材料力学复习要点2014

第一章绪论

1. 承载能力：

强度：构件在外力作用下抵抗破坏的能力刚度：构件在外力作用下抵抗变形的能力

稳定性：构件在外力作用下保持其原有平衡状态的能力

2. 变形体的基本假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设

3. 求内力的方法：截面法

4. 杆件变形的基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲

第二章拉伸、压缩

1．轴力图必须会画：轴力N F 拉为正、压为负 2．横截面上应力：均匀分布 A

F N

σ 3．斜截面上既有正应力，又有切应力，且应力为均匀分布。

ασσα2cos =

αστα2sin 2

σ为横截面上的应力。

横截面上的正应力为杆内正应力的最大值，而切应力为零。

与杆件成45°的斜截面上切应力达到最大值，而正应力不为零。纵截面上的应力为零，因此在纵截面不会破坏。

4．低碳钢、灰铸铁拉伸时的力学性能、压缩时的力学性能

低碳钢拉伸在应力应变图：图的形状、四个极限、四个阶段、各阶段的特点、伸长率（脆性材料、塑性材料如何区分） 5. 强度计算

脆性材料、塑性材料的极限应力分别是拉压时的强度条件：][max

max σσ≤=

F N 强度条件可以解决三类问题：强度校核、确定许可载荷、确定截面尺寸 6．杆件轴向变形量的计算 EA

F l N =

? EA ：抗拉压刚度 7. 剪切和挤压：剪切面，挤压面的判断

第三章扭转

1．外力偶矩的计算公式： 2．扭矩图T 必须会画：扭矩正负的规定 3．切应力互等定理、剪切胡克定律

4．圆轴扭转横截面的应力分布规律：切应力的大小、作用线、方向的确定

s b σσ,min /::)

(9549r n kW P m N n P

M ?=

5．横截面上任一点切应力的求解公式：ρI ρT τP

ρ=

——点到圆心的距离

6. 扭转时的强度条件：][max

max ττ≤=

W T 7．实心圆截面、空心圆截面的极惯性矩、抗扭截面模量的计算公式

实心圆截面：极惯性矩432D πI p = ，抗扭截面模量316

D πW t = 空心圆截面：极惯性矩)1(3244αD πI P -=

，抗扭截面模量)1(16

αD πW t -==， 8．圆轴扭转时扭转角：p

I G l

T =

? p I G ：抗扭刚度 9．圆轴扭转时单位扭转角：p I G T ='

? 或 π

???

=180'

p I G T 强度条件：[]''??≤ 第四章弯曲内力

1．纵向对称面、对称弯曲的概念

2. 静定梁的三种基本形式：简支梁、外伸梁、悬臂梁

3. 剪力图和弯矩图必须会画：剪力S F 、弯矩M 正负的规定 4．载荷集度、剪力和弯矩间的关系 5. 平面曲杆的弯矩方程

6．平面刚架的弯矩方程、弯矩图

第五章弯曲应力

1. 纯弯曲、横力弯曲、中性层、中性轴的概念

2．弯曲时横截面上正应力的分布规律：正应力的大小、方向的确定 3. 横截面上任一点正应力的计算公式：z

I My

σ 4. 弯曲正应力的强度校核][max

max σσ≤=

z W M 或][max max max σI y M σz

≤= 对于抗拉压强度不同的材料，最大拉、压应力都要校核

5. 矩形截面、圆截面的惯性矩和抗弯截面模量的计算

矩形截面：惯性矩,1213bh I z =

抗弯截面模量：261bh W z = 实心圆截面：惯性矩464D πI z =，抗弯截面模量：3

D πW z = 空心圆截面：惯性矩)1(64

44αD πI z -=

，抗弯截面模量：)1(3243

αD πW z -=， D d =αD d α=

第七章应力和应变分析、强度理论

1. 应力状态、主平面、主应力的概念及应力状态的分类

2. 二向应力状态分析的解析法：应力正负的规定：正应力以拉应力为正，压应力为负；切应力对单元体内任意点的矩顺时针转向为正；α角以逆时针转向为正任意斜截面上的应力计算

