工程力學習題冊第五章-答案1895

第五章拉伸和壓縮一、填空題1.軸向拉伸或壓縮的受力特點是作用于桿件兩端的外力__大小相等___和__方向相反___，作用線與__桿件軸線重合_。其變形特點是桿件沿_軸線方向伸長或縮短__。其構(gòu)件特點是_等截面直桿_。2.圖5-1所示各桿件中受拉伸的桿件有_AB、BC、AD、DC_，受壓縮的桿件有_BE、BD__。圖5-13.內(nèi)力是外力作用引起的，不同的__外力__引起不同的內(nèi)力，軸向拉、壓變形時的內(nèi)力稱為_軸力__。剪切變形時的內(nèi)力稱為__剪力__，扭轉(zhuǎn)變形時的內(nèi)力稱為__扭矩__，彎曲變形時的內(nèi)力稱為__剪力與彎矩__。4.構(gòu)件在外力作用下，_單位面積上_的內(nèi)力稱為應力。軸向拉、壓時，由于應力與橫截面__垂直_，故稱為__正應力__；計算公式σ＝FN/A_；單位是__N/㎡__或___Pa__。1MPa＝__10_6N/m2＝_1__N/mm2。5.桿件受拉、壓時的應力，在截面上是__均勻__分布的。6.正應力的正負號規(guī)定與__軸力__相同，__拉伸_時的應力為__拉應力__，符號為正。__壓縮_時的應力為__壓應力_，符號位負。7.為了消除桿件長度的影響，通常以_絕對變形_除以原長得到單位長度上的變形量，稱為__相對變形_，又稱為線應變，用符號ε表示，其表達式是ε＝ΔL/L。8.實驗證明：在桿件軸力不超過某一限度時，桿的絕對變形與_軸力__和__桿長__成正比，而與__橫截面面積__成反比。9.胡克定律的兩種數(shù)學表達式為σεLF＝EΔ＝NLo/EA。E稱為材料的_彈性模量__。它是和衡量材料抵抗_彈性變形_能力的一個指標。10.實驗時通常用__低碳鋼__代表塑性材料，用__灰鑄鐵__代表脆性材料。11.應力變化不大，應變顯著增大，從而產(chǎn)生明顯的___塑性變形___的現(xiàn)象，稱為__屈服___。12.衡量材料強度的兩個重要指標是__屈服極限___和__抗拉強度__。13.采用___退火___的熱處理方法可以消除冷作硬化現(xiàn)象。14.由于鑄鐵等脆性材料的___抗拉強度__很低，因此，不宜作為承拉零件的材料。σ°15.工程上把材料喪失__工作能力__時的應力稱為危險應力或__極限應力___，以符號表示。對σsRm于塑性材料，危險應力為；對于脆性材料，危險應力為。16.材料的危險應力除以一個大于1的系數(shù)n作為材料的__許用應力_，它是構(gòu)件安全工作時允許承第1頁共6頁σ受的__最大應力__。用符號［］n稱為__安全系數(shù)____。17.通常工程材料喪失工作能力的情況是：塑性材料發(fā)生__屈服__現(xiàn)象，脆性材料發(fā)生__斷裂__現(xiàn)象。18.構(gòu)件的強度不夠是指其工作應力___大于___構(gòu)件材料的許用應力。19.拉（壓）桿強度條件可用于解決校核強度、__選擇截面尺寸__和___確定許可載荷_____三類問題。二、判斷題（正確的打“√”，錯誤的打“×”）√1.軸向拉（壓）時，桿件的內(nèi)力必定與桿件的軸線重合。（）×2.軸力是因外力而產(chǎn)生的，故軸力就是外力。（）√3.拉、壓變形時，求內(nèi)力通常用截面法。（）√4.使用截面法求得的桿件的軸力，與桿件截面積的大小無關。（）×5.截面法表明，只要將受力構(gòu)件切斷，即可觀察到斷面上的內(nèi)力。（）×（）6.桿件的部位作用著若干個軸向外力，從桿件的不同開時求得的軸力都相同。7.正應力是指垂直于桿件橫截面的應力，它又分為正值正應力和負值正應力。（）8.應力方向垂直于桿軸線，應力表示了桿件所受內(nèi)力的強弱程度。（）×××9.當桿件受拉伸時，絕對變形△L為負值。（）√10.當桿件受壓縮時，其線應變ε為負值。（）11.兩根材料不同、長度和截面積相同的文件，受相同軸向力作用，則：（1）兩桿的內(nèi)力相同。（）√√（2）兩桿的應力相同。（）×（3）兩桿的絕對變形相同。（）×（4）兩桿的相對變形相同。（）×（5）材料的許用應力相同。（）×（6）兩桿的強度相同。（）×12.構(gòu)件的工作應力可以和其極限應力相等。（）×13.設計構(gòu)件時，須在節(jié)省材料的前提下盡量滿足安全工作的要求。（）14.圖5-2所示的σ—ε曲線上：√（1）對應a點的應力稱為比例極限。（）√（2）對應b點的應力稱為屈服極限。（）×（3）對應d點的應力稱為強化極限。（）Rσ（）三、選擇題（把正確答案的序號填入對應題號前的括號內(nèi)）圖5-2（C）1.圖5-3中，真正符合拉桿受力特點的是圖______________。第2頁共6頁《工程力學》第五章圖5-3（D）2.為研究構(gòu)件的內(nèi)力和應力，材料力學中廣泛使用了___________法。