材料力學(xué)練習(xí)題

材料力學(xué)練習(xí)題

2011年5月第七章材料力學(xué)基礎(chǔ)一、判斷題1、固體材料在各個方向上的力學(xué)性質(zhì)都相同的假設(shè)，稱為各向同性假設(shè)，它適用于所有工程材料。()2、由小變形假設(shè)，我們可以得出，由于變形很小所以構(gòu)件可以看成是剛體。()3、研究構(gòu)件或其一部分的平衡問題時，采用構(gòu)件變形前的原始尺寸進(jìn)行計(jì)算，是因?yàn)椴捎昧诵∽冃渭僭O(shè)。()4、內(nèi)力就是指物體內(nèi)部的力。()5、靜力學(xué)中力的可傳性原理在材料力學(xué)中也適用。()6、泊松比μ和彈性模量E都是由材料性能決定的物理量。()錯錯對錯錯對二、填空題1、材料力學(xué)的研究對象是

。2、保證構(gòu)件安全工作的條件是構(gòu)件要有足夠的

、

、

。3、材料力學(xué)中研究的桿件基本變形的形式有

、

、

和

。4、吊車起吊重物時，鋼絲繩的變形是

；汽車行駛時，傳動軸的變形是

；教室中大梁的變形是

；5、虎克定律的應(yīng)力適用范圍是應(yīng)力不超過材料的

極限。變形固體強(qiáng)度剛度穩(wěn)定性軸向拉伸與壓縮剪切圓軸的扭轉(zhuǎn)直梁的彎曲軸向拉伸圓軸的扭轉(zhuǎn)直梁的彎曲比例三、選擇題1、為保證構(gòu)件有足夠的抵抗破壞的能力，構(gòu)件應(yīng)具有足夠的

。A、剛度B、硬度C、強(qiáng)度D、韌性2、為保證構(gòu)件有足夠的抵抗變形的能力，構(gòu)件應(yīng)具有足夠的

。A、剛度B、硬度C、強(qiáng)度D、韌性3、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)是構(gòu)件必須具有足夠的

、足夠的

和足夠的

。|A、彈性／塑性／穩(wěn)性B、強(qiáng)度／硬度／剛度C、強(qiáng)度／剛度／穩(wěn)定性D、剛度／硬度／穩(wěn)定性4、關(guān)于外力和載荷，有下列說法，正確的是

。①外力可以是力，也可以是力偶；②外力包括載荷和約束反力；③載荷不包括分布載荷；④載荷包括靜載荷和動載荷。A、①②③B、②③④C、①③④D、①②④CACD5、下列說法中正確的是

。A、截面法是分析桿件內(nèi)力的基本方法B、截面法是分析桿件應(yīng)力的基本方法C、截面法是分析桿件截面上內(nèi)力與應(yīng)力關(guān)系的基本方法D、以上三種說法都不對6、下列說法中正確的是

。A、與桿件軸線相正交的截面稱為橫截面B、對于同一桿件，各橫截面的形狀和尺寸必定相同，C、對于同一桿件，各橫截面必相互平行D、以上三種說法都不對7、材料應(yīng)力的單位是

。A、無量綱B、帕C牛頓D、千克力AAB四、計(jì)算題：1、圖示桿的A、B、C、D點(diǎn)分別作用著大小為5P、8P、4P、

P的力，方向如圖，試畫出桿的軸力圖。解：求OA段內(nèi)力N1：設(shè)置截面如圖ABCDPAPBPCPDOABCDPAPBPCPDN1同理，求得AB、BC、CD段內(nèi)力分別為：N2=–3P

N3=5PN4=P軸力圖如右圖BCDPBPCPDN2CDPCPDN3DPDN4Nx2P3P5PP++–緒論第八章構(gòu)件的軸向拉伸與壓縮一、判斷題1、桿件兩端受到等值，反向和共線的外力作用時，一定產(chǎn)生軸向拉伸或壓縮變形。()2、若沿桿件軸線方向作用的外力多于兩個，則桿件各段橫截面上的軸力不盡相同。()3、軸力圖可顯示出桿件各段內(nèi)橫截面上軸力的大小但并不能反映桿件各段變形是伸長還是縮短。()4、一端固定的等截面直桿，受軸向外力的作用，不必求出約束反力即可畫出內(nèi)力圖。()5、軸向拉伸或壓縮桿件橫截面上的內(nèi)力集度一定垂直于桿的橫截面。()6、軸向拉伸或壓縮桿件橫截面上正應(yīng)力的正負(fù)號規(guī)定：正應(yīng)力方向與橫截面外法線方向一致為正，相反時為負(fù)，這樣的規(guī)定和按桿件變形的規(guī)定是一致的。()錯對錯對對對7、力的可傳性原理在材料力學(xué)中不適用。()8、軸力的大小與桿件的材料無關(guān)，與其橫截面面積和桿件長度有關(guān)。()9、軸力越大，桿件越容易被拉斷，因此軸力的大小可用以判斷桿件的強(qiáng)度。()10、軸力是作用于桿件軸線上的外載荷。()11、在同一構(gòu)件上有多個面積相同的剪切面，當(dāng)材料一定時，若校核該構(gòu)件的剪切強(qiáng)度，則只對剪力較大的剪切面進(jìn)行校核即可。()12、一般情況下，擠壓常伴隨著剪切同時發(fā)生，但須指出，擠壓應(yīng)力與剪應(yīng)力是有區(qū)別的，它并非構(gòu)件內(nèi)部單位面積上的內(nèi)力。()13、擠壓是連接件在接觸面的相互壓緊，而壓縮發(fā)生在受壓桿的整個桿段。()對錯錯錯對對對二、填空題1、桿件軸向拉伸或壓縮時，其橫截面上的正應(yīng)力是