最大最小正应力的计算公式

最大最小正应力平面位置的确定

最大切应力的计算公式

主应力、主平面的确定

3. 了解应力圆的做法，辅助判断主平面

4. 广义胡克定律

5．四种强度理论内容及适用范围

第八章组合变形

1. 组合变形的判断

2. 拉弯组合变形计算（参考弯曲正应力的强度校核，不同：叠加N F 引起的拉、压应力）

3. 圆截面轴弯扭组合变形强度条件第三强度理论：[]σσ≤+=

T M r 2

第四强度理论：[]σσ≤+=

T M r 2

2375.0

W ——抗弯截面模量32

d W π=

第九章压杆稳定

1. 压杆稳定校核的计算步骤（1）计算λ1和λ2

????

???

+-=--++=ατασστατασσσσσα

2cos 2sin 22sin 2cos 22xy y x xy y x y x 2

min max 22xy y x y x τσσσσσσ+???

? ??-±+=???y

x xy

σστα--=22tan 0223

1min max max σσσστ-=

（2）计算柔度λ，根据λ 选择公式计算临界应（压）力（3）根据稳定性条件，判断压杆的稳定性 2.

1σπ

λE

a s

2σλ-=

柔度i l μλ=

I i = I ——惯性矩 μ——长度系数；两端铰支μ=1；一端铰支，一段固定μ=0.7；两端固定μ=0.5；

一端固定，一端自由μ=2

3. 大柔度杆1λλ≥ 22cr λ

πσE

中柔度杆12λλλ<≤ λσb a -=cr

小柔度杆

2λλ< s cr σσ=

4. 稳定校核条件

st cr

n n F

F ≥= F ——工作压力 cr F =cr σ A 第十三章能量方法

1．杆件应变能的计算

拉伸压缩：EA l F V ε22= 扭转：p

22GI l

T V ε= 弯曲：?=l εx EI x M V 02

d 2)( 2. 单位载荷法、莫尔积分

求任意点沿任意方向的位移

M ——原有载荷作用下杆件内力

M ——单位载荷作用下杆件内力

3. 使用莫尔定理的注意事项：

所加广义单位力必须与所求广义位移对应（求位移加单位力，求转角加单位力偶）莫尔积分必须遍及整个结构

x I E x M x M d )

()(Δ

材料力学复习提纲

材料力学复习提纲（二）弯曲变形的基本理论：一、弯曲力 1、基本概念：平面弯曲、纯弯曲、横力弯曲、中性层、中性轴、惯性矩、极惯性矩、主轴、主矩、形心主轴、形心主矩、抗弯截面模 2、弯曲力：剪力方程、弯矩方程、剪力图、弯矩图。符号规定 3、剪力方程、弯矩方程 1、首先求出支反力，并按实际方向标注结构图中。 2、根据受力情况分成若干段。 3、在段任取一截面，设该截面到坐标原点的距离为x ，则截面一侧所有竖向外力的代数和即为该截面的剪力方程，截面左侧向上的外力为正，向下的外力为负，右侧反之。 4、在段任取一截面，设该截面到坐标原点的距离为x ，则截面一侧所有竖向外力对该截面形心之矩的代数和即为该截面的弯矩方程，截面左侧顺时针的力偶为正，逆时针的力偶为负，右侧反之。对所有各段均应写出剪力方程和弯矩方程 4、作剪力图和弯矩图 1、根据剪力方程和弯矩方程作图。剪力正值在坐标轴的上侧，弯矩正值在坐标轴的下侧，要逐段画出。 2、利用微积分关系画图。二、弯曲应力 1、正应力及其分布规律 ()() max max max 3 2 4 3 41 1-12 6 64 32 z z Z z z z z z z I M E M M M y y y W EI I I W y bh bh d d I W I W σσσρ ρ ππα== = = === = = = ?抗弯截面模量矩形圆形空心

