大学期末考试---材料力学试题及答案汇总
一、判断题（正确打“√”，错误打“X ”，本题满分为10分）
1、拉杆伸长后，横向会缩短，这是因为杆有横向应力的存在。( )
2、圆截面杆件受扭时，横截面上的最大切应力发生在横截面离圆心最远处。( )
3、两梁的跨度、承受载荷及支承相同，但材料和横截面面积不同，因而两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。( )
4、交变应力是指构件内的应力，它随时间作周期性变化，而作用在构件上的载荷可能是动载荷，也可能是静载荷。( )
5、弹性体的应变能与加载次序无关，只与载荷的最终值有关。（ ）
6、单元体上最大切应力作用面上必无正应力。( )
7、平行移轴公式表示图形对任意两个相互平行轴的惯性矩和惯性积之间的关系。（ ） 8、动载荷作用下，构件内的动应力与材料的弹性模量有关。( )
9、构件由突加载荷所引起的应力，是由相应的静载荷所引起应力的两倍。( )
10、包围一个点一定有一个单元体，该单元体各个面上只有正应力而无切应力。( ) 二、选择题（每个2分，本题满分16分）
1．应用拉压正应力公式
A F N
=
σ的条件是（ ）。
A 、应力小于比例极限；
B 、外力的合力沿杆轴线；
C 、应力小于弹性极限；
D 、应力小于屈服极限。
2．梁拟用图示两种方式搁置，则两种情况下的最大弯曲正应力之比 )(m ax )(m ax b a σσ 为（ ）。
A 、1/4；
B 、1/16；
C 、1/64；
D 、16。
3
、关于弹性体受力后某一方向的应力与应变关系有如下论述：正确的是
。 A 、有应力一定有应变，有应变不一定有应力； B 、有应力不一定有应变，有应变不一定有应力； C 、有应力不一定有应变，有应变一定有应力； D 、有应力一定有应变，有应变一定有应力。
4、火车运动时，其轮轴横截面边缘上危险点的应力有四种说法，正确的是 。 A ：脉动循环应力： B ：非对称的循环应力； C ：不变的弯曲应力；D ：对称循环应力
5、如图所示的铸铁制悬臂梁受集中力F 作用，其合理的截面形状应为图（ b ）
6、对钢制圆轴作扭转校核时，发现强度和刚度均比规定的要求低了20%，若安全因数不变，改用屈服极限提高了30%的钢材，则圆轴的（ c ） 强度、刚度均足够；B 、强度不够，刚度足够； 强度足够，刚度不够；D 、强度、刚度均不够。
7、图示拉杆的外表面上有一斜线，当拉杆变形时，斜线将 d 。 A ：平动 ；B ：转动
C ：不动；
D ：平动加转动
8、按照第三强度理论，比较图中两个应力状态的相当应力正确的是（ a ）。（图中应力单位为MPa ）
h
4h (a) h 4h
(b)
两者相同； B 、（a ）大； C 、（b ）大； D 、无法判断 一、判断：
× √ × × √ × × √ √ √二、选择：B A C D B C D A 三、简要计算与回答（12分）
1．标距为100mm 的标准试件，直径为10mm ，拉断后测得伸长后的标矩为123mm ，颈缩处的最小直径为6.4mm ，试计算该材料的延伸率和截面收缩率各为多少。
延伸率：
100
100100123?-=δ％=23％
截面收缩率：
100104
4.6104
222??-=ππ?）（％=59.04％
2．如图所示圆截面轴，B 截面上有2M0作用，C 截面有力偶M0作用，圆截面的直径为d ，试求C 截面相对A 截面的扭转角?CA 和整个圆轴最大扭转剪应力τmax 。 轴的扭矩图为：
则扭转角
)(00=+-==∑p
p i CA GI a
M GI a M ??
整个圆轴最大扭转剪应力τmax
3
30m ax m ax
1616
d M d M W T t ππτ===
3、求图示单元体指定截面上的正应力和切应力（图中单位为MPa ）
MPa x 30=σ MPa y 50=σ M P a
x 120-=τ ?=30α MPa 9.13860sin )120(60cos 250
3025030=?--?-++=
ασ MPa
7.6860cos )120(60sin 25030-=?-+?-=ατ
四、（12分）绘制此梁的内力图
五、(14分) 手摇绞车如图所示，轴AB 的直径d=30mm ，材料的许用应力[σ]=100Mpa ，已知P 为1000N ，试绘出危险点
的内力要素，按第三强度理论校核轴的强度。 危险截面：绞车轮所在截面左边截面
危险截面上危险点的位置：最上、最下两点
Nm P
M 2004.02=?=
Nm P T 18018.0=?= []σπσ MPa d W T M z
r 6.1013218020032
22
23=+=
+=
故强度不满足。
六、（14分）图a 所示悬臂梁，自由端的挠度和转角为
EI Fl EI Fl w B B 2,32
3=
=θ。图b 所示悬臂梁，已知a, b, E, I 。重量Q 的重物自高度h 处自由下落，冲击梁上的B 点处。试求梁在C 点处的最大冲击挠度。
F Q h
A B A B C l a b
(a) (b) 当Q 作为静载荷作用在B 点时，C 点的挠度为
)
32(6232
23b a EI Qa EI Qa b EI Qa b w w B B C +=+=+=θ
动荷因数
B
st d w h
h K 211211++=?+
+=
梁在C 点处的最大冲击挠度为
??
?
???+++==?32611)32(6Qa hEI b a EI Qa w K C d d
七、（12分）已知AB 为刚性梁，AC 为两端铰接的钢制圆杆，横截面直径d=20mm ，σp=200Mpa ，
σs=240Mpa ，E=200Gpa ，直线经验公式的系数a=304Mpa ，b=1.118Mpa ，P=4kN,稳定安全系数nst=5，试校核其稳定性。 对AB ：
∑=0D M 02=-Pa a F AC
解得 KN
P F AC 22==
对杆AC ，
992
≈=
p
p E
σπλ 而
p
d i
ul λλ 200410001=?==
故杆AC 为大柔度杆，其临界压力为
422
2d E F Cr πλπ= 校核其稳定性：解得
515 =AC
Cr
F F 故稳定性可以满足。
八、（10分）在受集中力F 作用的矩形截面简支梁中，测得中性层上K 点处沿45o 方向的线应变
6
45 2.610o
ε-=?。已知材料弹性常数E=200Gpa ，μ =0.28，h=200mm ， b=100mm 。试求集中力F 。
F
45o K h
b
2m 1m
该截面上的剪力为
3F F s =
，中性层上K 点的切应力为 bh F bh F
A F s 235.123=
==τ
0=x σ 0
=y
σ
ττ=x ?=45α
τσ-=?
45 τσ=?
135
135
1354511(1)()2u u F u E E Ebh εσστ?
