材料力学第六章习题选及其解答

6-2. 用积分法求图示各梁的挠曲线方程、自由端的挠度和转角。设EI=常量。

解：（1）列弯矩方程

??

?∈---=∈-=)

2,[ )()(]

,0[ )(222221111a a x a x P Px x M a x Px x M （2）挠曲线近似微分方程

??

?---==-==)

()('')(''222221

111a x P Px x M EIy Px x M EIy （3）直接积分两次

??????

?

+---=+-=2

222221211)(2

2'2

'C

a x P x P EIy C x P EIy ???

???

?

++---=++-=2

2232322111311)(666

D

x C a x P x P EIy D x C x P EIy （4）确定积分常数

边界条件：

0' ,0 :2222===y y a x

光滑连续条件：

'' , :212121y y y y a x x ====

求解得积分常数

3

212

212

7 2

5Pa D D Pa C C -

===

=

梁的挠曲线方程和转角方程是

b)

??????

?+---=+-=2

22

2222

2112

5)(22'252'Pa

a x P x P EIy Pa x P EIy

???

???

?-+---=-+-=3

2

2323223123112725)(662

7256Pa x Pa a x P x P EIy Pa x Pa x P EIy （5）自由端的挠度和转角

令x1=0：

EI

Pa y EI

Pa y 25' ,272

13

1=

-

=

6-4. 求图示悬臂梁的挠曲线方程，自由端的挠度和转角。设EI=常量。求解时应

注意CB 段内无载荷，故CB 仍为直线。

解：（1）求约束反力

Pa M

P R A

A ==

（2）列AC 段的弯矩方程

],0( )(a x Pa Px x M ∈-=

（3）挠曲线近似微分方程

Pa Px x M EIy -==)(''

（4）直接积分两次

D

Cx x Pa x P EIy C Pax x P EIy ++-

=

+-=2

32

2

6

2'

a)

M A

（5）确定积分常数

边界条件：

0' :0===y y x

得积分常数：

0==D C

（6）AC 段的挠曲线方程和转角方程

2

32

2

6

2'x

Pa x P EIy Pax x P EIy -

=

-=

（7）C 截面的挠度和转角

令x=a ：

EI

Pa

y EI

Pa

y C C 3 23

2

'

-

=-

=

（8）自由端的挠度和转角

梁的变形：

BC 段保持为直线，则

)

3(6)(22

2

a l EI

Pa

a l y y EI

Pa

C C B C B

--

=-+=-

==θθθ

6-6. 用积分法求梁的最大挠度和最大转角。在图b 的情况下，梁对跨度中点对称，

可以只考虑梁的二分之一。

解：（1）求约束反力

P

Pl M

P R A

A ==

（2）弯矩方程

]

,2/[ )(]2/,0( )(222111l l x Pl Px x M l x Pl Px x M ∈-=∈-=

（3）挠曲线近似微分方程

Pl

Px x M EIy Pl Px x M EIy -==-==22221111)('')(''2

（4）直接积分两次

???

???

?

++-=++-=??????

?

+-=+-=2

22232211213112

222211211262622'2'2D

x C x Pl x P EIy D x C x Pl x P EIy C

Plx x P EIy C Plx x P EIy

（5）确定积分常数

边界条件：

0' ,0 :0111===y y x

光滑连续条件：

'' , :2/212121y y y y l x x ====

求解得积分常数

3

212

2124

1 0 16

3 0Pl D D Pl C C -

===

=

梁的挠曲线方程和转角方程是

???

???

?

+-=-=2

2

22212111632'2'2Pl

Plx x P EIy Plx x P EIy

P

M A

???

???

?

-+-=-=3

2

22232221311241163262

62Pl x Pl x Pl x P EIy x Pl x P EIy （6）最大挠度和最大转角发生在自由端

令x 2=l ：

EI

Pl

y EI

Pl

y 165' ,1632

max 3

max -

=-

=

6-8. 用叠加法求图示各梁截面A 的挠度和截面B 的转角。EI=常量。图a 和d 可

利用题6-4中得到的结果。

解：a ）

（1）P 单独作用时

EI

Pl EI l P EI Pl EI l P y P

B P

A 82)2(243)2(2

2)3

3)-=-

=-

=-=θ

（2）Mo 单独作用时

EI

Pl EI

l Pl EI Pl EI l Pl y Mo

B Mo A 2

)3

2)82)2(-

=?-

=-

=-=θ

（3）P 和Mo 共同作用时

EI

Pl

EI

Pl y y y Mo

B P

B B

Mo A P A A 8962

))3

))-

=+=-=+=θ

θ

θ

c ）

（1）求y A

a)

q

c)

查表得

EI

ql

y A 38454

)1(-

=

由叠加知

)2()1(A A A y y y +=

其中有关系

)2(A A y y -=

由此得

EI

ql

y y A A 76852

14

)1(-

==

（2）求θB

由微力qdx 引起dθB

EI

ql

dx EIl

x x l q d dx

EIl x x l q EIl

x l x l x qdx d l

s

B

B

B

38476)

(6)

(6)

)(()(3

2

3

23

2=

-=

=∴-=

+-??=

?

?θ

θ

θ

6-9. 用叠加法求图示外伸梁外伸端的挠度和转角，设EI 为常量。

解：（1）分解成简单载荷

B

P=qa

c)

q

(1)

(2) q

（1）分别求出简单载荷作用时外伸端的变形

转角

EI

qa

EI

a qa EI

qa

EI

qa

EI

a qa D B B D B 3322

16416)2(3

2

)

3()

3(3

)

2(3

2

)

1()

1(-

=?-==-

==

?=

=θ

θ

θ

θθ

挠度

EI

qa

a y EI

qa

y EI

qa

a y D B B D B 3844

)

3()3(4

)2(4

)

1()1(-

=?=-==

?=θ

θ

（2）叠加

EI

qa

y y y y EI qa

B B B B B B B B

24544

)3()2()1(3

)

3()

2()

1(-

=++=-

=++=θ

θ

θ

θ

6-10. 桥式起重机的最大载荷为P=20kN 。起重机大梁为32a 工字钢，E=210GPa ，

l=8.7m 。规定[f]=l/500，试校核大梁刚度。

B

P=qa

(1)

B

q

(2)

B

(3)