2、剪应力及其分布规律一般公式 z z QS EI τ* = 3、强度有条件正应力强度条件 [][][] max z z z M M M W W W σσσσ= ≤≤≥ 剪应力强度条件 [] max max max z maz z QS Q I EI E S τττ** ≤= = 工字型 4、提高强度和刚度的措施 1、改变载荷作用方式，降低追大弯矩。 2、选择合理截面，尽量提高 z W A 的比值。 3、减少中性轴附近的材料。 4、采用变截面梁或等强度两。三、弯曲变形 1、挠曲线近似微分方程： ()EIy M x ''=- 掌握边界条件和连续条件的确定法 2、叠加法计算梁的变形掌握六种常用挠度和转角的数据 3、梁的刚度条件； []max y f l ≤ max 1.5 Q A τ= max 43Q A τ= max 2 Q A =max max z z QS EI *=

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 ）

材料力学经典试题要点

第15章疲劳与断裂材料力学习题第15章 15-1 如图所示交变应力，试求其平均应力、应力幅值、循环特征。 15-2 如图所示滑轮与轴，确定下列两种情况下轴上点B的应力循环特征。 1．图a为轴固定不动，滑轮绕轴转动，滑轮上作用着不变载荷F。 2．图b为轴与滑轮固结成一体而转动，滑轮上作用着不变载荷F。 15-3 图示旋转轴，同时承受横向载荷Fy=500N和轴向拉力Fx=2kN作用，试求危险截面边缘任一点处的最大应力、最小应力、平均应力、应力幅值、应力循环特征。已知，轴径d=10mm，轴长l=100 mm。 15-4 火车轮轴受力情况如图所示。a=500mm，l=1435mm ，轮轴中段直径 d=15cm。若F=50kN，试求轮轴中段截面边缘任一点处的最大应力、最小应力、平均应力、应力幅值、应力循环特征，并作出σ-t曲线。 15-5 阶梯轴如图所示。材料为铬镍合金钢，σb=920MPa，σ-1=420MPa，τ- 1=250MPa。轴的尺寸是：d=40mm，D=50mm，R=5mm。分别确定在交变弯矩与交变扭矩作用时的有效应力集中系数与尺寸系数。 σb=600MPa，15-6 如图所示阶梯形旋转轴上，作用有不变弯矩M=1kN.m。已知材料为碳素钢， σ-1=250MPa，轴表面精车加工，试求轴的工作安全系数。

第15章疲劳与断裂

15-7 图示传动轴上作用交变扭矩 Tx，变化范围为（800~-800）N.m。材料为碳素钢，σb=500MPa，τ-1=110MPa。轴表面磨削加工。若规定安全系数[nf]=1.8，试校核该轴的疲劳强度。 15-8 图示圆截面钢杆，承受非对称循环轴向拉力F作用，其最大与最小值分别为Fmax=100kN和Fmin=10kN。若已知：D=50mm，d=40mm，R=5mm， σb=600MPa，σt-1=σc-1=170MPa，ψσ=0.05，杆表面精车加工，[nf]=2，试校核杆的疲劳强度。 15-9 精车加工的钢制转轴，在50mm直径处承受如图所示的交变应力作用。材料的σb=500MPa，σs=450MPa，σ-1=345MPa，τ-1=154MPa，ψσ=0.1，ψτ=0.05。（a）对弯曲正应力计算工作安全系数。（b）对扭转切应力（与正应力数值相同）计算工作安全系数。 15-10 直径D=50mm、d=40mm的阶梯轴，承受交变弯矩与扭矩联合作用。正应力从50MPa变到-50 MPa；切应力从40MPa 变到20 MPa。轴的材料为碳钢，σb=550MPa，σ-1=220MPa， σs=300MPa，τ-1=120MPa，τs=180MPa。若R=2mm，选取ψτ=0.1，设β=1，试计算工作安全系数。 15-11 一构件承受变幅对称循环交变正应力作用，以1s为一周期，习题15-11图所示为一个周期内的应力谱。已知材料的σ-1=400MPa，m=9，循环基数 N0=3?10次。若每一周期内应力循环了15次，构件累积工作时间为50h， K6fσ=1.2，ε=β=1.0，试计算工作安全系数。 15-12 图示平板，宽度2h=100mm，厚度b=10mm，板中心含一穿透裂纹，其长度2a=20mm，在远离裂纹处承受拉应力σ=700MPa，板的材料为30CrMnSiNi2A，1 σs=1500MPa，断裂韧度KIc=85.1MPa?m2，试问板是否会断裂。