??++=-==（） 故16.25KN F =
一、判断题（正确打“√”，错误打“X”，本题满分为10分）
1、切应变是变形后构件中任意两根微线段夹角角度的变化量。( )
2、一点沿某一方向的正应力为零，则沿该方向的线应变也为零。( )
3、应变能等于外力所做的功，由于功有正负，因此杆的应变能也有正负。( )
4、研究杆件的应力与变形时，力可按力线平移定理进行移动。（）
5、交变应力是指构件内的应力，它随时间作周期性变化，而作用在构件上的载荷可能是动载荷，也可能是静载荷。( )
6、塑性材料制成的杆件，其危险点必须用第三或第四强度理论所建立的强度条件来校核强度。（）
7、在单元体两个相互垂直的截面上，切应力的大小可以相等，也可以不等。（）
8、超静定结构的相当系统和补充方程不是唯一的，但其计算结果都是唯一的。( )
9、两梁的跨度、承受载荷及支承相同，但材料和横截面面积不同，因而两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。( )
10、平行移轴公式表示图形对任意两个相互平行轴的惯性矩和惯性积之间的关系。（）
二、选择题（每个2分，本题满分16分）
1、如图所示的铸铁制悬臂梁受集中力F作用，其合理的截面形状应为图（）
2、图示钢杆，放置在两刚性平面之间，杆内无初始应力。当温度均匀升高Δt℃后，杆上任一点A处的应力σ与纵向应变ε之值的可能情形是（）
A、σ≠0,ε=0 ；
B、σ=0,ε=0；
C、σ≠0,ε≠0 ；
D、σ=0,ε≠0
3、低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四种指标得到提高的是。
A：强度极限；B：比例极限；C：截面收缩率；D：延伸率（伸长率）
4、自由落体冲击时的动荷因数，不正确答案是
A 与被冲击物的刚度有关；
B 与自由落体下落的高度有关；
C 与被冲击物的刚度无关；
D 与冲击刚发生时，自由落体下落的速度有关。
5、受轴向拉伸的等直杆，在比例极限内受力，若要减小杆的纵向变形，需要改变抗拉压刚度，即
A、减小EA
B、减小EI
C、增大EA
D、减小EI
6、两端铰支圆截面细长压杆，若在某一截面上开一小孔。关于这一小孔对压杆稳定承载能力及强度的影响，正确的是。
A：对强度和稳定承载能力都有较大消弱；
B：对强度和稳定承载能力都不会消弱；
C：对强度无消弱，对稳定承载能力有较大消弱；
D：对强度有较大消弱，对稳定承载能力无消弱。
7、等直杆受力如图，其横截面面积A=100mm2，则横截面mk上的正应力为（）。
A、50MPa(压应力) ；
B、40MPa(压应力) ；
C、90MPa(压应力) ；
D、90MPa(拉应力)
8、矩形截面梁受弯曲变形，如果梁横截面的高度增加一倍时，则梁内的最大正应力为原来的多少倍？梁的最大挠度为原来的多少倍？（）
A 正应力为1/4倍，挠度为1/8倍；B正应力为1/2倍，挠度为1/4倍；
C 正应力和挠度均为1/4倍；
D 无法确定
三、填空题（12分）
1、横截面和材料均相同的两根等长细长压杆，A 为两端铰支，B 为一端固定另一端自由，则前者与后者临界压力之比为 。
2、已知塑性材料某点的三个主应力为30MPa 、-15MPa 、-45MPa ，则该点的最大主应力为 ；第三强度理论的相当应力为 。
3、受力构件的材料弹性常数为E 、G 、μ，该构件一点处的主应力σ1=σ2=σ3，则最大主应变为 ，形状改变比能为 。
4、两根承受轴向拉伸的杆件均在弹性范围内，一为钢杆其弹模量为200Gpa ，另一为铸铁杆其弹模量为100Gpa 。若两杆横截面上的正应力相同，则两杆纵向应变的比值为 ；若两杆的纵向应变相同，则两杆横截面上正应力的比值为 。
5、标距为100mm 的标准试件，直径为10 mm ，拉断后测得伸长后的标距为123 mm ，颈缩处的最小直径为6.4 mm ，则该材料的δ= ；ψ= 。
6、从材料力学的角度来讲，为了使构件能正常的工作，必须使构件具有足够的 ； ； 。
××××√；××√××选择题B A B C C D D A
1、4：1
2、a MP 30 ,a MP 75
3、,
)21(1
E u σ-0
4、1:2,2:1
5、23％, 59.04％
6、强度、刚度、稳定性
四、绘制此梁的内力图
五、如图所示结构，A ，B ，C 均为铰接，AB 杆为实心圆截面
杆，其d0=40mm ，BC 杆为空心圆管外径为D=60mm ，内径d=40mm ，已知材料的σp= 200Mpa ，σs=240Mpa ，E=200Gpa ，a=304Mpa ，b=1.12Mpa ，若规定稳定安全系数ηst=3,强度安全系
数η=2试求结构的许可载荷[F]。 节点B 受力如图所示
∑=0xi F 0
30cos =-?BA BC
F F
∑=0yi F 0
30sin =-?F F
BC
解得 F F BA 3=
F F BC 2=
对杆BC ，应满足拉伸强度条件：2
4
2
s
BC d F σ≤
解得 KN F 4.75≤
对杆AB ，
99
2≈=p
p E σπλ 而
p
d i
ul λλ 1504150010=?==
故杆AB 为大柔度杆，应满足稳定性条件：3≥AB
Cr
F F
即 33)(22≥=F ul EI
F F BA Cr π 其中
644d I π=
解得 KN F 2.21≤ 故该结构的最大许可载荷[P]=21.2KN 。
六、图示钢质拐轴，AB 轴的d=30mm ，承受集中载荷F=1kN 作用，许用应力[σ]=160Mpa 。试根据第四强度理论校核轴AB 的强度。 解：（1）AB 轴产生弯扭组合变形，固定端面为危险截面，危险点位于固定端面的最上和最下的边缘点。危险截面上的内力有： 弯矩m KN M
.15.015.01=?=，
扭矩：m KN .14.014.01T
=?=。
（2）危险点的应力单元体如图所示
（3）该杆为圆截面杆所以第四强度理论的相当应力
W
T M xd 2
2475.0+=
σ，其中
323
d W π=
代入数据的：
MPa MPa r 1608.724 =σ 所以AB 轴强度足够。
七、悬臂梁尺寸载荷如图所示，若材料的容许拉应力[σ]+=40Mpa ，容许压应力[σc]—=160Mpa ，截面对形新轴的惯性矩Iz=10180cm4，h1=9.64cm ，试计算该梁的许可载荷[P]。 梁的弯矩图为：
危险截面为A 、C 两截面，通过比较，危险点皆位于离中性轴较远的边缘，
对A 截面上：][)
250(8.012m ax m ax -+-≤-==
σσz
z I h P I h M
解得
KN P 6.132≤
对C 截面上：]
[)250(6.012m ax m ax
+-+≤-==σσz
z I h P I h M
解得
KN P 2.44≤
故该梁的许可载荷[P]=44.2KN
八、验测得拉伸试件上点K 沿与轴线成45o方向的线应变为ε，已知试件的横截面积为A ，材料的弹性模量为E ，泊松比为μ，试求试件此时所受拉力F 。
A F
x =
σ 0=y σ0=x τ ?=45α
245x
σσ=
?
2135x
σσ=
?
εσσε=-=-=
?
??