分布的。2、軸向拉伸或壓縮桿件的軸力垂直于桿件橫截面，并通過橫截面的

。3、桿件的彈性模量E表征了桿件材料抵抗彈性變形的能力。在國際單位制中，彈性模量E的單位為

。4、低碳鋼材料拉伸實(shí)驗(yàn)的四個階段是

、

、

、

、。5、衡量材料塑性的兩個重要指標(biāo)是

、

。均勻形心Gpa彈性、屈服、強(qiáng)化、頸縮斷裂延伸率斷面收縮率6、塑性材料的危險(xiǎn)應(yīng)力是

，脆性材料的危險(xiǎn)應(yīng)力是

。7、EA稱為

，反映了桿件抵抗

變形的能力。8、彈性模量E反映材料

。9、當(dāng)剪應(yīng)力不超過材料的剪切

極限時，剪應(yīng)變與剪應(yīng)力成正比。10、剪切的實(shí)用計(jì)算中，假設(shè)了剪應(yīng)力在剪切面上是

分布的。11、用剪子剪斷鋼絲時，鋼絲發(fā)生剪切變形的同時還會發(fā)生

變形。

屈服極限強(qiáng)度極限桿件的抗拉壓剛度拉壓抵抗拉壓彈性變形的能力比例均勻擠壓三、選擇題1、在下列物理量中，

的單位是相同的。①內(nèi)力；②應(yīng)力；③扭矩；④軸力；⑤彎矩；⑥應(yīng)變；⑦壓強(qiáng)；⑧剪力；⑨彈性極限；⑩延伸率。A①②⑦B、①②⑦⑨C、③⑤D、①③④⑤⑧2、桿件在發(fā)生不同的變形時，其橫截面上的應(yīng)力的單位是

。A、相同的B、不同的C、沒有的D、視變形情況而定的3、桿件在發(fā)生不同的變形時，其橫截面上的內(nèi)力是

。A相同的B、不同的C沒有的D、視變形情況而定的4、受拉壓變形的桿件，各截面上的內(nèi)力為

。A、剪力B、扭矩c、彎矩D、軸力CABD5、關(guān)于軸力，有下列說法

。①軸力是軸向拉壓桿橫截面上唯一的內(nèi)力；②軸力必垂直于桿件的橫截面；③非軸向拉壓的桿件，橫截面上不可能有軸向力；④軸力作用線不一定通過桿件橫截面的形心。A、①②對B、③④對C、①③對D、②④對6、截面積為A、長度為L的桿件受拉力為F，其伸長量△L與

成正比，與

成反比。A、F/LB、F/Ac、L/FD、A/F7、甲乙兩桿，橫截面面積、材料、軸力均相等，而長度不等，則它們的

和

相等。A應(yīng)力／應(yīng)變B、應(yīng)力／變形C變形／應(yīng)變D、剪力／變形8、甲乙兩桿幾何尺寸相同，軸向拉力不同，材料相同，則它們的

。A、應(yīng)力和應(yīng)變都相同B、應(yīng)力和應(yīng)變都不同C、應(yīng)力相同應(yīng)變不同D、應(yīng)力不同應(yīng)變相同ABAB9、低碳鋼拉伸試驗(yàn)中，所能承受的最大應(yīng)力值是