A．幾何B.解析C.投影D.截面（A、E）3.圖5-4所示AB桿兩端受大小為F的力的作用，則桿內(nèi)截面上的內(nèi)力大小為__________，桿內(nèi)截面上的應力是__________。圖5—4圖5—5（B、D）4.圖5-5所示AB桿受大小為F的力的作用，則桿內(nèi)截面上的內(nèi)力大小為________。若桿（C）5.胡克定律表明，在材料的彈性變形范圍內(nèi)，應力和應變__________。A．相等B.互為倒數(shù)C.成正比D.成反比（B）6.在彈性變形范圍內(nèi)，拉桿抗拉剛度EA數(shù)值越大，桿件變形____________。（B）7.A、B兩桿的材料、橫截面積及所受的軸力相同，而LA＝2LB，則ΔLA與ΔLB的關系是_________。A．ΔLA＝ΔLBB.ΔLA＝2ΔLBC.ΔLA＝(1/2)ΔLB（C）8.A、B兩桿的材料、長度及所受軸向力均相同，而其橫截面積的關系為AA＝2AB，則絕對變形ΔLA與ΔLB的關系是A．ΔLA＝ΔLBB.ΔLA＝2ΔLBC.ΔLA＝(1/2)ΔLB（A）9.A、B兩桿的材料、均相同，桿A所受軸力是桿B所受軸力的兩LA：ΔLB＝____________。倍，則Δ（B）11.低碳鋼等塑性材料的極限應力是材料的______________。A．極限D(zhuǎn).比例極限保證構(gòu)件安全工作的____________。A．最高工作應力B.最低工作應力C.平均工作應力（A）13.按照強度條件，構(gòu)件危險截面上的工作應力不應超過材料的C.破壞應力必為全桿中__________的橫截面。最大B.面積最大C.軸力最大（A）14.拉（壓）桿的危險截面A．正應力第3頁共6頁《工程力學》第五章四、簡答題答：要經(jīng)過四個階段：（1）彈性變形階段，產(chǎn)生彈性變形。（2）屈服階段，產(chǎn)生塑性變形，試件出現(xiàn)45°條紋。（3）強化階段，產(chǎn)生強化現(xiàn)象。（4）局部變形階段，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象。2.試述塑性材料和脆性材料的力學性能的主要區(qū)別。答：（1）塑性材料斷裂前有顯著的塑性變形，還有明顯的屈服現(xiàn)象，而脆性材料在變形很小時突然（2）塑性材料拉伸和壓縮時的比例極限、屈服極限和彈性模量均相同，因為塑性材料一般不允許達到屈服極限，所以它的抵抗拉伸和壓縮的能力相同。脆性材料抵抗拉伸的能力遠低于抵抗壓縮的能力。答：灰鑄鐵等一類脆性材料拉伸時的應力—應變曲線無明顯的直線階段和屈服階段，在應力不大的抗拉強度Rm是衡量脆性材料強度的唯一指標。4.什么事安全系數(shù)？通常安全系數(shù)的取值范圍是如何規(guī)定突然斷裂，所以，σ°除以大于1的系數(shù)作為強度儲備。此系數(shù)稱為答：為了保證構(gòu)件安全工作，把危險應力5.安全系數(shù)能否小于或等于1？它取得過大或過小會引起怎樣的后果？答：為了保證強度儲備和構(gòu)件的安全工作，安全系數(shù)一定要大于1。取得過大會造成材料的浪費；F0得：FN1＝－4F（壓力）由F0得：FN2－3F+4F＝0由XXFN2＝－F（壓力）b）截面1—1F0得：FN1＝－F（壓力）由X第4頁共6頁《工程力學》第五章2.在圖5-6中，若桿件的橫截面積A均為1000mm2,F＝1KN。試求各指定截面的應力大小，并指出是拉應力還是壓應力。F/A-41000/1000-4MPa(壓應力）1F/A-1000/1000-1MPa(壓應力）2N2F/A-11000/1000-1MPa(壓應力）（b）1N1F/A11000/10001MPa(拉應力）0.3m3.長的桿，橫截面積為300mm2,受拉力30000N后伸長0.2mm。試求改桿材料的彈性模量。解：L=FLNEAoO300000.31000150103MPa150GPaEFLNLA0.23004.試求圖5-7所示構(gòu)件指定截面上的應力。設各段截面的面積分別為A＝100mm2，A2＝200mm2，1同理FN3＝50kNF/A1＝50×103/100＝500MPa(拉應力)N1F/A2＝50×103/200＝250MPa(拉應力)123《工程力學》第五章5.飛機操縱系統(tǒng)有一鋼索，長度L＝3m,承受拉力F＝24kN，材料的彈性模量E＝200GPa,鋼索必須同時滿足以下兩個條件：（1）應力不超過140MPa，（2）伸長量不超過2mm。問此鋼索的橫截面面積解：（1）由于鋼索只在兩端受拉力，故各截面上軸力相等可得：N由強度條件FNA24103171.4mm2140FANFLo2mmL=（2）由題意可知：NEAAFL241031033180mm2NoE220010