工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版第七章习题答案

工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版第七章习题答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第七章习题 7-1 直径d=2cm的拉伸试件，当与杆轴成斜截面上的切应力时，杆表面上将出现滑移线。求此时试件的拉力P。 7-2在拉杆的某一斜截面上，正应力为，切应力为。试求最大正应力和最大切应力。 7-3 已知应力状态如图a、b、c所示，求指定斜截面ab上的应力，并画在单元体上。 7-4已知应力状态如图a、b、c所示，求指定斜截面ab上的应力，并画在单元体上。 7-5求图示各单元体的三个主应力，最大切应力和它们的作用面方位，并画在单元体图上。 7-6 已知一点为平面应力状态，过该点两平面上的应力如图所示，求及主应力、主方向和最大切应力。

7-7 一圆轴受力如图所示，已知固定端横截面上的最大弯曲应力为 40MPa，最大扭转切应力为30 Mpa，因剪力而引起的最大切应力为6kPa. （1）用单元体画出在A、B、C、D各点处的应力状态；（2）求A点的主应力和最大切应力以及它们的作用面的方位。 7-8 求图示各应力状态的主应力、最大切应力以及它们的作用面的方位。 7-9 设地层为石灰岩，波松比，单位体积重。试计算离地面400m深处的压应力。

7-10 图示一钢制圆截面轴，直径d=60mm,材料的弹性模量E=210Gpa。波松比，用电测法测得A点与水平面成方向的线应变，求轴受的外力偶矩m。 7-11 列车通过钢桥时，在大梁侧表面某点测得x和y向的线应变，材料的弹性模量E=200Gpa，波松比，求该点x、y面的正应力和。 7-12 铸铁薄壁管如图所示，管的外直径D=200mm,壁厚t=15mm，内压p=4MPa,轴向压力P=200Kn，许用应力，波松比，试用第二强度理论校核该管的强度。

材料力学试题及答案全

江苏科技大学学年第二学期材料力学试题(A 卷) 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 、A 1〈A 2 B 、A 1 〉A 2 C 、A 1=A 2 D 、A 1、A 2为任意 2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ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 =∫A τρρdA （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 =∫A ρ2dA 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 题号一二三四五六总分得分题一、3图工程技术学院 _______________专业班级姓名____________ 学号 ---------------------------------------------------密封线内不准答题------------------------------------------------------------- 题一、1

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 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）题一、5图三题图四题图题一、4 二题名____________ 学号线内不准答题

材料力学复习要点

第一章绪论 §1.1 材料力学的任务二、基本概念 1、构件：工程结构或机械的每一组成部分。（例如：行车结构中的横梁、吊索等）理论力学—研究刚体，研究力与运动的关系。材料力学—研究变形体，研究力与变形的关系。 2、变形：在外力作用下，固体内各点相对位置的改变。(宏观上看就是物体尺寸和形状的改变）弹性变形—随外力解除而消失塑性变形(残余变形)—外力解除后不能消失刚度：在载荷作用下，构件抵抗变形的能力 3、内力：构件内由于发生变形而产生的相互作用力。（内力随外力的增大而增大）强度：在载荷作用下，构件抵抗破坏的能力。4、稳定性：在载荷作用下，构件保持原有平衡状态的能力。强度、刚度、稳定性是衡量构件承载能力的三个方面，材料力学就是研究构件承载能力的一门科学。三、材料力学的任务材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性

的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法若：构件横截面尺寸不足或形状不合理,或材料选用不当—不满足上述要求,不能保证安全工作. 若：不恰当地加大横截面尺寸或选用优质材料—增加成本,造成浪费研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在进行理论分析的基础上，实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。四、材料力学的研究对象构件的分类：杆件、板壳*、块体* 材料力学主要研究杆件﹜ 直杆——轴线为直线的杆曲杆——轴线为曲线的杆等截面杆——横截面的大小形状不变的杆变截面杆——横截面的大小或形状变化的杆等截面直杆——等直杆 §1.2 变形固体的基本假设在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。在材料力学中，对变形固体作如下假设：

