材料力學(xué)作業(yè)題集(學(xué)院)

1、 臺 州 學(xué) 院材料力學(xué)作業(yè)題集 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號：任課教師：前 言材料力學(xué)是變形體力學(xué)的入門課程，是土木工程專業(yè)學(xué)生必修的技術(shù)基礎(chǔ)課。要求學(xué)生明確從幾何、物理和靜力平衡三個方面分析桿件力學(xué)問題的基本思路，掌握桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的基本概念；培養(yǎng)學(xué)生具備必要的基礎(chǔ)理論知識，比較熟練的計算能力、一定的分析能力和實驗?zāi)芰?，為學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)等后續(xù)課程提供必要的基礎(chǔ)。為此，為配合課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，建筑工程學(xué)院材料力學(xué)課程組特按教材章節(jié)編寫了此作業(yè)題集，各章包括作圖題，簡答題，計算題，綜合題等題型，重點考查學(xué)生對基本概念，基本原理，基本方法的理解和掌握，訓(xùn)練學(xué)生的計

2、算能力，建模能力以及思維能力。 建筑工程學(xué)院材料力學(xué)課程組 2013年6月材料力學(xué)作業(yè)題集 軸向拉壓 一、試作出圖示各桿的軸力圖。150N50N200N100N50kN10kNP4=60kNP1=20kNP3=30kNP3=10kN二、圖示結(jié)構(gòu)中，1、2兩桿的橫截面直徑分別為15mm和20mm，試求兩桿的應(yīng)力。設(shè)兩根橫梁皆為剛體。15kN三、圖示結(jié)構(gòu)中，為剛體，1、2桿的抗拉（壓）剛度分別為，2。試求兩桿的軸力。四、在圖示簡易吊車中，為鋼桿，為木桿。木桿的橫截面面積，許用應(yīng)力；鋼桿的橫截面面積，許用應(yīng)力。試求許可吊重。ABC4mmm3mm五、圖示結(jié)構(gòu)中，BC由一束直徑為2mm的鋼絲組成，若鋼絲

3、的許用應(yīng)力為，q=20kN/m，AC桿長4m。試求BC需由多少根鋼絲組成。六、結(jié)構(gòu)尺寸及受力如圖所示，AB可視為剛體，CD為圓截面鋼桿，直徑為D=30mm，材料為Q235鋼，許用應(yīng)力為MPa，求許可載荷。七、桁架的尺寸及受力如圖所示，若F=200kN，桿的橫截面面積A=4000mm2，試求桿的應(yīng)力。八、圖示桁架結(jié)構(gòu)，桿AC由兩根L63×10 等邊角鋼組成，桿CD由兩根L75×10等邊角鋼組成，已知：L63×10 的橫截面為11.657cm2，L75×10的橫截面積為14.126cm2，s=150MPa。請校核桿AC和桿CD的強(qiáng)度。ABDC220kN220

4、kN4m4m4m4m九、圖示支架中的三根桿件材料相同，桿1的橫截面面積為150mm2，桿2的橫截面面積為200mm2，桿3的橫截面面積為300mm2。若F=20kN，試求各桿內(nèi)的應(yīng)力。十、在低碳鋼拉伸實驗用的力與變形曲線及應(yīng)力應(yīng)變曲線中分別標(biāo)出、和、，并回答在曲線中的、是否是構(gòu)件中的真實應(yīng)力，如果不是請另繪出強(qiáng)化階段與頸縮階段真實應(yīng)力曲線的大致形狀。 第14頁共42頁材料力學(xué)作業(yè)題集 扭轉(zhuǎn) 一、作圖示桿的扭矩圖5kN·m2kN·m3kN·m5.50.5113單位N·mm2l10kN.m45kN.m30kN.m5kN.m二、已知傳動軸為鋼制實心軸，最大扭矩