。A、比例極限B、屈服極限C、強(qiáng)度極限D(zhuǎn)、許用應(yīng)力10、桿件剪切變形時，橫截面上的剪應(yīng)力實(shí)際分布為

。A、八線形(非等值)分布B、拋物線分布C、等值分布D、不規(guī)則分布11、剪應(yīng)力的單位與

的單位是相同的。A、內(nèi)力B、應(yīng)變C、彈性D、彈性模量12、對于圓柱形螺栓，計(jì)算擠壓面積是

。A、半圓柱面B、整個圓柱面C、直徑平面D、半個直徑平面CDDC四、計(jì)算題：1、一柱塞在P1，P2與P3作用下處于平衡狀態(tài)，如圖所示，已知P1＝60KN，P2＝35KN，P3＝25KN，試求指定截面上的內(nèi)力。解：1、求1－1截面上的內(nèi)力（1）取其左段為研究對象（2）畫受力圖（b）（3）列平衡方程∑Fx=0P1+N1=0N1＝P1＝－60KN(或－N1－P2－P3＝0N1＝－60KN）2、求2－2截面上的內(nèi)力（1）取2－2截面右段為研究對象（2）畫受力圖（3）列平衡方程∑Fx=0－N2－P3=0N2＝P3＝－25KN2、已知一圓桿受拉力P=25kN，直徑d=14mm，許用應(yīng)力[

]=170MPa，試校核此桿是否滿足強(qiáng)度要求。解：①軸力：N=P

=25kN②應(yīng)力：③強(qiáng)度校核：④結(jié)論：此桿滿足強(qiáng)度要求，能夠正常工作。3、有一直徑為d＝10mm的試樣，標(biāo)距LO＝50mm，拉伸斷裂后，兩標(biāo)點(diǎn)間的長度L1＝63.2mm，頸縮處的直徑d1＝5.9mm，試確定材料的延伸率與斷面收縮率，并判斷屬于何種材料（脆性或塑性）解：材料的延伸率

材料的斷面收縮率因?yàn)椋核詫儆跒樗苄圆牧?、

如圖所示空心圓截面桿，外徑D＝20mm，內(nèi)徑d＝15mm，承受橫向載荷F=20kN作用，材料的屈服應(yīng)力ss=235MPa，安全因數(shù)ns=1.5，試校核桿的強(qiáng)度。解：桿件橫截面上的正應(yīng)力為材料的許用應(yīng)力為：可見，工作應(yīng)力小于許用應(yīng)力，說明桿件能夠安全工作。5、

已知

l=54mm,di=15.3mm,E＝200GPa,m=0.3,擰緊后,AB段的軸向變形為Dl

＝0.04mm。試求螺栓橫截面上的正應(yīng)力

s,與螺栓的橫向變形Dd

解：1.螺栓橫截面正應(yīng)力2.螺栓橫向變形

螺栓直徑縮小0.0034mm8-6題8-5圖所示圓截面桿，已知載荷F1=200kN，F(xiàn)2=100kN，AB段的直徑d1=40mm，如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求BC段的直徑。解：(1)用截面法求出1-1、2-2截面的軸力；(2)求1-1、2-2截面的正應(yīng)力，利用正應(yīng)力相同；解之得：取d2＝49mm6、

已知

F＝4KN，l1=l2=100mm,E＝200GPa,為保證桿件正常工作，要求其總伸長量不超過0.10mm，即許用變形［△l

］＝0.10mm

，試確定桿的直徑d。解：

FN1＝2F

FN2＝F其軸向變形分別為：所以：桿AC的總伸長為：由此得：按照設(shè)計(jì)要求，總伸長量△l不得超過許用變形量［△l

］。即要求：取：d＝9.0mm第九章扭轉(zhuǎn)一、判斷題1、圓軸扭轉(zhuǎn)時橫截面之間繞桿軸的相對轉(zhuǎn)角稱為扭轉(zhuǎn)角。()2、只要在桿件的兩端作用兩個大小相等、方向相反的外力偶，桿件就會發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。()3、只要知道了作用在受扭桿件某橫截面以左部分或以右部分所有外力偶矩的代數(shù)和，就可以確定該橫截面上的扭矩。()4、扭矩的正負(fù)號可按如下方法來規(guī)定：運(yùn)用右手螺旋法則，四指表示扭矩的轉(zhuǎn)向，當(dāng)拇指指向與截面外法線方向相同時規(guī)定扭矩為正；反之，規(guī)定扭矩為負(fù)。()5、圓軸橫截面上的扭矩為T，按強(qiáng)度條件算得直徑為d，若該橫截面上的扭矩變?yōu)?.5T，則按強(qiáng)度條件可算得相應(yīng)的直徑為0.5d。()對錯對對錯6、變速箱中的高速軸一般較細(xì)，而低速軸一般較粗。()7、直徑相同的兩根實(shí)心軸，橫截面上的扭矩也相等，當(dāng)兩軸的材料不同時，其單位長度扭轉(zhuǎn)角也不同。()8、實(shí)心圓軸材料和所承受的載荷情況都不改變，若使軸的直徑增大一倍，則其單位長度扭轉(zhuǎn)角將減小為原來的1／8。()9、兩根實(shí)心圓軸在產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形時，其材料、直徑及所受外力偶之矩均相同，但由于兩軸的長度不同，所以短軸的單位長度扭轉(zhuǎn)角要大一些。()10、E、G稱為材料的彈性模量，它們是與材料有關(guān)的量，EA、GL稱為材料的抗拉壓剛度和抗扭剛度，也是只與材料有關(guān)的量。()對對錯錯錯二、填空題1、圓軸的橫截面上無