材料力学试题及参考答案-全

精心整理江苏科技大学学年第二学期材料力学试题(A 卷) 一、选择题（20 分） 1 A 1和A 22时需考虑下列因素中的哪几个？答：（1ρdA （2（3（4A 、（1、全部 3A 、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倍题一、3图 ---------------------------------------------------密封线内不准答题------------------------------------------------------------- 题一、4 题一、1

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 轴线成四、，皮带轮直径D =250mm ，主轴外伸部分长度为，，用第三强度理论校核轴的强度。（15分）的重物自由下落在图示刚架C 点，设刚架的抗弯刚度为EI D 处4，求BD 用欧拉公式判断BD 杆是否失稳。（20分）江苏科技大学学年第二学期材料力学试题(B 卷) 二、选择题（20 分题一、5图三题图六题图五题图四题图 -------------------------------密封线内不准答题------------------------------------------------------------- -------------------------------------------

材料力学复习总结

材料力学复习总结 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

《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 22αστα= 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（屈服极限s σ）、强化阶段（强度极限b σ）和局部变形阶段。会画低碳钢轴向压缩、铸铁轴向拉伸和压缩时的应力－应变曲线。九、衡量材料塑性的两个指标：伸长率1100l l l δ-?=??及断面收缩率1100A A A ?-?=??，工程上把5δ?≥?的材料称为塑性材料。十、卸载定律及冷作硬化：课本第23页。对没有明显屈服极限的塑性材料，如何来确定其屈服指标见课本第24页。十一、重点内容：1.画轴力图；2.利用强度条件解决的三种问题；3.强度校核之后一定要写出结论，满足强度要求还是不满足强度要求；4.利用胡克定律N F l l EA ?=求杆的变形量：注意是伸长还是缩短。典型例题及习题：例例习题第三章扭转一、如何根据功率和转速计算作用在轴上的外力偶矩，注意功率、转速和外力偶矩的单位。9549e P M n = 二、扭矩及扭矩图：利用右手螺旋规则（见课本75页倒数第二段）判断的是扭矩的正负号而不是外力偶矩的正负号，扭矩是内力而外力偶矩是外力。

材料力学考精彩试题库

材料力考试题学号一、填空题：（每空1分，共计38分） 1、变形固体的变形可分为：弹性变形和塑性变形。 2、构件安全工作的基本要：构件必须具有足够的强度、足够刚度和足够稳定性。 3、杆件变形的基本形式有拉（压）变形、剪切变形、扭转变形和弯曲变形。 4、吊车起吊重物时，钢丝绳的变形是拉伸变形；汽车行驶时，传动轴的变形是扭转变形；教室梁的变形是弯曲变形；螺旋千斤顶中的螺杆受压杆受压变形。 5、图中σ——ε曲线上，对应p点的应力为比例极限，符号__σp__、对应y点的应力称为屈服极限，符号_σs__、对应b点的应力称为强化极限符号_σb ___ __。 6、力是外力作用引起的，不同的外力引起不同的力，轴向拉、压变形时的力称为轴力。剪切变形时的力称为剪力，扭转变形时力称为扭矩，弯曲变形时的力称为弯矩。 7、下图所示各杆件中受拉伸的杆件有AB、BC、CD、AD ；受力压缩杆件

有 BE 。 8、克定律的两种表达式为EA L N l ?=?和εσE =。E 称为材料的弹性模量。它是衡量材料抵抗变形能力的一个指标。E 的单位为MPa ，1 MPa=_106_______Pa 。 9、衡量材料强度的两个重要指标是屈服极限和强化极限。 10、通常工程材料丧失工作能力的情况是：塑性材料发生屈服现象，脆性材料发生强化现象。 11、挤压面为平面时，计算挤压面积按实际面积计算；挤压面为半圆柱面的投影面积计算。 12、在园轴的抬肩或切槽等部位，常增设圆弧过渡结构，以减小应力集中。 13、扭转变形时，各纵向线同时倾斜了相同的角度；各横截面绕轴线转动了不同的角度，相邻截面产生了转动，并相互错动，发生了剪切变形，所以横截面上有剪应力。 14、因半径长度不变，故切应力方向必与半径垂直由于相邻截面的间距不变，即园轴没有伸长或缩短发生，所以横截面上无正应力。 15、长度为l 、直径为d 的圆截面压杆，两端铰支，则柔度λ为，若压杆属大柔度杆，材料弹性模量为E ，则临界应力σcr 为______________。