解：（1）当起重机位于梁中央时，梁变形最大；计算简图为

（2）梁的最大挠度发生在C 截面

EI

ql

EI

Pl

y y y y q C P C C 3845484

3

)()(max +

=

+==

（3）查表得（32a 工字钢）

m N m kg q cm I /6.516/717.52 111002

===

（4）刚度计算

m l f m y 0175.0500

][0137.00017.0012.0max ==

=+=

梁的刚度足够。

6-12. 磨床砂轮主轴的示意图如图所示，轴外伸部分的长度a=100mm ，轴承间距

离l=350mm ，E=210GPa 。Py=600N ，Pz=200N 。试求外伸端的总挠度。

解：（1）将载荷向轴线简化得计算简图

进一步简化（不考虑Mx 引起的扭转变形）

R

A

B

分解载荷

其中

Nm a R M N P P R Z y 25.63 5.6322

2=?==+=

（2）计算外伸端的挠度

m

m

a EI

Ml EI

Ra

y y y M B R B B 6

6

3

)()(10

25.210

)75.15.0(33--?=?+=?+

=

+=

6-14. 直角拐的AB 杆与AC 轴刚性连接，A 为轴承，允许AC 轴的端截面在轴

承内转动，但不能移动。已知P=60N ，E=210GPa ，G=0.4E 。试求截面B 的垂直位移。

解：（1）分析变形：AB 发生弯曲变形，AC 发生扭转变形； （2）计算A 、C 相对扭转角

p

p

AC GI

AC

AB P GI

AC T φ??=

?=

由此引起B 截面的垂直位移（向下）

mm d

G AC

AB P AB AC B 05.232

4

2

)

1(=?

??=

?=πφδ

（3）计算AB 变形引起B 截面的位移（向下）

mm EI

AB P B 17.633

)

2(==δ

（4）计算B 截面的总体位移（向下）

mm B B B

22.8)

2()

1(=+=δ

δ

δ

R

A B

A

B

6-26. 图示悬臂梁的EI=30×103N·m 2。弹簧的刚度为175×103N·m 。梁端与弹簧间

的空隙为1/25mm 。当集中力P=450N 作用于梁的自由端时，试问弹簧将分担多大的力？

解：（1）受力分析

属一次静不定问题 （2）分析变形

B 截面的向下的位移值

EI

l R P y B 3)(3

-=

弹簧变形

c

R =

Δ

变形几何关系

Δ10

25.13

+?=-B y

（3）弹簧受力

N R 6.82=

6-27. 图示悬臂梁AD 和BE 的抗弯刚度同为EI=24×106N·m2，由钢杆DC 相连

接。CD 杆l=5m ，A=3×10-4m2，E=200GPa 。若P=50kN ，试求悬臂梁AD 在D 点的挠度。

1.25

Δ

解：（1）解除约束C ，受力分析

（2）分析C 处的位移（向下位移为负）

情况1）中，C 处位移由AD 的弯曲变形和CD 的的拉伸变形引起

EA

l R EI

a R C C C -

-

=33

)

1(δ

情况2）中，C 处位移分别由P 和R ’C 作用引起

EI

a R a a EI

Pa

C C 3')23(63

2

)

2(+

-?-

=δ

其中

C C R R '=

（3）变形谐调关系

)2()1(C C δδ=

（4）求约束力

kN R C 5.45=

（5）求梁AD 在D 点的挠度

mm EI

a R y C D 56.033

-=-

=

P

E

P D

E

R C

2)

方向向下

6-28. 钢制曲拐的横截面直径为20mm ，C 端与钢丝相接，钢丝的A=6.5mm2。

曲拐和钢丝的弹性模量同为E=200GPa ，G=84GPa 。若钢丝的温度降低50oC ，且=12.5×10-6 /oC ，试求钢丝内的拉力。

解：（1）解除约束C ，受力分析

（2）分析C 处的位移（向下位移为负）

情况1）中，C 处位移由AB 的弯曲变形、扭转变形和BC 的弯曲变形引起

EI

R GI

R EI

R C p

C C C 33.03.06

.0)3.0(3)6.0(3

3

)

1(?-

???-

-

=δ

情况2）中，C 处位移分别由温度改变和R ’C 作用引起

EA

R t C C 4'Δ4)

2(?+

??-=αδ

其中

C C R R '=

（3）变形谐调关系

’C

2)

)2()1(C C δδ=

（4）求约束力

N

R C 16.26=

材料力学习题第六章应力状态答案详解.

第6章 应力状态分析 一、选择题 1、对于图示各点应力状态，属于单向应力状态的是（A ）。 20 （MPa ） 20 d （A ）a 点；（B ）b 点；（C ）c 点；（D ）d 点 。 2、在平面应力状态下，对于任意两斜截面上的正应力αβσσ=成立的充分必要条件，有下列四种答案，正确答案是（ B ）。 （A ）,0x y xy σστ=≠；（B ）,0x y xy σστ==；（C ）,0x y xy σστ≠=；（D ）x y xy σστ==。 3、已知单元体AB 、BC 面上只作用有切应力τ，现关于AC 面上应力有下列四种答案，正确答案是（ C ）。 （A ）AC AC /2,0ττσ== ； （B ）AC AC /2,/2ττ σ==； （C ）AC AC /2,/2 ττσ==；（D ）AC AC /2,/2ττσ=-=。 4、矩形截面简支梁受力如图（a ）所示，横截面上各点的应力状态如图（b ）所示。关于它们的正确性，现有四种答案，正确答案是（ D ）。

(b) (a) （A）点1、2的应力状态是正确的；（B）点2、3的应力状态是正确的； （C）点3、4的应力状态是正确的；（D）点1、5的应力状态是正确的。 5、对于图示三种应力状态（a）、（b）、（c）之间的关系，有下列四种答案，正确答案是（D ）。 τ (a) (b) (c) （A ）三种应力状态均相同；（B）三种应力状态均不同； （C）（b）和（c）相同；（D）（a ）和（c）相同； 6、关于图示主应力单元体的最大切应力作用面有下列四种答案，正确答案是（B ）。 (A) (B) (D) (C) 解答： max τ发生在 1 σ成45的斜截面上 7、广义胡克定律适用范围，有下列四种答案，正确答案是（C ）。 （A）脆性材料；（B）塑性材料； （C）材料为各向同性，且处于线弹性范围内；（D）任何材料； 8、三个弹性常数之间的关系：/[2(1)] G E v =+适用于（C ）。 （A）任何材料在任何变形阶级；（B）各向同性材料在任何变形阶级； （C）各向同性材料应力在比例极限范围内；（D）任何材料在弹性变形范围内。