A F E u u E 21)(11354545
故
u EA F -=
12ε
浙江大学材料力学乙复试经历
材料力学 浙大复试经验谈： 机会是留给有准备的人的，初试考完就要开始积极准备复试了。因为成绩下来不久就要开始进行复试了，而且复试所占比例相对也比较大，而且老师一般都会很看重复试成绩。所以复试是很重要的环节，应该要充分的准备，争取给老师留下好印象。 不同的专业复试内容不同，对于土木系来说，包括笔试和面试两部分。笔试部分主要考土力学。网上一般没有复试时的考试范围，但主要是大学期间所学的主要课程的综合，这就要求我们平时学好各门课程，多看看书，把专业课的课本尽量多熟悉一下，一般不会太简单。时间只有一个小时，都是选择题和判断题。不过如果特难的话，大家做的就都不好了，所以也不要恢心，以免影响面试情绪。 面试部分除了会考土力学、材料力学，还会有一些开放性的问题，譬如你没有被浙江大学录取你会怎么办，还可能会让你解释超孔隙水压力，为什么土体会变形等。10年复试的问题还有“你觉得参与社会活动对你的专业和科研有帮助吗？”，“阐述一下有效应力原理”、“一维固结原理的假设条件有哪些？”、“钢筋的分类以及在房屋结构中哪些位置需要设置圈梁”等。另外材料力学中的强度原理问题也是常考点。但专业课方面很随意，没有固定的问题，可能老师脑海里突然出现了一个问题就会问你。 对于英语的考察，可能每年都会有所变化。去年是这样的：老师会用英语告诉你接下来你要做怎样做：首先让你先用英语做自我介绍，然后给你一篇英语专业文章（内容是相关的专业英语，很容易看懂），挑其中的一段在五分钟内读完，边读边翻译成中文。然后老师会就你读错的句子或单词提问，就里面的问题用英语提问。这是比较难的，因为里面的很多专业词汇都不认识，就算能猜出意思，说的也不那么流利。但要根据你的专业知识做出大胆的猜测。
中南大学材料力学练习册答案全集
轴 向 拉 压 与 剪 切 （一） 一、概念题 1．C ；2．B ；3．B ；4. C ；5.B 6．?=0α的横截面；?=90α的纵向截面；?=45α的斜截面；?=0α的横截面和?=90α的纵向截面 7．230MPa ；325Mpa 8．0.47%；0.3% 9．26.4%；65.2%；塑性材料 10．杯口状；粒状；垂直；拉；成?45左右的角；切 11．s σ；s s n σ；b σ；b b n σ 二、计算题 1． 2．解：横截面上应力 M P a Pa A F N 1001010010 2010200643 =?=??==-σ AB 斜截面（?=50α）： MPa MPa AB AB 2.49100sin 2 100 2sin 2 3.4150cos 100cos 22=?===??==αστασσ BC 斜截面（?-=40α）： MPa MPa BC BC 2.49)80sin(2 100 2sin 2 7.58)40(cos 100cos 22-=?-===?-?==αστασσ 杆内最大正应力和最大切应力分别为： MPa MPa 502 100max max ====σ τσσ 3．解：根据活塞杆的强度条件确定最大油压P 1： 62 11212101304 4 ) (??= -d p d D ππ M P a p 1.181=
根据螺栓的强度条件确定最大油压P 2： 62 22121011064 4 ) (???= -d p d D ππ M P a p 5.62= 所以最大油压MPa p p 5.62== 4．解： 研究A 轮，由静力平衡方程得 N A B AB F kN W F ===604 查型钢表得角钢的横截面面积 2410058.4m A -?= []σσ<=*??==-MPa A F NAB AB 93.7310 058.42106024 3 所以斜杆AB 是安全的。 5．解：杆的轴力图为 492 3max max 105101004 107.15-?=???=== d AE F E Nt t πσε mm d 20= 6．解：（1）MPa Pa E 7351035.70035.01021089=?=??==εσ （2） mm m l l l l l l 7.831037.810035.1)()(2 222222=?=-=-+=-+?=?-ε （3）A F N σ= N F F N P 3.965 .10037 .834 001.0107352sin 22 6 =? ????==πθ 轴 向 拉 压 与 剪 切 （二） 一、概念题 1． D ；2．A ；3．B ；4．D ；5．D ；6．D ；7．C 8. A P 25（压）；)(27←EA Pa
中南大学材料力学期末试卷6(带答案)
第 1 页 共 3 页 σ 中南大学材料力学 一、填空（每题2分，共20分） 3．为了求解静不定问题，必须研究构件的 变形 ，从而寻找出 补充方程 。 4．材料力学中求内力的基本方法是 截面法 。 5．矩形截面梁的弯曲剪力为F S ，横截面积为A ，则梁上的最大切应力为 A F S 23 。 7．第四强度理论认为 畸变能密度 是引起屈服的主要因素。 8．挠曲线的近似微分方程是 EI M dx w d =22 。 9．求解组合变形的基本步骤是：（1）对外力进行分析或简化，使之对应基本变形 ，（2）求 解每一种基本变形的内力、应力及应变等，（3）将所得结果进行叠加。 10. 压杆稳定问题中，欧拉公式成立的条件是： 1λλ≥ 。 11．圆轴扭转时的强度条件为 []ττ≤=t W T max max ，刚度条件为 []??'≤='p T max max 。 13．莫尔强度理论的强度条件为 []]31}{σσσσc t - 。 14．进行应力分析时，单元体上切应力等于零的面称为 主平面，其上应力称为 主应力。 二、单项选择题 (每题2分，共20分) 1. 所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能的最大特点是（ C ）。 A. 强度低，对应力集中不敏感； B. 相同拉力作用下变形小； C. 断裂前几乎没有塑性变形； D. 应力-应变关系严格遵循胡克定律。 2. 在美国“9.11”事件中，恐怖分子的飞机撞击国贸大厦后，该大厦起火燃烧，然后坍塌。该大厦的破坏属于（ A ） A ．强度坏； B ．刚度坏； C ．稳定性破坏； D ．化学破坏。 3. 细长柱子的破坏一般是（ C ） A ．强度坏； B ．刚度坏； C ．稳定性破坏； D ．物理破坏。 4. 不会引起静定结构产生内力的因素是（ D ） A ．集中力； B ．集中力偶； C ．分布力； D ．温度变化。 5. “顺正逆负”的正负规定适用于（ A ）。 A ．剪力；B ．弯矩；C ．轴力；D ．扭矩。 6. 多余约束出现在（ B ）中。 A ．静定结构； B ．超静定结构； C ．框架结构； D ．桁架。 7. 雨篷过梁是（ B ）的组合变形。 A ．轴心拉压与扭转； B ．扭转与平面弯曲； C ．轴心压缩与扭转； D ．双向弯曲。 8. 在计算螺栓的挤压应力时，在公式bs bs bs A F = σ 中， bs A 是（ B ） A ．半圆柱面的面积； B. 过直径的纵截面的面积； C ．圆柱面的面积； D ．