浙江工业大学材料力学第7章答案

7.1 一实心圆杆1，在其外依次紧套空心圆管2和3。设三杆的抗拉刚度分别为E 1A 1、E 2A 2及E 3A 3，此组合杆承受轴向拉力F ，三杆之间无相对摩擦。试求组合杆的伸长量。解：平衡方程：F F F F N N N =++3 2 1 （1）变形协调方程： 3 33 222111A E l F A E l F A E l F N N N == （2）方程（1）和（2）联立求解，得到： 3 3 2 2 1 1111 A E A E A E A FE F N ++= 3322112 22A E A E A E A FE F N ++= 3 322113 33A E A E A E A FE F N ++= 组合杆的伸长量为： 3 32211111A E A E A E Fl A E l F l N ++= = ? 7.2 在温度为2?C 时安装铁轨，两相邻段铁轨间预留的空隙为Δ＝1.2mm 。当夏天气温升为40?C 时，铁轨内的温度应力为多少？已知：每根铁轨长度为12.5m ，E ＝200GPa ，线膨胀系数α＝12.5×10-6 m /m ??C 。解：没有约束情况下，铁轨自由热膨胀时的伸长量 mm 9375.5m 109375.55.12)240(105.1236=?=?-??=???=?--l T l T α （1）温度应力引起的铁轨长度变形为 mm 0625.010 200105.123 3 σσσσ =???===?E l EA l F l N （温度应力σ的单位为MP a ）（2）

变形协调条件为 ?=?-?σ l l T （3）方程（1）、（2）和（3）联立求解，可得 MPa 8.75=σ（压应力） 7.3 图示结构中，①、②和③三杆材料与截面相同，弹性模量为E ，横截面面积为A ，横杆CD 为刚体。求三杆所受的轴力。解：平衡方程 F F F F N N N =++3 2 1 （1） 31=?-?a F a F N N （2） F F N 1 F N 2F N 3 变形协调方程： 3 12l l l ?+?=? （3）物理方程： EA l F l N 1 1 2? EA l F l N 22=? EA l F l N 33= ? 代入方程（3），可得补充方程 3 1 2 3 1 2 22N N N N N N F F F EA l F EA l F EA l F +=?+= （4） F C ①②③ D l l a a F ?l 1 ?l 2 ?l 3D C ① ② ③

材料力学期末总复习题及答案要点

材料力学模拟试题一、填空题（共15分） 1、（5分）一般钢材的弹性模量E＝GPa；吕材的弹性模量E＝GPa 2、（10分）图示实心圆锥杆受扭转外力偶作用，材料的剪切弹性模量为G，该杆的 η man1、（5（A）各向同性材料；（B）各向异性材料；（C 正确答案是 A 。 2、（5分）边长为d杆（1）是等截面，杆（2荷系数kd和杆内最大动荷应力ζd 论：（A）(kd)1<(kd)2,(ζdmax)1<(（B）(kd)1<(kd)2,(ζdmax)1>(（C） (kd)1>(kd)2,(ζdmax)1<(（D）(kd)1>(kd)2,(ζdmax)1>(正确答案是 A 。三、计算题（共75分） 1、（25

应力相等，求：（1）直径比d1/d2； (2)解：AC轴的内力图：M AB （2） =3?10(Nm);M 5 BC 由最大剪应力相等：=ηmax= M n Wn 3 = 300?10 3 πd/16 3 = πd/16 2 ；

d1/d2= 由θ= MnlGI P 3/5=0.8434 ;??∴ θABθBC = 32M an1 4 Gπd1 ? Gπd232M 4 = MM n1n2 ? 2 (? 2d1 )=0.5 4 n2 2、（