材料力学第六章复习题

材料力学第六章复习题

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 1

1 第六章 弯曲应力 1．图示梁的材料为铸铁，截面形式有四种如图： 最佳形式为 。 2．为了提高梁的承载能力，对同一梁、相同的均布载荷q ，下列哪一种支承条件下，梁的强度最好： 正确答案是 。 3．设计钢梁时，宜采用中性轴为（ ）的截面；设计铸铁梁时，宜采用中性轴为（ ）的截面。 正确答案是 。 (A) 对称轴 (B) 偏于受拉边的非对称轴 （C) 偏于受压边的非对称轴 (D) 对称或非对称轴 4．梁在弯曲时，横截面上正应力沿高度是按 分布的；中性轴上的正应力为 ； 矩形截面梁横截面上剪应力沿高度是按 分布的，中性轴上的剪应力为 。 5．矩形截面梁若 max Q 、m ax M 和截面宽度b 不变， 而将高度增加一倍，则最大弯曲正应力为原来的 倍，最大弯曲剪应力为原来的 倍。 6．图示正方形截面简支梁，若载荷不变， 而将边长增加一倍，其则最大弯曲正应力为原来的 倍， 最大弯曲剪应力为原来的 倍。 q (((( ( q l ( q l l 3l ( q l l l ( q l q l a a

1 7．下图所示的梁跨中截面上A 、B 两点的应力A σ= ； A τ= ； B τ= 。 8．图示T 字形截面梁。若已知A —A 截面上、下表面处沿x 方向的线应变分别是 0004.0-='ε， 0002.0=''ε，则此截面中性轴位置=c y h （C 为形心） 9．铸铁丁字形截面梁的许用应力分别为：许用拉应力 [ t σ] = 50MPa ，许用压应力[ c σ ] = 200 MPa 。则 上下边缘距中性轴的合理比值为 21/y y 为多少？（C 为形心） 10．⊥形截面铸铁悬臂梁，尺寸及载荷如图所示。若材料的拉伸许用应力[]MPa l 40=σ，压缩许用应 力 []MPa c 160=σ，截面对形心轴z c 的惯性矩410180cm zc =I ，cm h 64.91=，试计算该 梁的许可载荷P 。 11．正方形截面简支梁，受有均布载荷作用如图，若[σ ] = 6 [ τ ] ，证明当梁内最大正应力和最大剪应力同 时达到许用应力时，l / a = 6 0.l l q B A 0. z c z y 1 y 2 C P P A A εε x y y h A-z C P B 2P 1400 C A 600 y c z c 50 150 C 50

20146材料力学复习题部分答案

一、填空题 1．标距为100mm的标准试件，直径为 10mm，拉断后测得伸长后的标距为 123mm，缩颈处的最小直径为6.4mm，则该材料的伸长率δ=（百分之23 ），断面收缩率ψ=（百分之59.04 ）。 2、构件在工作时所允许产生的最大应力叫（许用应 力），极限应力与许用应力的比叫（安全系 数）。 3、一般来说，脆性材料通常情况下以断裂的形式破坏，宜采用第（一、 二）强度理论。塑性材料在通常情况下以流动的形式破坏，宜采用第（三、四）强度理论。

，挤压应力σbs= （） （4题图）（5题图） 5、某点的应力状态如图，则主应力为σ 1=（30MPa），σ 2 =（ 0 ），σ 3 =（-30Mpa）。 6、杆件变形的基本形式有（拉伸或压缩）、（剪切）、（扭转）和（弯曲）四种。 7、当切应力不超过材料的剪切比例极限时，（剪应力）和（剪应变）成正比。

9、工程实际中常见的交变应力的两种类型为（对称循环脉动循环）。 10、变形固体的基本假设是：( 连续性 )；( 均匀性 )；( 各向同性 )。 11、低碳钢拉伸时大致分为以下几个阶段：( 弹性阶段 )；( 屈服阶段 )；( 强化阶段)； ( 局部变形阶段 )。 12、通常计算组合变形构件应力和变形的过程是：先分别计算每种基本变形各自引起的应力和变形，然后再叠加。这样做的前提条件是构件必须为（线弹性杆件）（小变形杆件）。 13、剪切胡克定律的表达形式为（t=Gr）。 14、通常以伸长率 < （5% ）作为定义脆性材料的界限。 15、提高梁弯曲刚度的措施主要有（提高梁的抗弯刚度EI ）、（减小梁的跨度）、（改善梁的载荷作用方式）。 16、材料的破坏按其物理本质可分为（脆性断裂）和（塑性流动）两类。 二、选择题 1、一水平折杆受力如图所示，则AB杆的变形为（ D ）。 （A）偏心拉伸；（B）纵横弯曲；（C）弯扭组合；（D）拉弯组合。 2、铸铁试件试件受外力矩Me作用，下图所示破坏情况有三种，正确的破坏形式是（ A ） 3、任意图形的面积为A，Z 0轴通过形心O，Z 1 轴与Z 轴平行，并相距a，已知图 形对Z 1轴的惯性矩I 1 ，则对Z 轴的惯性矩I Z0 为：（ B ）

工程力学材料力学_知识点_及典型例题

作出图中AB杆的受力图。 A处固定铰支座 B处可动铰支座 作出图中AB、AC杆及整体的受力图。 B、C光滑面约束 A处铰链约束 DE柔性约束 作图示物系中各物体及整体的受力图。 AB杆：二力杆 E处固定端 C处铰链约束

（1）运动效应：力使物体的机械运动状态发生变化的效应。 （2）变形效应：力使物体的形状发生和尺寸改变的效应。 3、力的三要素：力的大小、方向、作用点。 4、力的表示方法： （1）力是矢量，在图示力时，常用一带箭头的线段来表示力；（注意表明力的方向和力的作用点！） （2）在书写力时，力矢量用加黑的字母或大写字母上打一横线表示，如F、G、F1等等。 5、约束的概念：对物体的运动起限制作用的装置。 6、约束力（约束反力）：约束作用于被约束物体上的力。 约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反。 约束力的作用点，在约束与被约束物体的接处 7、主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。作用于被约束物体上的除约束力以外的其它力。 8、柔性约束：如绳索、链条、胶带等。 (1)约束的特点：只能限制物体原柔索伸长方向的运动。 (2)约束反力的特点：约束反力沿柔索的中心线作用，离开被约束物体。（） 9、光滑接触面：物体放置在光滑的地面或搁置在光滑的槽体内。 （1）约束的特点：两物体的接触表面上的摩擦力忽略不计，视为光滑接触面约束。被约束的物体可以沿接触面滑动，但不能沿接触面的公法线方向压入接触面。 （2）约束反力的特点：光滑接触面的约束反力沿接触面的公法线，通过接触点，指向被约束物体。（） 10、铰链约束：两个带有圆孔的物体，用光滑的圆柱型销钉相连接。 约束反力的特点:是方向未定的一个力；一般用一对正交的力来表示，指向假定。（）11、固定铰支座 （1）约束的构造特点：把中间铰约束中的某一个构件换成支座，并与基础固定在一起，则构成了固定铰支座约束。