横截面积。 9. 如图所示的单元体，第三强度的相当应力公式是（ D ）。 A ． 2 2 33τ σ σ+= r ；B ． 2 2 3τ σ σ+= r ； C ． 2 2 32τ σ σ+= r ；D ． 2 2 34τ σ σ+= r 。 10. 长度和横截面面积均相同的两杆，一为钢杆，一为铝杆，在相同的拉力用下（ A ） A.铝杆的应力和钢杆相同，而变形大于钢杆 B.铝杆的应力和钢杆相同，而变形小于钢杆 C.铝杆的应力和变形都大于钢杆 D.铝杆的应力和变形都小于钢杆 三、阶梯形钢 杆的两端在C T 51=时被固定，杆件上下两段的面积分别是 215cm A =，2210cm A =，见图1。当温度升高至C T 252=时，试求杆件各部分的温度应力。钢材的 1 610 5.12--?=C l α，GPa E 200=。（15分） 解：（1）若解除一固定端，则杆的自由伸长为： T a T a T a T l l l l l l T ?=?+?=?=?αααα2 （5分） （2）由于杆两端固定，所以相当于受外力F 作用 产生T l ?的压缩，如图1所示。因此有： T a EA a F EA a F l l N N T ?-=+=?-α221 ∴[]KN A A T E F l N 33.33/1/1/221-=+?-=α （5分）
材料力学基本公式
材料力学重点及其公式 材料力学的任务 （1）强度要求；（2）刚度要求；（3）稳定性要求。 变形固体的基本假设 （1）连续性假设；（2）均匀性假设；（3）各向同性假设；（4）小变形假设。 外力分类：表面力、体积力；静载荷、动载荷。 内力：构件在外力的作用下，内部相互作用力的变化量，即构件内部各部分之间的因外力作用而引起的附加相互作用力 截面法：（1）欲求构件某一截面上的内力时，可沿该截面把构件切开成两部分，弃去任一部分，保留另一部分研究（2）在保留部分的截面上加上内力，以代替弃去部分对保留部分的作用。（3）根据平衡条件，列平衡方程，求解截面上和内力。 应力： dA dF A F p A = ??=→?lim 正应力σ、切应力τ。 变形与应变：线应变、切应变。 杆件变形的基本形式 （1）拉伸或压缩；（2）剪切；（3）扭转；（4）弯曲； 静载荷：载荷从零开始平缓地增加到最终值，然后不再变化的载荷。 动载荷：载荷和速度随时间急剧变化的载荷为动载荷。 失效原因：脆性材料在其强度极限b σ破坏，塑性材料在其屈服极限s σ时失效。二者统 称为极限应力理想情形。塑性材料、脆性材料的许用应力分别为： []s s n σσ=，[]b b n σσ= ，强度条件：[]σσ≤??? ??=max max A F N ，等截面杆 []σ≤A F max 轴向拉伸或压缩时的变形：杆件在轴向方向的伸长为：l l l -=?1，沿轴线方向的应变和横截面上的应力分别为： l l ?= ε， A F N =σ。横向应变为： b b b b b -=?= 1'ε，横向应变与轴
向应变的关系为：μεε-='，μ为横向变形系数或泊松比。 胡克定律：当应力低于材料的比例极限P σ时，应力与应变成正比，即 εσE =，这就是胡克定律。E 为弹性模量（GPa 1= pa MPa 931010=）。将应力与应变的表达式带入得：EA Fl l = ?EA 为抗拉或抗压刚度。 静不定(超静定)：对于杆件的轴力，当未知力数目多于平衡方程的数目，仅利用静力平衡方程无法解出全部未知力。需要由几何关系构造变形协调方程。 扭转变形时的应力，薄壁圆筒扭转 δ πτ202R M e = 其中 )min () (9549 )(r n kw p m N M e =? 420d D r R R +=+=为圆筒的平均半径。剪切胡克定律：当剪切应力不超过材料的剪切比例极限时，切应力 τ 与切应变γ成正比。γ τ G =. 变形几何关系—圆轴扭转的平面假设 dx d φ ρ γρ=。物理关系——剪切胡克定律 dx d G G φρ γτρρ==。力学关系P A A A I dx d G dA dx d G dx d G dA T ?ρ?φρρτρ====???2 2 圆轴扭转时的应力 ： t p W T I TR == max τ, t W = R I p 称为抗弯截面系数;强度条件： ][max ττ≤= t W T ，可以进行强度 校核、截面设计和确定许可载荷。 圆截面对圆心的极惯性矩（a ）实心圆 32 4 D I P π= ； 16 3 D W t π= （b ）空心圆,() 4 4 44132 32 ) (αππ-= -= D d D I P ; () 43 116 απ-= D W t (D,d 分别是外，内径； D d = α) 圆轴扭转时的变形： ?? ==l p l p dx GI T dx GI T ?；等直杆： p GI Tl = ?其中为圆轴的抗弯刚度P GI
中南大学材料力学试卷(有答案)
中南大学材料力学试卷 一、填空（每题2分，共20分） 3．为了求解静不定问题，必须研究构件的 变形 ，从而寻找出 补充方程 。 4．材料力学中求内力的基本方法是 截面法 。 5．矩形截面梁的弯曲剪力为F S ，横截面积为A ，则梁上的最大切应力为 A F S 23 。 7．第四强度理论认为 畸变能密度 是引起屈服的主要因素。 8．挠曲线的近似微分方程是 EI M dx w d =22 。 9．求解组合变形的基本步骤是：（1）对外力进行分析或简化，使之对应基本变形 ，（2）求解每一种基本变形的内力、应力及应变等，（3）将所得结果进行叠加。 10. 压杆稳定问题中，欧拉公式成立的条件是： 1λλ≥ 。 11．圆轴扭转时的强度条件为 []ττ≤=t W T m ax m ax ，刚度条件为 []??'≤='p T m ax m ax 。 13．莫尔强度理论的强度条件为 [][]31}{σσσσc t - 。 14．进行应力分析时，单元体上切应力等于零的面称为 主平面，其上应力称为 主应力。 二、单项选择题 (每题2分，共20分) 1. 所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能的最大特点是（ C ）。 A. 强度低，对应力集中不敏感； B. 相同拉力作用下变形小； C. 断裂前几乎没有塑性变形； D. 应力-应变关系严格遵循胡克定律。 2. 在美国“9.11”事件中，恐怖分子的飞机撞击国贸大厦后，该大厦起火燃烧，然后坍塌。该大厦的破坏属于（ A ） A ．强度坏； B ．刚度坏； C ．稳定性破坏； D ．化学破坏。 3. 细长柱子的破坏一般是（ C ） A ．强度坏； B ．刚度坏； C ．稳定性破坏； D ．物理破坏。 4. 不会引起静定结构产生内力的因素是（ D ） A ．集中力； B ．集中力偶； C ．分布力； D ．温度变化。 5. “顺正逆负”的正负规定适用于（ A ）。 A ．剪力； B ．弯矩； C ．轴力； D ．扭矩。 6. 多余约束出现在（ B ）中。 A ．静定结构； B ．超静定结构； C ．框架结构； D ．桁架。 7. 雨篷过梁是（ B ）的组合变形。
0405浙大材料力学试卷.doc
