）內(nèi)的平面彎曲；（C）扭轉(zhuǎn)和斜彎曲；（D）斜彎曲。二、填空題1、圖示兩薄壁截面扭桿ATABCTDEB長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院（A）桿危險點位于A點，（B）桿危險點位于D點。2、下列截面中，彎曲中心與其形心重和者是（A）（E）。（A）工字形鋼；（B）槽鋼；（C）T字形型鋼；（D）等邊角鋼；（E）Z字形型鋼；3、梁只發(fā)生彎曲，不發(fā)生扭轉(zhuǎn)的條件是使橫向力通過。4、一等邊角鋼懸臂梁。在自由端作用一垂直梁軸的集中力F，其作用位置如圖所示。該梁的變形為正面彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形（彎扭組合變形）。5、試畫出下列各薄壁截面彎曲中心的大致位置。若剪力FS的方向垂直向下，試畫出切應(yīng)力流的方向。6、圖示薄壁截面梁，若剪力FS方向向下，試畫出各截面上切應(yīng)力流的方向；標(biāo)出各截面彎曲中心A點的大致位置。6、等邊角型截面懸臂梁自由端受鉛垂集中力F作用如圖所示，試畫出橫截面上的切應(yīng)力流示意圖。長沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院三、計算題1、圖示兩薄壁桿，它們的截面形狀不同，但壁厚、截面中線的周長、桿的長度及材料均相同，并在兩端承受相同的一對外力偶而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)