材料力学练习题及答案-全

学年第二学期材料力学试题(A卷) 题号一二三四五六总分得分 一、选择题（20分） 1、图示刚性梁AB由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A1和A2，若载荷P使刚梁平行下移，则其横截面面积（）。 A、A1〈A2 题一、1图 B、A1〉A2 C、A1=A2 D、A1、A2为任意 2、建立圆轴的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（） （1）扭矩M T与剪应力τρ的关系M T=∫AτρρdA （2）变形的几何关系（即变形协调条件） （3）剪切虎克定律 （4）极惯性矩的关系式I T=∫Aρ2dA A、（1） B、（1）（2） C、（1）（2）（3） D、全部

3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（ ） A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ 4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（ ） A 、提高到原来的2倍 B 、提高到原来的4倍 C 、降低到原来的1/2倍 D 、降低到原来的1/4倍 5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ） A 、2 B 、4 C 、8 D 、16 题一、3图 题一、5图 题一、4

二、作图示梁的剪力图、弯矩图。（１５分） 三、如图所示直径为d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。（15分） 四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，皮带轮直径D =250mm ，主 轴外伸部分长度为l =120mm ，主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，用第三强度理论校核轴的强度。（15分） 五、重量为Q 的重物自由下落在图示刚架C 点，设刚架的抗弯刚度为 三题图 四题图 二 题 图 姓名____________ 学号 -----------------------------------------------------------

材料力学习题与答案

第一章 包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限（σP）或屈服强度（σS）增加；反向加载时弹性极限（σP）或屈服强度（σS）降低的现象。 解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。 解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。 韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源。 解理断裂是典型的脆性断裂的代表，微孔聚集断裂是典型的塑性断裂。 5.影响屈服强度的因素 与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈服强度 位错增值和运动 晶粒、晶界、第二相等

外界影响位错运动的因素 主要从内因和外因两个方面考虑 （一）影响屈服强度的内因素 1．金属本性和晶格类型（结合键、晶体结构） 单晶的屈服强度从理论上说是使位错开始运动的临界切应力，其值与位错运动所受到的阻力（晶格阻力－－派拉力、位错运动交互作用产生的阻力）决定。 派拉力： 位错交互作用力 （a是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数，L是位错间距。）2．晶粒大小和亚结构 晶粒小→晶界多（阻碍位错运动）→位错塞积→提供应力→位错开动→产生宏观塑性变形。 晶粒减小将增加位错运动阻碍的数目，减小晶粒内位错塞积群的长度，使屈服强度降低（细晶强化）。 屈服强度与晶粒大小的关系： 霍尔－派奇（Hall-Petch) σs= σi+kyd-1/2 3．溶质元素 加入溶质原子→（间隙或置换型）固溶体→（溶质原子与溶剂原子半径不一样）产生晶格畸变→产生畸变应力场→与位错应力场交互运动→使位错受阻→提高屈服强度（固溶强化）。 4．第二相（弥散强化，沉淀强化） 不可变形第二相

材料力学第六章习题选及其解答

6-2. 用积分法求图示各梁的挠曲线方程、自由端的挠度和转角。设EI=常量。 解：（1）列弯矩方程 ?? ?∈---=∈-=) 2,[ )()(] ,0[ )(222221111a a x a x P Px x M a x Px x M （2）挠曲线近似微分方程 ?? ?---==-==) ()('')(''222221 111a x P Px x M EIy Px x M EIy （3）直接积分两次 ?????? ? +---=+-=2 222221211)(2 2'2 'C a x P x P EIy C x P EIy ??? ??? ? ++---=++-=2 2232322111311)(666 D x C a x P x P EIy D x C x P EIy （4）确定积分常数 边界条件： 0' ,0 :2222===y y a x 光滑连续条件： '' , :212121y y y y a x x ==== 求解得积分常数 3 212 212 7 2 5Pa D D Pa C C - === = 梁的挠曲线方程和转角方程是 b)

?????? ?+---=+-=2 22 2222 2112 5)(22'252'Pa a x P x P EIy Pa x P EIy ??? ??? ?-+---=-+-=3 2 2323223123112725)(662 7256Pa x Pa a x P x P EIy Pa x Pa x P EIy （5）自由端的挠度和转角 令x1=0： EI Pa y EI Pa y 25' ,272 13 1= - = 6-4. 求图示悬臂梁的挠曲线方程，自由端的挠度和转角。设EI=常量。求解时应 注意CB 段内无载荷，故CB 仍为直线。 解：（1）求约束反力 Pa M P R A A == （2）列AC 段的弯矩方程 ],0( )(a x Pa Px x M ∈-= （3）挠曲线近似微分方程 Pa Px x M EIy -==)('' （4）直接积分两次 D Cx x Pa x P EIy C Pax x P EIy ++- = +-=2 32 2 6 2' a) M A

材料力学学生习题解答

E F N1 F N3 F N2 β (c) 2-1 试绘出下列各杆的轴力图。 2-2 求下列结构中指定杆内的应力。已知(a)图中杆的横截面面积A 1=A 2=1150mm 2； 解：（1）分析整体，作示力图 ∑=0)(i B F M ： 041088=??-?A F 40kN A F = （2）取部分分析，示力图见（b ） ∑=0)(i C F M ： 02442.22=?+?-?q F F A N 2(404402) 36.36kN 2.2 N F ?-?== 3 2622 36.361031.62MPa 115010N F A σ-?===?杆 （3）分析铰E ，示力图见（c ） ∑=0ix F ： 0sin 12=-βN N F F 22 1221 40.65kN 2 N N F F +=?= 3 1 6 11 37.9610 35.3MPa 115010N F A σ-?= ==?杆 F 2F F N 2F F N A E C D B F A F B C F A F Cy F Cx N2(b)