浙江大学2004 - 2005学年春夏季学期 《材料力学及实验（乙）》课程期末考试试卷开课学院：机械与能源工程学院,考试形式：半开卷，允许带练习本大小一页纸入场 考试时间：2005年7月10日，所需时间：120分钟 考生姓名：学号：专业： 题序-二⑴二⑵二⑶二⑷二⑸—*总分 得分 评卷人 一、填空题（每空格2分，共计22分） 1、等截面铅直立柱，长为L,横截面为边长。的正方形，材料单位体积质量为则由 自重产生杆下端面的最大压应力为，杆自上而下横截面边长的变化规律为o 2、直径为d的钥钉，用于连接两块厚为人的钢板，连接方式为搭接。钥钉承受了 一对力F作用时，其名义切应力为、名义挤压应力为 3、空心圆截面直杆扭转时，横截面如图所示，T为扭矩。 请在图上作出扭转切应力（大小与方向）沿径向线AB的变化规 律。若内径为外径d的一半，则点A处扭转切应力大小为o 4、工字形截面悬臂梁，自由端受沿横截面对称轴方向的 横向力作用时，横截面上的最大切应力值沿梁长度方向的变化 规律为o 5、等截面直杆偏心拉伸时，横截面上形心到中性轴距离 与到偏心力作用点距离之间的关系为o 请根据截面核心位置与 形状的大致情况，在图上作出正三角形截面的截面核心。 6、__________________ 等截面直杆中心受压，材料弹性模 量E=16GPa,压应力的比例极限％=10MPa。则该压杆临界力欧拉 公式的适用条件为________ （用柔度表示）。 7、构件中某点单元体各面上的应力分量如图所示，按最大切 应力强度理论，其相当应力为。 二、计算题（共5小题） 1、平面刚架如图所示，杆长AB=BC=CD=a,在其平面内分别受到集中力与均匀分布力
材料力学公式大全
材料力学常用公式 1.外力偶矩计算公式（P功率，n转速） 2.弯矩、剪力和荷载集度之间的关系式 3.轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式（杆件横截面 轴力F N，横截面面积A，拉应力为正） 4.轴向拉压杆斜截面上的正应力与切应力计算公式（夹角a 从x 轴正方向逆时针转至外法线的方位角为正） 5.纵向变形和横向变形（拉伸前试样标距l，拉伸后试样标距l1； 拉伸前试样直径d，拉伸后试样直径d1） 6.纵向线应变和横向线应变 7.泊松比 8.胡克定律 9.受多个力作用的杆件纵向变形计算公式?
10.承受轴向分布力或变截面的杆件，纵向变形计算公式 11.轴向拉压杆的强度计算公式 12.许用应力，脆性材料，塑性材料 13.延伸率 14.截面收缩率 15.剪切胡克定律（切变模量G，切应变g ） 16.拉压弹性模量E、泊松比和切变模量G之间关系式 17.圆截面对圆心的极惯性矩（a）实心圆 （b）空心圆 18.圆轴扭转时横截面上任一点切应力计算公式（扭矩T，所求点 到圆心距离r） 19.圆截面周边各点处最大切应力计算公式
20.扭转截面系数，（a）实心圆 （b）空心圆 21.薄壁圆管（壁厚δ≤ R0 /10 ，R0为圆管的平均半径）扭转 切应力计算公式 22.圆轴扭转角与扭矩T、杆长l、扭转刚度GH p的关系式 23.同一材料制成的圆轴各段内的扭矩不同或各段的直径不同（如 阶梯轴）时或 24.等直圆轴强度条件 25.塑性材料；脆性材料 26.扭转圆轴的刚度条件? 或 27.受内压圆筒形薄壁容器横截面和纵截面上的应力计算公式 , 28.平面应力状态下斜截面应力的一般公式 ,
材料力学公式汇总
材料力学重点及其公式 材料力学的任务 (1)强度要求;(2)刚度要求;(3)稳定性要求。 变形固体的基本假设 (1)连续性假设;(2)均匀性假设;(3)各向同性假设;(4)小变形假设。 外力分类: 表面力、体积力;静载荷、动载荷。 内力:构件在外力的作用下,内部相互作用力的变化量,即构件内部各部分之间的因外力作用而引起的附加相互作用力 截面法:(1)欲求构件某一截面上的内力时,可沿该截面把构件切开成两部分,弃去任一部分,保留另一部分研究(2)在保留部分的截面上加上内力,以代替弃去部分对保留部分的作用。(3)根据平衡条件,列平衡方程,求解截面上与内力。 应力: dA dP A P p A =??=→?lim 0正应力、切应力。 变形与应变:线应变、切应变。 杆件变形的基本形式 (1)拉伸或压缩;(2)剪切;(3)扭转;(4)弯曲;(5)组合变形。 静载荷:载荷从零开始平缓地增加到最终值,然后不在变化的载荷动载荷:载荷与速度随时间急剧变化的载荷为动载荷。 失效原因:脆性材料在其强度极限b σ破坏,塑性材料在其屈服极限s σ时失效。二者统称为极限应力理 想情形。塑性材料、脆性材料的许用应力分别为:[]3n s σσ=,[]b b n σσ=,强度条件:[]σσ≤??? ??=max max A N ,等截面杆 []σ≤A N max 轴向拉伸或压缩时的变形:杆件在轴向方向的伸长为:l l l -=?1,沿轴线方向的应变与横截面上的应力分别为:l l ?= ε,A P A N ==σ。横向应变为:b b b b b -=?=1'ε,横向应变与轴向应变的关系为:μεε-='。 胡克定律:当应力低于材料的比例极限时,应力与应变成正比,即 εσE =,这就就是胡克定律。E 为弹性模量。将应力与应变的表达式带入得:EA Nl l =? 静不定:对于杆件的轴力,当未知力数目多于平衡方程的数目,仅利用静力平衡方程无法解出全部未知力。 圆轴扭转时的应力 变形几何关系—圆轴扭转的平面假设dx d φργρ=。物理关系——胡克定律dx d G G φργτρρ==。力学关系dA dx d G dx d G dA T A A A ???===22ρφφρρτρ 圆轴扭转时的应力:t p W T R I T == max τ;圆轴扭转的强度条件: ][max ττ≤=t W T ,可以进行强度校核、截面设计与确定许可载荷。
最新材料力学思考题答案
材料力学复习思考题 1. 材料力学中涉及到的内力有哪些？通常用什么方法求解内力？ 轴力，剪力，弯矩，扭矩。用截面法求解内力 2. 什么叫构件的强度、刚度与稳定性？保证构件正常或安全工作的基本要求是 什么？杆件的基本变形形式有哪些？ 构件抵抗破坏的能力称为强度。 构件抵抗变形的能力称为刚度。 构件保持原有平衡状态的能力称为稳定性。 基本要求是：强度要求，刚度要求，稳定性要求。 基本变形形式有：拉伸或压缩，剪切，扭转，弯曲。 3. 试说出材料力学的基本假设。 连续性假设：物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。 均匀性假设：物体内，各处的力学性质完全相同。 各向同性假设：组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。 小变形假设：材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形或位移,其大小远小于其原始尺寸 。 4. 什么叫原始尺寸原理？什么叫小变形？在什么情况下可以使用原始尺寸原 理？ 可按结构的变形前的几何形状与尺寸计算支反力与内力叫原始尺寸原理。 可以认为是小到不至于影响内力分布的变形叫小变形。 