應(yīng)力。2、直徑和長度均相等的兩根軸，其橫截面扭矩也相等，而材料不同，因此它們的最大剪應(yīng)力

，扭轉(zhuǎn)角

。(填“相同”或“不同”)3、橫截面面積相等的實(shí)心軸和空心軸相比，雖材料相同，但

軸的抗扭承載能力(抗扭剛度)要強(qiáng)些。4、一級減速箱中的齒輪直徑大小不等，在滿足相同的強(qiáng)度條件下，高速齒輪軸的直徑要比低速齒輪軸的直徑

。5、當(dāng)實(shí)心圓軸的直徑增加1倍時，其抗扭強(qiáng)度增加到原來的

倍，抗扭剛度增加到原來的

倍。6、直徑D=50mm的圓軸，受扭矩T=2.15kN·m，該圓軸橫截面上距離圓心10mm處的剪應(yīng)力τ=

，最大剪應(yīng)力τmax=

。正相同不同空心細(xì)81634.4MPa86MPa三、選擇題1、受扭轉(zhuǎn)變形的軸，各截面上的內(nèi)力為

。A、剪力B、剪應(yīng)力C、彎矩D、扭矩2、受扭轉(zhuǎn)變形的軸，各截面上的應(yīng)力為

。A、拉應(yīng)力B、剪應(yīng)力C壓應(yīng)力D、扭應(yīng)力3、在軸的截面上構(gòu)成扭矩的應(yīng)力只能是

。A、正應(yīng)力B、剪應(yīng)力C扭轉(zhuǎn)應(yīng)力D、都不對4、對扭轉(zhuǎn)軸的校核，要進(jìn)行

校核。A強(qiáng)度校核B、剛度校核c、A和BD、扭矩校核5、一圓軸用碳鋼制作，校核其扭轉(zhuǎn)剛度時，發(fā)現(xiàn)單位長度扭轉(zhuǎn)角超過了許用值為保證此軸的扭轉(zhuǎn)剛度，采用哪種措施最有效

。A、改用合金鋼材料B、增加表面光潔度C、增加軸的直徑D、減小軸的長度DBBCC6、抗扭截面模量的單位是

。A、米的4次方B、米的3次方C、帕斯卡D、牛頓米7、截面極慣性矩的單位是m(米)的

次方。A、1B、2C、3D、48、直徑為D=20cm的圓軸的抗扭截面模量等于

cm3。A、7850B、15700C785D、15709、下列

為抗扭剛度。A、GJ、B、GI。C、EFD、EJp10、下列

為截面的極慣性矩?！瓵、J。B、I：C、GD、E11、對于扭轉(zhuǎn)變形的圓形截面軸，其他條件不變，若長度由L變?yōu)?L，則最大扭轉(zhuǎn)角變?yōu)樵瓉淼淖畲笈まD(zhuǎn)角的

。A、1／4B、1／16C1／256D、4倍BDDBAD12、一圓軸用碳鋼材料制作，當(dāng)校核該軸扭轉(zhuǎn)剛度時，發(fā)現(xiàn)單位長度的扭轉(zhuǎn)角超過了許用值，為保證此軸的扭轉(zhuǎn)剛度，以下措施中，采用

最有效。A、改用合金鋼材料B、改用鑄鐵材料C增加圓軸直徑D、減小軸的長度13、等截面的實(shí)心圓軸，兩端受2kN·m的扭轉(zhuǎn)力偶矩的作用。設(shè)圓軸的許用剪應(yīng)力為47MPa，則根據(jù)強(qiáng)度條件，軸的直徑應(yīng)為

mm。A、76B、60C、54D50CA1、

如圖所示傳動軸，轉(zhuǎn)速n＝500r/min，輪B為主動輪，輸入功率PB＝10KW，輪A與輪C均為從動輪，輸出功率分別為PA＝4KW與PC＝6KW。試計(jì)算軸的扭矩，并畫扭矩圖。解：（1）扭力偶矩計(jì)算作用在輪A、輪B與輪C上的扭力偶矩分別為：（2）扭矩的計(jì)算T1＝MA＝76.4N·mT2＝－MC＝－114.6N·m（3）畫扭矩圖根據(jù)上述分析畫出扭矩圖，則最大扭矩的絕對值：

︱Tmax︱＝︱M2︱＝114.6N·m2、已知：一傳動軸，n=300r/min，主動輪輸入P1=500kW，從動輪輸出P2=150kW，P3=150kW，P4=200kW，試?yán)L制扭矩圖。nAB