2-3 求下列各杆内的最大正应力。 （3）图(c)为变截面拉杆，上段AB 的横截面积为40mm 2，下段BC 的横截面积为30mm 2，杆材料的ρg =78kN/m 3。 解：1.作轴力图，BC 段最大轴力在B 处 6N 120.530107812.0kN B F -=+???= AB 段最大轴力在A 处 6N 1212(0.5300.540)107812.0kN A F -=++?+???= 3 N 26 12.010 400MPa 30mm 3010B B F σ--?===? 3 N 2 6 12.010 300MPa 40mm 4010A A F σ--?= ==? 杆件最大正应力为400MPa ，发生在B 截面。 2-4 一直径为15mm ，标距为200mm 的合金钢杆，比例极限内进行拉伸试验，当轴向荷载从零缓慢地增加58.4kN 时，杆伸长了0.9mm ，直径缩小了0.022mm ，确定材料的弹性模量E 、泊松比ν。 解：加载至58.4kN 时，杆件横截面中心正应力为 3 N 24 58.410330.48MPa 1.5104 F A σπ-?==??＝ 线应变：3 33 Δ0.910 4.51020010 l l ε--?===?? 弹性模量：33 330.48MPa 73.410MPa 4.510 E σ ε -===?? 侧向线应变：310467.115 022 .0-?=＝， ε 泊松比：, 0.326 εμε= = 2-6图示短柱，上段为钢制，长200mm ，截面尺寸为100×100mm 2；下段为铝制，长300mm ，截面尺寸为200×200mm 2。当柱顶受F 力作用时，柱子总长度减少了0.4mm ，试求F 值。已知E 钢=200GPa ，E 铝=70GPa 。 解：柱中的轴力都为F ，总的变形（缩短）为： 12 0.20.3Δg l F F l E A E A = + 123 99Δ0.20.30.410 0.20.3200100.10.170100.20.21931.0kN g l l F E A E A -= ?? +???????=?? +?????????? = A B C 12.0 12.0 F N (kN)

简明材料力学习题解答

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3-1. 用截面法求图示各杆在截面1-1、2-2、3-3上的扭矩。并于截面上有矢量表示扭 矩，指出扭矩的符号。作出各杆扭矩图。 解: (a) (1) 用截面法求1-1截面上的扭矩 (2) 用截面法求2-2 (3) 画扭矩图 (b) (1) 用截面法求1-1截面上的扭矩 (2) 用截面法求2-2截面上的扭矩 ( 2 1 x 2 x T x x

(3) 用截面法求3-3截面上的扭矩 (4) 画扭矩图 . 直径D =50 mm 处的切应力，并求横截面上 的最大切应力。 解: (1) 圆轴的极惯性矩 点的切应力 (2) 圆轴的抗扭截面系数 截面上的最大切应力 注：截面上的切应力成线性分布，所以也可以用比例关系求最大切应力。 . 发电量为1500 kW 的水轮机主轴如图示。D =550 mm ，d =300 mm ，正常转速n =250 r/min 。材料的许用剪应力[τ]=500 MPa 。试校核水轮机主轴的强度。 解：(1) 计算外力偶矩 (2) 计算扭矩 (3) (4) 强度校核 T

强度足够。 注：强度校核类问题，最后必需给出结论。 3-5. 图示轴AB 的转速n =120 r/min ，从B 轮输入功率P = kW ，功率的一半通过锥形齿轮 传送给轴C ，另一半由水平轴H 输出。已知D 1=60 cm ，D 2=24 cm ，d 1=10 cm ，d 2=8 cm ，d 3=6 cm ，[τ]=20 MPa 。试对各轴进行强度校核。 解：（1 （2（3）计算抗扭截面系数 （ 4）强度校核 强度足够。 3-6. 图示阶梯形圆轴直径分别为d 1=40 mm ，d 2=70 mm ，轴上装有三个带轮。已知由轮3 输入的功率为P 3=30 kW ，轮1输出的功率为P 1=13 kW ，轴作匀速转动，转速n =200 r/min ，许用扭转角[θ]=2 o /m 。试校核 轴的强度和刚度。解：(1) 计算外力偶矩 (2) 计算扭矩 T

材料力学习题册答案_第6章_弯曲变形

第六章弯曲变形 一、是非判断题 1．梁的挠曲线近似微分方程为EIy’’=M（x）。（√）2．梁上弯矩最大的截面，挠度也最大，弯矩为零的截面，转角为零。（×）3．两根几何尺寸、支撑条件完全相同的静定梁，只要所受载荷相同，则两梁所对应的截面的挠度及转角相同，而与梁的材料是 否相同无关。（×）4．等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线的曲率最大值发生在转角等于零的截面处。（×）5．若梁上中间铰链处无集中力偶作用，则中间铰链左右两侧截面的挠度相等，转角不等。（√）6．简支梁的抗弯刚度EI相同，在梁中间受载荷F相同，当梁的跨度增大一倍后，其最大挠度增加四倍。（×）7．当一个梁同时受几个力作用时，某截面的挠度和转角就等于每一个单独作用下该截面的挠度和转角的代数和。（√）8．弯矩突变的截面转角也有突变。（×） 二、选择题 1. 梁的挠度是（D） A 横截面上任一点沿梁轴线方向的位移 B 横截面形心沿梁轴方向的位移 C横截面形心沿梁轴方向的线位移

D 横截面形心的位移 2. 在下列关于挠度、转角正负号的概念中，（B）是正确的。 A 转角的正负号与坐标系有关，挠度的正负号与坐标系无关 B 转角的正负号与坐标系无关，挠度的正负号与坐标系有关 C 转角和挠度的正负号均与坐标系有关 D 转角和挠度的正负号均与坐标系无关 3. 挠曲线近似微分方程在（D）条件下成立。 A 梁的变形属于小变形 B 材料服从胡克定律 C 挠曲线在xoy平面 D 同时满足A、B、C 4. 等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线的最大曲率发生在（D）处。 A 挠度最大 B 转角最大 C 剪力最大 D 弯矩最大 5. 两简支梁，一根为刚，一根为铜，已知它们的抗弯刚度相同。跨中作用有相同的力F，二者的（B）不同。 A支反力 B 最大正应力 C 最大挠度D最大转角6. 某悬臂梁其刚度为EI，跨度为l，自由端作用有力F。为减小最大挠度，则下列方案中最佳方案是（B） A 梁长改为l /2，惯性矩改为I/8 B 梁长改为3 l /4，惯性矩改为I/2 C 梁长改为5 l /4，惯性矩改为3I/2 D 梁长改为3 l /2，惯性矩改为I/4 7. 已知等截面直梁在某一段上的挠曲线方程为： y(x)=Ax2(4lx - 6l2-x2)，则该段梁上（B）