3、（15分）有一厚度为6mm的钢板在板面的两个垂直方向受拉，拉应力分别为150Mpa和 5 55Mpa，材料的E=2.1×10Mpa，υ =0.25。求钢板厚度的减小值。解：钢板厚度的减小值应为横向应变所产生，该板受力后的应力状态为二向应力状态，由广义胡克定律知，其Z向应变为： εz=- ν E (ζx+ζy)=- 0.25 9 则?Z=εZ 2.1?10 ?t=-0.146mm (150+55)?10=-0.0244 6 材料力学各章重点一、绪论 1．各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的 A 。 (A)力学性质； (B)外力； (C)变形； (D)位移。 2．均匀性假设认为，材料内部各点的 C 是相同的。(A)应力； (B)应变； (C)位移； (C)力学性质。 3．构件在外力作用下（A）不发生断裂；（B）保持原有平衡状态；

很经典的几套材料力学试题及答案

考生注意：舞弊万莫做，那样要退学，自爱当守诺，最怕错上错，若真不及格，努力下次过。材料力学试题A 成绩课程名称材料力学考试时间 2010 年 7 月日时分至时分教研室工程力学开卷闭卷适用专业班级 08 机自1、2、3、4 班提前期末班级姓名学号一、单选题（每小题2分，共10小题，20分） 1、工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（）项，其他各项是必须满足的条件。 A 、强度条件 B 、刚度条件 C 、稳定性条件 D 、硬度条件 2、内力和应力的关系是（） A 、内力大于应力 B 、内力等于应力的代数和 C 、内力是矢量，应力是标量 D 、应力是分布内力的集度 3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（）。 A 、形状尺寸不变，直径线仍为直线。 B 、形状尺寸改变，直径线仍为直线。 C 、形状尺寸不变，直径线不保持直线。 D 、形状尺寸改变，直径线不保持直线。 4、建立平面弯曲正应力公式z I My =σ,需要考虑的关系有（）。 A 、平衡关系,物理关系，变形几何关系； B 、变形几何关系，物理关系，静力关系； C 、变形几何关系，平衡关系，静力关系； D 、平衡关系, 物理关系，静力关系； 5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（）来确定积分常数。 A 、平衡条件。 B 、边界条件。 C 、连续性条件。 D 、光滑性条件。 6、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅度a σ分别为（）。 A -10、20、10； B 30、10、20； C 31- 、20、10； D 31- 、10、20 。 ---------------------------------------------------------------------- 装--------------------订 --------------------线 ------------------------------------------------------------- 试题共 3 页第 1 页

材料力学期末复习要点

第一章绪论 1、构件能够正常工作的性能要求： 1）强度要求：指构件有足够的抵抗破坏的能力； 2）刚度要求：指构件有足够的抵抗变形的能力； 3）稳定性要求：指构件有足够的保持原有平衡形态的能力。 2、变形固体的基本假设：连续性假设；均匀性假设；各向同性假设 3、截面法的基本步骤：截、留、平 4、应变：线应变和切应变（角应变） 5、杆件变形的基本形式：轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲第二章拉压和剪切 1、内力、应力计算及轴力图绘制 2、低碳钢拉伸时的力学性能弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段、伸长率和断面收缩率、卸载定律及冷作硬化 3、轴向拉压的强度条件：[]N F A σσ= ≤ 4、轴向拉压的变形：N F l l EA ?= 5、拉压静不定问题：解题步骤： 1）静力平衡方程 2变形协调方程 3物力方程 4将物力方程代入变形协调方程，得补充方程 5联立求解静力平衡方程和补充方程，得结果。 6、剪切和挤压课后习题：2－1、2－12、2－45 第三章扭转、 1、扭矩的计算和扭矩图的绘制 2、切应力互等定理