绝大多数工程构件的变形都极其微小，比构件本身尺寸要小得多，以至在分析构件所受外力（写出静力平衡方程）时可以使用原始尺寸原理。 5. 轴向拉伸或压缩有什么受力特点和变形特点。 受力特点：外力的合力作用线与杆的轴线重合。 变形特点：沿轴向伸长或缩短 6. 低碳钢在拉伸过程中表现为几个阶段？各有什么特点？画出低碳钢拉伸时 的应力－应变曲线图，各对应什么应力极限。 弹性阶段：试样的变形完全弹性的，此阶段内的直线段材料满足胡克定律εσE =。 p σ --比例极限。 e σ—弹性极限。 屈服阶段：当应力超过b 点后，试样的荷载基本不 变而变形却急剧增加，这种现象称为屈服。s σ--屈 服极限。 强化阶段：过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变 形的能力， 要使它继续变形必须增加拉力.这种 现象称为材料的强化。b σ——强度极限 局部变形阶段：过e 点后，试样在某一段内的横截 面面积显箸地收缩，出现 颈缩 (necking)现象， 一直到试样被拉断。对应指标为伸长率和断面收缩率。 7. 什么叫塑性材料与脆性材料？衡量材料塑性的指标是什么？并会计算延伸 率和断面收缩率。
材料力学公式汇总
材料力学公式汇总 一、应力与强度条件 1、拉压 []σσ≤= max max A N 2、剪切 []ττ≤= A Q max 挤压 [] 挤压挤压挤压σσ≤= A P 3、圆轴扭转 []ττ≤=W t T max 4、平面弯曲 ①[]σσ≤= max z max W M ②[]max t max t max max σσ≤=y I M z t max c max max y I M z c =σ[]cnax σ≤ ③[]ττ≤?=b I S Q z * max z max max 5、斜弯曲 []σσ≤+= max y y z z max W M W M 6、拉（压）弯组合 []σσ≤+= max max z W M A N []t max t z max t σσ≤+= y I M A N z []c max c z z max c σσ≤-=A N y I M 注意：“5”与“6”两式仅供参考 7、圆轴弯扭组合：①第三强度理论 []στσσ≤+=+= z 2n 2w 2n 2w r34W M M ②第四强度理论 []στσσ≤+= += z 2n 2w 2n 2 w r475.03W M M 二、变形及刚度条件 １、拉压 ∑ ? === ?L EA x x N EA L N EA NL L d )(i i ２、扭转 ()? = ∑==Φp p i i p GI dx x T GI L T GI TL πφ0180?=Φ=p GI T L （m / ） ３、弯曲 (1)积分法:)()(''x M x EIy = C x x M x EI x EIy +==?d )()()('θ D Cx x x x M x EIy ++=?? d ]d )([)( (2)叠加法:()21,P P f …=()()21P f P f ++…， ()21,P P θ=()()++21P P θθ… (3)基本变形表(注意：以下各公式均指绝对值，使用时要根据具体情况赋予正负号) EI ML B =θ EI PL B 22=θ EI qL B 63 = θP A B M A B A B q L L L
材料力学公式汇总情况
材料力学重点及其公式 材料力学的任务 （1）强度要求；（2）刚度要求；（3）稳定性要求。 变形固体的基本假设 （1）连续性假设；（2）均匀性假设；（3）各向同性假设；（4）小变形假设。 外力分类： 表面力、体积力；静载荷、动载荷。 内力：构件在外力的作用下，内部相互作用力的变化量，即构件内部各部分之间的因外力作用而引起的附加相互作用力 截面法：（1）欲求构件某一截面上的内力时，可沿该截面把构件切开成两部分，弃去任一部分，保留另一部分研究（2）在保留部分的截面上加上内力，以代替弃去部分对保留部分的作用。（3）根据平衡条件，列平衡方程，求解截面上和内力。 应力： dA dP A P p A = ??=→?lim 正应力、切应力。 变形与应变：线应变、切应变。 杆件变形的基本形式 （1）拉伸或压缩；（2）剪切；（3）扭转；（4）弯曲；（5）组合变形。 静载荷：载荷从零开始平缓地增加到最终值，然后不在变化的载荷动载荷：载荷和速度随时间急剧变化的载荷为动载荷。 失效原因：脆性材料在其强度极限 b σ破坏，塑性材料在其屈服极限s σ时失效。二者统称为极限应 力理想情形。塑性材料、脆性材料的许用应力分别为： []3 n s σσ=， []b b n σσ=，强度条件： []σσ≤??? ??=max max A N ，等截面杆 []σ≤A N max 轴向拉伸或压缩时的变形：杆件在轴向方向的伸长为：l l l -=?1，沿轴线方向的应变和横截面上的应力分别为：l l ?= ε，A P A N ==σ。横向应变为：b b b b b -=?=1'ε，横向应变与轴向应变的关系为：μεε-=' 。
中南大学材料力学A习题册答案(最新完整版)
轴 向 拉 压 与 剪 切 （一） 一、 概念题 1．C ；2．B ；3．B ；4. C ；5.B 6．?=0α的横截面；?=90α的纵向截面；?=45α的斜截面；?=0α的横截面和?=90α的纵向截面 7．230MPa ；325Mpa 8．0.47%；0.3% 9．26.4%；65.2%；塑性材料 10．杯口状；粒状；垂直；拉；成?45左右的角；切 11．s σ；s s n σ；b σ；b b n σ 二、 计算题 1． 2．解：横截面上应力 MPa Pa A F N 1001010010 20102006 4 3=?=??==-σ AB 斜截面（?=50α）： MPa MPa AB AB 2.49100sin 2 100 2sin 2 3.4150cos 100cos 22=?===??==αστασσ
BC 斜截面（?-=40α）： MPa MPa BC BC 2.49)80sin(2 100 2sin 2 7.58)40(cos 100cos 22-=?-===?-?==αστασσ 杆内最大正应力和最大切应力分别为： MPa MPa 502 100max max ====σ τσσ 3．解：根据活塞杆的强度条件确定最大油压P 1： 62 11212101304 4 ) (??= -d p d D ππ MPa p 1.181= 根据螺栓的强度条件确定最大油压P 2： 62 22121011064 4 ) (???= -d p d D ππ MPa p 5.62= 所以最大油压MPa p p 5.62== 4．解： 研究A 轮，由静力平衡方程得 N A B AB F kN W F ===604 查型钢表得角钢的横截面面积 2410058.4m A -?= []σσ<=*??==-MPa A F NAB AB 93.7310058.42106024 3 所以斜杆AB 是安全的。 5．解：杆的轴力图为
中南大学材料力学大纲