材料力学复习总结

《材料力学》第五版 刘鸿文 主编 第一章 绪论 一、材料力学中工程构件应满足的3方面要求是：强度要求、刚度要求和稳定性要求。 二、强度要求是指构件应有足够的抵抗破坏的能力；刚度要求是指构件应有足够的抵抗变形的能力；稳定性要求是指构件应有足够的保持原有平衡形态的能 力。 三、材料力学中对可变形固体进行的3个的基本假设是：连续性假设、均匀性假设和各向同性假设。 第二章 轴向拉压 一、轴力图：注意要标明轴力的大小、单位和正负号。 二、轴力正负号的规定：拉伸时的轴力为正，压缩时的轴力为负。注意此规定只适用于轴力，轴力是内力，不适用于外力。 三、轴向拉压时横截面上正应力的计算公式：N F A σ= 注意正应力有正负号，拉伸时的正应力为正，压缩时的正应力为负。 四、斜截面上的正应力及切应力的计算公式：2cos ασσα=，sin 22 αστα= 注意角度α是指斜截面与横截面的夹角。 五、轴向拉压时横截面上正应力的强度条件[],max max N F A σσ=≤ 六、利用正应力强度条件可解决的三种问题：1.强度校核[],max max N F A σσ=≤ 一定要有结论 2.设计截面[],max N F A σ≥ 3.确定许可荷载[],max N F A σ≤ 七、线应变l l ε?=没有量纲、泊松比'εμε=没有量纲且只与材料有关、 胡克定律的两种表达形式：E σε=，N F l l EA ?= 注意当杆件伸长时l ?为正，缩短时l ?为负。 八、低碳钢的轴向拉伸实验：会画过程的应力－应变曲线，知道四个阶段及相应的四个极限应力：弹性阶段（比例极限p σ，弹性极限e σ）、屈服阶段（屈服

材料力学扭矩习题

第六章 圆轴的扭转 习题解析 6-1 试述绘制扭矩图的方法和步骤。 答：首先求任意截面的扭矩，一般步骤为：“假截留半，内力代换，内外平衡”。熟练后也可用简捷方法计算而无须画出分离体受力图。 取平行于轴线的横坐标表示横截面的位置，用纵坐标表示扭矩的代数值，画出各截面扭矩的变化图，即为扭矩图。 6-2 为什么空心轴比实心轴能充分发挥材料的作用？ 答：空心圆轴比实心轴能充分发挥材料的作用，其原因在于圆轴扭转时，横截面上应力呈线性分布，越接近截面中心，应力越小，那里的材料就没有充分发挥作用。做成空心轴，使得截面中心处的材料安置到轴的外缘，材料得到了充分利用。而且也减轻了构件的自重。 6-3 已知圆杆横截面上的扭矩，试画出截面上与T 对应的切应力分布图。 图6-1 题6-3图 解：截面上与T 对应的切应力分布图如下： 图6-2 6-4 用截面法求图6-3所示各杆在1-1、2-2、3-3截面上的扭矩。 图6-3 题6-4图 解：a)采用截面法计算扭矩（见图6-4）。 取1-1截面左侧外力偶矩计算，可得m kN T ?-=-311。 取2-2截面左侧外力偶矩计算，由平衡方程 062122=+?-+-T m kN ）（，可得

m kN T ?=-322。 取3-3截面右侧外力偶矩计算，可得m kN T ?=-133。 图6-4 b) 采用截面法计算扭矩（见图6-5）。 取1-1截面左侧外力偶矩计算，可得m kN T ?-=-511。 取2-2截面左侧外力偶矩计算，由平衡方程05522=+?+-T m kN ）（，可得 m kN T ?-=-1022。 取3-3截面右侧外力偶矩计算，由平衡方程03333=+?+-T m kN ）（ ，可得m kN T ?-=-633。 图6-5 6-5 如图6-6所示，作各杆的扭矩图。

简明材料力学习题解答

3-1. 用截面法求图示各杆在截面1-1、2-2、3-3上的扭矩。并于截面上有矢量表示扭矩， 指出扭矩的符号。作出各杆扭矩图。 解: (a) (1) 用截面法求1-1截面上的扭矩 (2) 用截面法求2-2 (3) 画扭矩图 (b) (1) 用截面法求1-1截面上的扭矩 (2) 用截面法求2-2截面上的扭矩 ( 2 1 x 2 x T x T 1 x

(3) 用截面法求3-3截面上的扭矩 (4) 画扭矩图 . 直径D =50 mm 处的切应力，并求横截面上 的最大切应力。 解: (1) 圆轴的极惯性矩 点的切应力 (2) 圆轴的抗扭截面系数 截面上的最大切应力 注：截面上的切应力成线性分布，所以也可以用比例关系求最大切应力。 . 发电量为1500 kW 的水轮机主轴如图示。D =550 mm ，d =300 mm ，正常转速n =250 r/min 。 材料的许用剪应力[τ]=500 MPa 。试校核水轮机主轴的强度。 解：(1) 计算外力偶矩 (2) 计算扭矩 (3) 2 T

(4) 强度校核 强度足够。 注：强度校核类问题，最后必需给出结论。 3-5. 图示轴AB 的转速n =120 r/min ，从B 轮输入功率P = kW ，功率的一半通过锥形齿轮传 送给轴C ，另一半由水平轴H 输出。已知D 1=60 cm ，D 2=24 cm ，d 1=10 cm ，d 2=8 cm ，d 3=6 cm ，[τ]=20 MPa 。试对各轴进行强度校核。 解：（1 （2（3）计算抗扭截面系数 （4）强度校核 强度足够。 3-6. 图示阶梯形圆轴直径分别为d 1=40 mm ，d 2=70 mm ，轴上装有三个带轮。已知由轮3输 入的功率为P 3=30 kW ，轮1输出的功率为P 1=13 kW ，轴作匀速转动，转速n =200 r/min ，[θ]=2 o /m 。试校核轴的强度 和刚度。 解：(1) 计算外力偶矩(2) 计算扭矩

材料力学第六章复习题

第六章 弯曲应力 1．图示梁的材料为铸铁，截面形式有四种如图： 最佳形式为 。 2．为了提高梁的承载能力，对同一梁、相同的均布载荷q ，下列哪一种支承条件下，梁的强度最好： 正确答案是 。 3．设计钢梁时，宜采用中性轴为（ ）的截面；设计铸铁梁时，宜采用中性轴为（ ）的截面。 正确答案是 。 (A) 对称轴 (B) 偏于受拉边的非对称轴 （C) 偏于受压边的非对称轴 (D) 对称或非对称轴 4．梁在弯曲时，横截面上正应力沿高度是按 分布的；中性轴上的正应力为 ； 矩形截面梁横截面上剪应力沿高度是按 分布的，中性轴上的剪应力为 。 5．矩形截面梁若 max Q 、m ax M 和截面宽度b 不变， 而将高度增加一倍，则最大弯曲正应力为原来的 倍，最大弯曲剪应力为原来的 倍。 6．图示正方形截面简支梁，若载荷不变， 而将边长增加一倍，其则最大弯曲正应力为原来的 倍， 最大弯曲剪应力为原来的 倍。 (A) (B) (C) (D) (C) (B) (D)