5、MT7kNm，材料的許可切應(yīng)力t30MPa，切變模量G80GPa，許可扭角q0.2°/m，試按強(qiáng)度條件和剛度條件設(shè)計軸徑d。四、已知圓軸受外力偶矩m5kN·m，材料的許可切應(yīng)力t80MPa。（1）試設(shè)計實心圓軸的直徑D1；（2）若該軸改為a=d/D=0.9的空心圓軸，試設(shè)計空心圓軸的內(nèi)、外徑d2 、D2。五、圖示傳動軸，軸的直徑D80 mm，在截面A、B、C、三處輸入或輸出的功率分別為PA150 kW、PB90 kW、PC60 kW，軸的轉(zhuǎn)速n100 r/min，材料的許用切應(yīng)力t60 MPa。試校核軸的強(qiáng)度。MeBMeAMeCACB六、圖示階梯形圓軸，已知圓軸直徑d2=1

6、.5d1，若使兩段內(nèi)單位長度的扭轉(zhuǎn)角相等，則Me2/ Me1的比值為多少？材料力學(xué)作業(yè)題集 剪切與擠壓 一、 何為剪切？剪切的性質(zhì)？二、沖床的最大沖力為300kN，被剪鋼板的剪切極限應(yīng)力，沖頭材料的，試求在最大沖力作用下所能沖剪的圓孔的最小直徑和板的最大厚度。三、在厚度的鋼板上，沖出一個形狀如圖所示的孔，鋼板剪切時的剪切極限應(yīng)力，求沖床所需的沖力。四、 圖示接頭，由兩塊鋼板用四個直徑相同的鋼鉚釘連接而成。已知荷載F=100kN，板寬b=100mm，板厚d=12mm，鉚釘直徑d=16mm，許用切應(yīng)力t=100MPa，許用擠壓應(yīng)力sbs=300MPa，請校核連接的強(qiáng)度。五、圖示螺釘在拉力作用下。已

7、知材料的剪切許用應(yīng)力和拉伸許用應(yīng)力之間的關(guān)系為：，試求螺釘直徑與釘頭高度的合理比值。材料力學(xué)作業(yè)題集 平面圖形的幾何性質(zhì) 一、求圖示圖形形心的位置。二、計算半圓形對形心軸的慣性矩。三、試確定圖示平面圖形的形心主慣性軸的位置，并求形心主慣性矩。材料力學(xué)作業(yè)題集 彎曲內(nèi)力1 一、試求圖示各梁中截面1-1、2-2、3-3上的剪力和彎矩，這些截面無限接近于截面或截面。設(shè)、均為已知。2qa2二、作出圖示各梁的剪力圖與彎矩圖，并指出與。2qa20kN/m2110kN·m三、已知簡支梁的彎矩圖如圖所示，試作該梁的剪力圖和載荷圖。1m1m1m10kN·m四、簡支梁的剪力圖如圖所示，已知梁上

8、沒有集中力偶作用，試作該梁的彎矩圖和載荷圖。2m1m1m5kN5kN五、試作出圖示平面剛架的內(nèi)力圖（、）。30kN10kN/m1m1m2m第36頁共42頁材料力學(xué)作業(yè)題集 彎曲內(nèi)力2 一、把直徑的鋼絲繞在直徑的輪緣上，已知材料的彈性模量，試求鋼絲內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力。二、簡支梁受均布載荷如圖所示。若分別采用橫截面面積相等的實心和空心圓截面，且，。試分別計算它們的最大彎曲正應(yīng)力，并問空心截面比實心截面的最大彎曲正應(yīng)力減少了百分之幾。3kN/m4m三、鑄鐵梁的載荷及橫截面尺寸如圖所示。許用拉應(yīng)力，許用壓應(yīng)力。試按正應(yīng)力強(qiáng)度條件校核該梁的強(qiáng)度。若載荷不變，但將T形梁倒置，即成為形，是否合理？何故？2m