中南大学土木工程学院948《材料力学》考试大纲 本考试大纲由土木工程学院教授委员会于2012年7月7日通过。 I.考试性质 材料力学是工科院校土木建筑、交通运输、采矿地质、机电机械、材料和力学等各专业的一门重要技术基础课。材料力学考试是为高等院校和科研院所招收硕士研究生而设置的具有选拔性质的全国统一入学考试科目，其目的是科学、公平、有效地测试学生掌握大学本科阶段材料力学理论课的基本知识、基本理论，要求考生能熟练掌握材料力学的基本理论，具有分析和处理一些基本问题的能力，保证被录取者具有较好的分析和解决工程问题的基本素质，以有利于各高等院校和科研院所在专业的择优选拔。 II.考查目标 要求考生明确材料力学的研究对象、基本假设，掌握分析、研究问题的基本方法，并熟练应用材料力学问题的基本方法分析、解决工程实际简单问题的综合能力。具体要求考生： 1、对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。 2、能熟练地作出杆件在基本变形下的内力图，并进行应力和位移、强度和刚度计算。 3、掌握应力状态理论，掌握组合变形下杆件的强度的计算。 4、掌握简单一次超静定问题的求解方法。 5、了解能量法的基本原理，掌握计算位移的能量方法。 6、了解压杆的稳定性概念，掌握轴向受压杆的临界力与临界应力的计算方法。 7、掌握构件作等加速运动、匀速转动及受冲击作用时的应力和变形计算方法。 8、了解疲劳破坏的特点和基本概念，疲劳极限与影响构件疲劳极限的主要因素。 Ⅲ.考试形式和试卷结构 1、试卷满分及考试时间 本试卷满分为150 分，考试时间为180 分钟
2、答题方式 答题方式为闭卷，笔试。 3、试卷内容结构 轴向拉伸与压缩、剪切与扭转、交变应力约15 % 截面几何性质约 5 % 弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形约30 % 组合变形、应力和应变状态分析、强度理论约20 % 能量方法、静不定结构约10 % 动载荷约10 % 压杆稳定约10 % Ⅳ.试卷题型结构 选择题、填空题、证明题、计算题 Ⅴ.考查内容 （一）材料力学概述 材料力学的任务与该课程同相关学科的关系，变形固体的基本假设，截面法和内力，应力、变形、应变的概念。 （二）轴向拉伸、压缩与剪切 轴力与轴力图，直杆横截面及斜截面的应力，圣维南原理，应力集中的概念；轴向拉压杆的强度条件，安全因数及许用应力；轴向拉压杆的变形，纵向变形与横向变形，胡克定律，弹性模量，泊松比，节点位移计算方法；拉压超静定问题，温度应力及装配应力；结构优化设计的概念；剪切与挤压的实用计算。 （三）扭转 扭转概念，扭矩及扭矩图，纯剪切，剪应力互等定理，剪切胡克定律，圆轴扭转的应力与应变，扭转强度及刚度条件，简单扭转超静定问题，矩形截面杆的扭转，开口、闭口薄壁杆件的自由扭转简介。 （四）弯曲内力 平面弯曲的内力，剪力、弯矩方程，剪力图与弯矩图，剪力、弯矩与载荷集度间的关系，利用微分关系画梁的剪力、弯矩图，画曲杆、刚架内力图。 （五）弯曲应力
中南大学2017年《材料力学》硕士考试大纲_中南大学考研网
中南大学2017年《材料力学》硕士考试大纲 I.考试性质 材料力学考试是为测试所招收硕士研究生掌握材料力学基本概念和计算方法的水平的考试，其目的是科学、公平、有效地测试学生大学本科阶段所掌握的材料力学基本理论和基本计算，以及初步运用相关原理进行实验和实际工程问题的分析能力，评价的标准是高等学校本科毕业生能达到的及格或及格以上水平，以保证被录取者具有基本的专业基础，并有利于学校在专业上进行择优选拔。 II.考查目标 本科目的考试内容涵盖材料力学的基本概念，轴向拉伸、压缩与剪切，扭转，弯曲内力，弯曲应力，弯曲变形，截面几何性质，应力和应变分析与强度理论，组合变形，压杆稳定，能量方法，超静定结构等部分。着重观察其基本概念和基本方法熟练程度，也注意辨析其计算能力和掌握初步的实验分析能力的情况。要求考生： 1．对材料力学的基本概念和分析方法有明确的认识； 2．具有对常见的构件简化为力学简图的初步能力； 3．能够分析杆件在拉或压、剪切、扭转、弯曲时的内力，作出相应的内力图，并对其应力、位移、强度和刚度进行计算； 4．对应力状态和强度理论有明确的认识，并能将其应用于组合变形下杆件的强度计算； 5．能够正确运用强度、刚度和稳定性条件对构件进行计算； 6．掌握简单超静定问题的求解方法。 Ⅲ.考试形式和试卷结构 1．试卷满分及考试时间 本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。 2．答题方式 答题方式为闭卷，笔试。 3．试卷内容结构 （1）轴向拉伸与压缩、剪切与扭转约15%； （2）截面几何性质约5%； （3）弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形约30%； （4）组合变形、应力和应变状态分析、强度理论约30%； （5）压杆稳定约10%； （6）能量方法、超静定结构约10%。 Ⅳ.试卷题型结构（可适当调整） 1．作图题20分（2小题，每小题10分） 2．计算题130分（7小题，每小题10-20分） Ⅴ.考查内容 （一）绪论及基本概念： 1．构件承载能力的强度、刚度和稳定性的概念。 2．理解变形固体的基本假设。 3．了解截面法和内力，应力、变形、应变的概念。 4．了解材料力学研究对象及杆件变形基本形式。 （二）轴向拉伸、压缩与剪切： 1．理解轴向拉压杆的外力及变形特征。熟练掌握用截面法计算轴力，以及画轴力图。 2．初步了解对工程实际中梁的简化方法；掌握平面弯曲的概念；了解单跨静定梁的三种形式(简支梁、
unit5材料的变形-浙江大学材料力学性能笔记
5.1材料的拉伸试验 1 ）屈服平台或不连续塑性变形对应的应力称为屈服强度 2）形变强化段试样所能承受的最大应力称为抗拉强度。 3）试样中某处突然变小，发生所谓的“颈缩”现象。 4）脆性是指材料在断裂前不产生塑性变形的性质。 5）塑性表示材料在断裂前发生永久变形的性质。 6）材料的强度是指材料对塑性变形和断裂的抗力。 7）材料的塑性大小表示材料断裂前发生塑性变形的能力（可用伸长率和断面收缩率表示）。材料脆性的大小可用材料的弹性模量和脆性断裂强度表示。 8）材料的韧性指断裂前单位体积材料所吸收的变形能和断裂能，即外力所做的功。包括三部分能量：弹性变形能、塑性变形能、断裂变形能。 r玻璃态 9）高分子，高弹态 I粘流态 高分子拉伸曲线： 广? T g ＞应力与应变成正比直至断裂。 （脆化温度），T g（玻璃化温度）］―― '出现屈服点后应力下降略低T g，应 变增加，直至断裂