7．下图所示的梁跨中截面上A 、B 两点的应力A σ= ； A τ= ； B τ= 。 8．图示T 字形截面梁。若已知A —A 截面上、下表面处沿x 方向的线应变分别是 0004.0-='ε， 0002.0=''ε，则此截面中性轴位置=c y h （C 为形心） 9．铸铁丁字形截面梁的许用应力分别为：许用拉应力 [ t σ] = 50MPa ，许用压应力[c σ] = 200 MPa 。则 上下边缘距中性轴的合理比值为 21/y y 为多少？（C 为形心） 10．⊥形截面铸铁悬臂梁，尺寸及载荷如图所示。若材料的拉伸许用应力[]MPa l 40=σ，压缩许用应 力 []MPa c 160=σ，截面对形心轴z c 的惯性矩410180cm zc =I ，cm h 64.91=，试计算该 梁的许可载荷P 。 11．正方形截面简支梁，受有均布载荷作用如图，若[ σ ] = 6 [ τ ] ，证明当梁内最大正应力和最大剪应力同 时达到许用应力时，l / a = 6 x A-A B c

6材料力学习题解答(弯曲应力)

6.1. 矩形截面悬臂梁如图所示，已知l =4 m ， b / h =2/3，q =10 kN/m ，[σ]=10 MPa ，试确 定此梁横截面的尺寸。 解：(1) 画梁的弯矩图 由弯矩图知： 2max 2 ql M = (2) 计算抗弯截面系数 32 323669 h bh h W === (3) 强度计算 2 2max max 33912[]29 416 277ql M ql h W h h mm b mm σσ= ==?≤∴≥==≥ 6.2. 20a 工字钢梁的支承和受力情况如图所示，若[σ]=160 MPa ，试求许可载荷。 解：(1) 画梁的弯矩图 由弯矩图知： No20a x ql 2 x

max 23 P M = (2) 查表得抗弯截面系数 6323710W m -=? (3) 强度计算 max max 66 223[] 33[]3237101601056.8822 P M P W W W W P kN σσσ-===?≤????∴≤== 取许可载荷 []57P kN = 6.3. 图示圆轴的外伸部分系空心轴。试作轴弯矩图，并求轴内最大正应力。 解：(1) 画梁的弯矩图 由弯矩图知：可能危险截面是C 和B 截面 (2) 计算危险截面上的最大正应力值 C 截面： 3max 33 32 1.341063.20.0632 C C C C C M M MPa d W σππ??====? B 截面： 3max 34 3444 0.91062.10.060.045(1)(1)32320.06B B B B B B B M M MPa D d W D σππ?====?-- (3) 轴内的最大正应力值 MPa C 2.63max max ==σσ x

材料力学第六章习题选及其解答

6-2. 用积分法求图示各梁的挠曲线方程、自由端的挠 度和转角。设EI=常量。 解：（1 ?? ?∈---=∈-=) 2,[ )()(] ,0[ )(222221111a a x a x P Px x M a x Px x M （2）挠曲线近似微分方程 ?? ?---==-==) ()('')(''222221 111a x P Px x M EIy Px x M EIy （3）直接积分两次 ?????? ? +---=+-=2222221211)(22'2'C a x P x P EIy C x P EIy ??? ??? ? ++---=++-=222323221 11311)(666 D x C a x P x P EIy D x C x P EIy （4）确定积分常数 边界条件： 0' ,0 :2222===y y a x 光滑连续条件： '' , :212121y y y y a x x ==== 求解得积分常数 3212212 7 25Pa D D Pa C C -=== = 梁的挠曲线方程和转角方程是

???????+---=+-=2 222222 2112 5)(22'252'Pa a x P x P EIy Pa x P EIy ??? ??? ?-+---=-+-=3 22323223123112725)(662 7256Pa x Pa a x P x P EIy Pa x Pa x P EIy （5）自由端的挠度和转角 令x1=0： EI Pa y EI Pa y 25' ,272 131= -= 6-4. 求图示悬臂梁的挠曲线方程，自由端的挠度和转角。设EI=常量。求解时应 注意CB 段内无载荷，故CB 仍为直线。 解：（1）求约束反力 Pa M P R A A == （2）列AC 段的弯矩方程 ],0( )(a x Pa Px x M ∈-= （3）挠曲线近似微分方程 Pa Px x M EIy -==)('' （4）直接积分两次 D Cx x Pa x P EIy C Pax x P EIy ++-=+-=2 32 2 62 ' a) M

材料力学练习题与答案-全

学年第二学期材料力学试题(A 卷) 题号一二三四五六总分得分 一、选择题（20 分） 1、图示刚性梁 AB 由杆 1 和杆 2 支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为 A 1和 A 2，若载荷 P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（）。 A、A1〈A2 B、A1〉A2 C、A1=A2 题一、1 图 D、A1、A2为任意 2、建立圆轴的扭转应力公式τ ρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（） （1）扭矩 M T与剪应力τρ的关系 M T=∫Aτρρ dA （2）变形的几何关系（即变形协调条件） （3）剪切虎克定律 （4）极惯性矩的关系式 I T=∫Aρ2dA A 、（1）B、（1）（ 2）C、（ 1）（2）（3）D、全部 3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（） A、σ B、2σ C、3σ D、4σ题一、3图 4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面

梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（） A 、提高到原来的 2 倍 B、提高到原来的 4 倍 C、降低到原来的1/2 倍 D、降低到原来的 1/4 倍 5.已知图示二梁的抗弯截面刚度 EI 相同，若二者自由端的挠度相等， 则 P1/P2=（） A、2 B、4 C、8题一、5图 D、16 二、作图示梁的剪力图、弯矩图。（１５分） 二题图 三、如图所示直径为 d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成 450方向的正应变，试求力偶矩 m 之值、材料的弹性常数 E、μ 均为已知。（15 分） 三题图

四、电动机功率为 9kW ，转速为 715r/min，皮带轮直径 D=250mm， -主轴外伸部分长度为 l=120mm，主轴直径 d=40mm，〔σ 〕=60MPa，用- - - - -第三强度理论校核轴的强度。（15 分） - - - - - - - - - - - - - - - - - 号- - - 学-- - _-- _-- _- _--四题图 _- _-- _- _- _- _--五、重量为 Q 的重物自由下落在图示刚架 C 点，设刚架的抗弯刚度为 _- _- - 名- - -EI，试求冲击时刚架 D 处的垂直位移。（15 分） 姓- - - - - -六、结构如图所示， P=15kN，已知梁和杆为一种材料， E=210GPa。梁 - 级题 ABC 的惯性矩 I=245cm4，等直圆杆 BD 的直径 D=40mm。规定杆 BD 答 班 准的稳定安全系数 n st。 不=2 内求○1 BD 杆承受的压力。 线 ○2用欧拉公式判断 BD 杆是否失稳。（20 分） 业封 专密 _- _- _-- _- _-- _- _-- _- _- _- _-- _- _-- _- _-- - - 院-- - 学- - - 术-- - 技-- - 程-- - 工- -五题图六题图-- - - - - - - -