9、2m2m2020四、由三根木條膠合而成的懸臂梁截面尺寸如圖所示，跨度l=2m。若膠合面上的許用切應(yīng)力，木材的許用彎曲正應(yīng)力，許用切應(yīng)力，試求許可載荷。2050五、試計算圖示矩形截面簡支梁的11截面上點的切應(yīng)力及該截面上的最大切應(yīng)力。20100 材料力學(xué)作業(yè)題集 彎曲內(nèi)力 六、試判斷圖示各截面的切應(yīng)力流的方向和彎曲中心的大致位置。設(shè)剪力鉛垂向下。七、圖示為一用鋼板加固的木梁。已知木材的彈性模量，鋼的彈性模量，若木梁與鋼板不能相互滑動，試求木材與鋼板中的最大正應(yīng)力。（此題為選做題）材料力學(xué)作業(yè)題集 彎曲變形 一、寫出圖示各梁的定解條件。圖中桿的抗拉剛度為，圖中彈性支座處彈簧的剛度為。梁的

10、抗彎剛度均為常量。二、用疊加法求圖示簡支梁端截面轉(zhuǎn)角和，跨度中點的撓度，設(shè)為常數(shù)。三、用疊加法求圖示懸臂梁自由端截面的撓度和轉(zhuǎn)角，梁的抗彎剛度為。四、已知梁的抗彎剛度為，試求中間鉸鏈左、右兩截面的相對轉(zhuǎn)角。五、圖示薄鋼片長度l=1000mm，厚度t=1mm，在Me作用下兩端橫截面的相對轉(zhuǎn)角，已知材料的E=206GPa。試求鋼片內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力。     六、一端固定的板條截面尺寸為，將它彎成半圓形。求力偶矩及最大正應(yīng)力的數(shù)值。設(shè)。試問這種情況下，能否用計算應(yīng)力？能否用計算變形？何故？（選做）材料力學(xué)作業(yè)題集 應(yīng)力分析 一、在圖示應(yīng)力狀態(tài)中，試

11、用解析法和圖解法求出指定截面上的應(yīng)力及其主應(yīng)力并畫主單元體（應(yīng)力單位為）。3020二、矩形截面細(xì)長懸臂梁如圖所示。（1）試求A、B、C三點的應(yīng)力；（2）用單元體分別表示這三點的應(yīng)力狀態(tài)。三、試求圖示應(yīng)力狀態(tài)的主應(yīng)力及最大切應(yīng)力。應(yīng)力單位為。8040四、懸臂梁右邊部分作用有未知的分布力，現(xiàn)測得距自由端處的中性層上點與軸線成方向的線應(yīng)變（）。材料的彈性模量，泊松比，。試求分布力的合力大小及方向。五、已知受力構(gòu)件表面某點處沿三個方向的線應(yīng)變?yōu)椋海?。材料的彈性模量，泊松比，試求該點的主應(yīng)力。材料力學(xué)作業(yè)題集 強(qiáng)度理論 一、從低碳鋼零件中某點取出一單元體，其應(yīng)力狀態(tài)如圖所示，試按第三和第四強(qiáng)度理論計算單

12、元體的相當(dāng)應(yīng)力。圖中應(yīng)力單位是。 (1)、, (2)、,二、上題中若材料為鑄鐵，試按第一和第二強(qiáng)度理論計算單元體的相當(dāng)應(yīng)力。圖中應(yīng)力單位是，泊松比。三、懸臂木梁由兩個尺寸完全相同的正方形截面的木梁疊合而成，在右端用兩個螺栓聯(lián)結(jié)為一個整體梁。在梁上作用集中力F。已知螺栓的許用切應(yīng)力為，梁的尺寸如下圖所示，求螺栓的最小直徑。Faaal四、圖示簡支梁選用25a工字鋼，受力及尺寸如圖。已知鋼材的彈性模量，許用應(yīng)力，梁的容許撓度為。試對此梁進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。1m1m五、平面直角折桿在C端受到鉛直力P作用，如圖所示。材料的=160MPa。若P =10kN，l =2m，a = 1.2m。試根據(jù)第四強(qiáng)度理論設(shè)計軸AB的直徑d。ladABCP六、下圖示圓軸直徑d=15mm，受彎矩My與扭矩Mx共同作用。測得軸表面上點A沿軸線方向的線應(yīng)變，點B沿與軸線成45o方向的線應(yīng)變，E=210GPa，MPa。試求My與Mx，并用第四強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度。 材料力學(xué)作業(yè)題集 組合變形與能量理論 一、計算圖示各桿的變形能。設(shè)