I A T g ,无屈服点，应变很大。 5.2材料的其他力学试验 1）弯曲试验三点弯曲试验时：试样总在最大弯矩附近处断裂。四点弯曲试验时：在两加载点间，试样受到等弯矩的作用，试样通常在该长度内的组织缺陷处发生断裂，因此能较好地反映材料的性质，结果较准确。 指标：挠度、抗弯强度。 陶瓷材料拉伸试验困难，通常采用弯曲试验，用抗弯强度表征力学性能弯曲试验不能测试高塑性材料，可测脆性材料、陶瓷、灰铸铁及硬质合金2）压缩试验 常用于测定脆性材料。塑性材料压缩时只发生压缩变形而不断裂，压缩曲线一直上升。指标：抗压强度、相对压缩率、相对断面扩张率。 试样高径比越大，抗压强度越低。 端面需光滑平整，相互平行，减小摩擦。 3）扭转试验 ①可用于测定在拉伸时表现为脆性的材料，如淬火低温回火钢的塑性。 ②扭转曲线不出现拉伸时的颈缩现象，因此可用此测定高塑性材料的变形抗力和变形能力。 ③可明确区分材料的断裂方式，正断或切断：对于塑性材料，断口与试样轴线垂直，断口平整并有回旋状塑性变形痕迹，这是由切应力造成的切断。对于脆性材料，断口约与试样轴线呈45°,断口呈螺旋状；木材、带状偏析严重的合金板材扭转断裂时可能出现层状或木片状断口。 指标：扭转比例极限、切变模量、扭转屈服强度。 但扭转很难测定材料的微量塑性变形抗力。 5.3弹性变形1）材料的弹性是指在外力作用下发生变形，外力去除后变形消失的性质，这种可恢复的变形就称为弹性变形。 应力与应变成正比------- 金属、陶瓷
中南大学材料力学答案
静 不 定 结 构 一． 概念题 1静不定结构与静定结构的区别是什么？ 答：静不定结构有多余约束，只用静力学平衡方程不能求出全部的约束力或内力。 2与静定结构相比，静不定结构有哪些特性 答：静不定结构的强度、刚度、稳定性更好。 静不定结构的某个约束失效，整个结构的平衡不会破坏。 3什么是力法的基本体系和基本未知量，为什么首先要计算基本未知量 答：静不定结构中，解除多余约束后得到的静定结构称为原静不定结构的基本体系或称静定基。 解除多余约束并以多余约束力代替，多余约束力又称原静不定结构的基本未知量。 一般多余约束处的变形量已知。所以由该处的变形条件方程首先求出基本未知量。 4对称结构在对称力或反对称力的作用下，结构的内力各有何特点？ 答：对称结构在正对称力的作用下，沿结构对称轴切开，则两对称截面上的内力对称，反对称内力为0。 对称结构在反对称力的作用下，沿结构的对称轴切开，两对称截面上的内力反对称，正对称内力为零。 5去除多余约束的方式有哪几种？ 二计算题 1 如图示ABC 梁，已知力P F ,长度a l ,，弯曲刚度EI 。以固定端外力偶A M 作为多余约束力，分别用卡氏定理和单位力法求梁的约束力，作梁的弯矩图，求C 点的挠度。 解 1）以固定端外力偶A M 作为多余约束力，则静定基本结构如图示 由平衡方程 0=∑B m 0=--a F M l F P A A 得：l a F M F P A A += （向下） 2）用卡氏定理求梁的约束力 a) AB 段弯矩方程 111x l a F M M x F M M P A A A A +- =-=， )0(1l x ≤≤ 1111x l M M A - =?? CB 段弯矩方程 22 x F M P = )0(2a x ≤≤ 02=??A M M
材料力学考研真题汇编
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材料力学公式汇总
材料力学重点及其公式 材料力学的任务（1）强度要求；（2）刚度要求；（3）稳定性要求。 变形固体的基本假设（1连续性假设；（2）均匀性假设；（3）各向同性假设；（4）小变 形假设。 外力分类：表面力、体积力；静载何、动载何。 内力：构件在外力的作用下，内部相互作用力的变化量，即构件内部各部分之间的因外力 作用而引起的附加相互作用力 截面法：（1）欲求构件某一截面上的内力时，可沿该截面把构件切开成两部分，弃去任一部 分，保留另一部分研究（2）在保留部分的截面上加上内力，以代替弃去部分对保留部分的作 用。（3）根据平衡条件，列平衡方程，求解截面上和内力。 应力：p lim丄dP正应力、切应力 变形与应变：线应 A dA 变、切应变。 杆件变形的基本形式（1）拉伸或压缩；（2）剪切；（3）扭转；（4）弯曲；（5）组合变 静载荷：载荷从零开始平缓地增加到最终值，然后不在变化的载荷动载荷：载荷和速度随时间急剧变化的载荷为动载荷。 失效原因：脆性材料在其强度极限b破坏，塑性材料在其屈服极限s时失效。二者统称为 __ s __ b 极限应力理想情形。塑性材料、脆性材料的许用应力分别为：n3，nb，强度条 max max 件: max ，等截面杆A
轴向拉伸或压缩时的变形： 杆件在轴向方向的伸长为：l l 1 l ，沿轴线方向的应变和横 截面上的应力分别为： l N l A —。横向应变为： A b bl b ，横向应变与 b b 轴向应变的关系为： 。 胡克定律：当应力低于材料的比例极限时， 应力与应变成正比，即 E ，这就是胡克 定律。E 为弹性模量。将应力与应变的表达式带入得：1 N A 静不定：对于杆件的轴力，当未知力数目多于平衡方程的数目，仅利用静力平衡方程无法 解出全部未知力。 —。物理关系——胡克定 dx G — 2 dA 圆轴扭转时的应 dx A [],可以进行强度校核、截面 Q M 图与外力间的关系 a ）梁在某一段内无载荷作用，剪力图为一水平直线，弯矩图为一斜直线 律 G G d 。 dx 力学关系T A dA 2 G — A dx 力： T max R T 圆轴扭转的强度条件： T max 1 p W t W t 圆轴扭转时的变形 —dx Gp 等直杆: Tl GI 圆轴扭转时的刚度条件： d T dx GI p T max max GI p 弯曲内力与分布载荷 q 之间的微分关系坐凶 dx q(x) dM x "MT Qx ； d 2M x dx 2 dQ x 百qx 圆轴扭转时的应力变形几何关系一圆轴扭转的平面假设 设计和确定许可载荷。
中南大学材料力学--弯曲变形答案
弯 曲 变 形 答 案 一、概念题 1. D 。 2. B 。 3. D 。 4. A 。 5. C 。 6. D 。 7. C 。 8. B 。 9. D 。 10. B 。 11. A 。 12.C 。 13.C 。 14. 33256Fl EI 。15.（C ）。16. 8。17. 4。18. EI ql 3845214?；EI ql 3845214 ?。19. 增加了横截面对中性轴的惯性矩。20.K ql v l x v x B A 2,;0,0= ===。 二、计算题 1.解：)43(8)24(2)(111x l ql x l l ql x M --=-+-=，（2 01l x ≤≤） 22222)(2 2)()()(x l q x l x l q x M --=-?--=，（l x l ≤≤22） 1 111111)43(8)(??++-=D x C dx dx x l ql x EIv ， ??++-=22222222)(2 )(D x C dx dx x l q x EIv , 边界条件：212121111,,2 ;0,0,0θθθ=======v v x l x v x ， 得：EI ql f 384414-=，EI ql 4873 -=θ 2.解： )65(2423242 232 22 121a l EI qal EI Ma a EI m l a EI ql y a a y y y y y y M A q A +=+?+?=''+?+?=''+'+=+=θθ )125(243242 32 a l EI ql EI Ma EI m l EI ql M A q A +=++=''++=θθθθ 3.解：BD 杆的内力：02=?-?a qa a N BD ，2 qa N BD =。