《材料力学》期末复习题

1、解释：形变（应变）强化、弹性变形、刚度、弹性不完整性、弹性后效、弹性滞后、Bauschinger效应、应变时效、韧性、脆性断裂、韧性断裂、平面应力状态、平面应变状态、低温脆性、高周疲劳、低周疲劳、疲劳极限、等强温度、弹性极限、疲劳极限、应力腐蚀开裂、氢脆、腐蚀疲劳、蠕变极限、持久强度、松弛稳定性、磨损。 2.弹性滞后环是由于什么原因产生的。材料的弹性滞后环的大小对不同零件有不同的要求？ 弹性滞后环是由于材料的加载线和卸载线不重合而产生的。对机床的底座等构件，为保证机器的平稳运转，材料的弹性滞后环越大越好；而对弹簧片、钟表等材料，要求材料的弹性滞后环越小越好。3.断口的三个特征区？微孔聚集型断裂、解理断裂和沿晶断裂的微观特征分别为？ 断口的三要素是纤维区、放射区和剪切唇。微孔聚集型断裂的微观特征是韧窝；解理断裂的微观特征主要有解理台阶和河流和舌状花样；沿晶断裂的微观特征为石状断口和冰糖块状断口。 4.应力状态系数α值大小和应力状态的软硬关系。为测量脆性材料的塑性，常选用应力状态系数α值（大）的实验方法，如（压缩）等。 5. 在扭转实验中，塑性材料的断口方向及形貌，产生的原因？脆性材料的断口的断口方向及形貌，产生的原因？ 在扭转试验中，塑性材料的断裂面与试样轴线垂直；脆性材料的断裂面与试样轴线成450。 6. 材料截面上缺口的存在，使得缺口根部产生（应力集中）和（双（三）向应力），试样的屈服强度（升高），塑性（降低）。 7. 低温脆性常发生在具有什么结构的金属及合金中，在什么结构的金属及合金中很少发现。 低温脆性常发生在具有体心立方结构的金属及合金 中，而在面心立方结构的金属及合金中很少发现。 8. 按断裂寿命和应力水平，疲劳可分为？疲劳断口的典型特征是？ 9.材料的磨损按机理可分为哪些磨损形式。 10. 不同加载试验下的应力状态系数分别为多少？ 11. 材料的断裂按断裂机理可分为？按断裂前塑性变形大小可分为？ 答：材料的断裂按断裂机理分可分为微孔聚集型断裂，解理断裂和沿晶断裂；按断裂前塑性变形大小分可分为延性断裂和脆性断裂。微孔聚集型断裂的微观特征是韧窝；解理断裂的微观特征主要有解理台阶和河流和舌状花

材料力学作业习题

第二章 轴向拉伸与压缩 1、试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力,并做轴力图。 （1） （2） 2、图示拉杆承受轴向拉力F =10kN ，杆的横截面面积A =100mm 2 。如以α表示斜截面与横 截面的夹角，试求当α=10°,30°,45°,60°,90°时各斜截面上的正应力和切应力,并用图表示其方向。 3、一木桩受力如图所示。柱的横截面为边长200mm 的正方形,材料可认为符合胡克定律,其弹性模量E =10GPa 。如不计柱的自重，试求： (1)作轴力图； (2)各段柱横截面上的应力； (3)各段柱的纵向线应变； (4)柱的总变形。 4、(1)试证明受轴向拉伸(压缩)的圆截面杆横截面沿圆周方向的线应变d ε,等于直径方向的线应变d ε。 (2)一根直径为d =10mm 的圆截面杆,在轴向拉力F 作用下,直径减小0.0025mm 。如材料的弹性摸量E =210GPa ，泊松比ν=0.3,试求轴向拉力F 。 (3)空心圆截面钢杆,外直径D =120mm,内直径d =60mm,材料的泊松比ν=0.3。当其受轴向拉伸时, 已知纵向线应变ε=0.001,试求其变形后的壁厚δ。

5、图示A和B两点之间原有水平方向的一根直径d=1mm的钢丝,在钢丝的中点C加一竖直荷载F。已知钢丝产生的线应变为ε=0.0035,其材料的弹性模量E=210GPa，钢丝的自重不计。试求： (1) 钢丝横截面上的应力(假设钢丝经过冷拉,在断裂前可认为符合胡克定律)； (2) 钢丝在C点下降的距离?； (3) 荷载F的值。 6、简易起重设备的计算简图如图所示.一直斜杆AB应用两根63mm×40mm×4mm不等边角钢组 [σ=170MPa。试问在提起重量为P=15kN的重物时,斜杆AB是否满足强度成,钢的许用应力] 条件? 7、一结构受力如图所示,杆件AB,AD均由两根等边角钢组成。已知材料的许用应力[σ=170MPa，试选择杆AB,AD的角钢型号。 ] E

材料力学习题解答

. 矩形截面悬臂梁如图所示，已知l =4 m ， b / h =2/3，q =10 kN/m ，[]=10 MPa ，试确 定此梁横截面的尺寸。 解：(1) 画梁的弯矩图 由弯矩图知： 2max 2 ql M = (2) 计算抗弯截面系数 32 323669 h bh h W === (3) 强度计算 2 2max max 33232 336 912[]29 9910104416 2[]21010 277ql M ql h W h ql h mm b mm σσσ= ==?≤???∴≥==??≥ 6.2. 20a 工字钢梁的支承和受力情况如图所示，若[]=160 MPa ，试求许可载荷。 解：(1) 画梁的弯矩图 由弯矩图知： q l b h A P P B D C 2m 2m 2m No20a M 2P /3 2P /3 x (+) (-) M ql 2 /2 (-x

max 23 P M = (2) 查表得抗弯截面系数 6323710W m -=? (3) 强度计算 max max 66 22 3[] 33[]3237101601056.8822 P M P W W W W P kN σσσ-===?≤????∴≤== 取许可载荷 []57P kN = . 图示圆轴的外伸部分系空心轴。试作轴弯矩图，并求轴内最大正应力。 解：(1) 画梁的弯矩图 由弯矩图知：可能危险截面是C 和B 截面 (2) 计算危险截面上的最大正应力值 C 截面： 3max 33 32 1.341063.20.0632 C C C C C M M MPa d W σππ??====? B 截面： 3max 34 3444 0.91062.10.060.045(1)(1)32320.06B B B B B B B M M MPa D d W D σππ?====?-- (3) 轴内的最大正应力值 MPa C 2.63max max ==σσ 4M x