3、切应变：r l ?γ= 4、剪切胡克定律：G τγ= 5、横截面上距圆心为ρ的任意一点的切应力：p T I ρτ=，最大切应力：max p t TR T I W τ== 6、实心圆截面：432p D I π= 316t D W π= 空心圆截面：()()4 44413232p D I D d ππα=-=- ，()()3 444 11616t D W D d d D π π=-=- 7、扭转强度条件：[]max max t T W ττ= ≤ 8、相对扭转角：1n i i i p Tl GI ?==∑ 单位长度扭转角：'p d T dx GI ??== 9、扭转刚度条件：[]max max ''p T GI ??= ≤ 课后习题：3－2、单元测试：6、7 第四章弯曲内力 1、弯曲内力的计算 2、剪力图和弯矩图的绘制课后习题：4－1、4－4 第五章：弯曲应力 1、纯弯曲时正应力的计算公式：z My I σ= 2、横力弯曲最大正应力：max max max max z M y M I W σ== 3、抗弯截面系数：矩形：26bh W = 实心圆：332 d W π= 4、弯曲的强度条件：[]max max M W σσ=≤ 5、矩形截面梁弯曲切应力：*S z z F S I b τ= 工字形截面梁弯曲切应力：*0 S z z F S I b τ= 6、提高弯曲强度的措施： 1）合理安排梁的受力情况：

材料力学试题及答案

一、一结构如题一图所示。钢杆1、2、3的横截面面积为A=200mm 2，弹性模量E=200GPa ，长度l =1m 。制造时3杆短了△=。试求杆3和刚性梁A B 连接后各杆的内力。（15分）二、题二图所示手柄，已知键的长度30 mm l =，键许用切应力[]80 MPa τ=，许用挤压应力 bs []200 MPa σ=，试求许可载荷][F 。（15分） []τ、切变模量G ，试（15分） 15分） 10分）、梁长l 及弹性模量E 。试用积分法求截面 A C 七、如图所示工字形截面梁AB ，截面的惯性矩672.5610z I -=?m 4 ，求固定端截面翼缘和腹板交界处点 a 的主应力和主方向。（15分）一、（15分）（1）静力分析（如图（a ））图（a ） ∑=+=231,0N N N y F F F F （a ） ∑==31,0N N C F F M （b ）（2）几何分析（如图（b ））图（b ）（3）物理条件 EA l F l N 11= ?，EA l F l N 22=?，EA l F l N 33=? （4）补充方程 ?=++EA l F EA l F EA l F N N N 3212 （c ）（5）联立（a ）、（b ）、（c ）式解得：二、（15分）以手柄和半个键为隔离体，取半个键为隔离体，bs S 20F F F == 由剪切：S []s F A ττ=≤，720 N F = 由挤压：bs bs bs bs [][], 900N F F A σσ= ≤≤ 取[]720N F =。

三、（15分） 0AB ?=, A B M a M b ?=? 得 e B a M M a b =+, e A b M M a b =+ 当a b >时 d ≥b a >时 d ≥ 四、（15分）五、（10分）解：在距截面A 为x 由 d 0d x σ=，可求得 2 l x = 对应的max 3 12827π)a Fl d σ=( 六、（15分）由边界条件,x l w w ==33 00b h b h 4302A ql w Eb h =-（↓）， 3 3 083C ql Eb h θ=（）七、（15分）解：18.3610 56.7207 .075.010506 3=????=-σ MPa （压应力） 79.810 56.7203.010853015010506 93=???????=--τ MPa max min 2x y σσσσ+=±2.3802.2-MPa 02.21=σMPa ，20σ=，338.2σ=-MPa 一、题一图所示的杆件两端被固定，在C 处沿杆轴线作用载荷F ，已知杆横截面面积为A ，材料的许用拉应力为[]σ+，许用压应力为[]σ-，且[]3[]σσ-+=，问x 为何值时，F 的许用值最大？（本小题15分）二、题二图所示接头，承受轴向载荷F 作用，试计算接头的许用载荷[F ]。已知铆钉直径d =20mm ，许用正应力[σ]=160MPa ，许用切应力[τ]=120MPa ，许用挤压应力 [σbs ]=340MPa 。板件与铆钉的材料相同。（本小题15分）三、圆管A 套在圆杆B 上并二者焊在一起如题三图所示，它们的切变模量分别为A G 和B G ，当管两端作用外力偶矩e M 时，欲使杆B 和管A 的max τ相等，试求/B A d d 。（本小题15分）四、试作题四图所示梁的剪力图和弯矩图。（本小题15分）五、矩形截面外伸梁由圆木制成，已知作用力 5 kN F =，许用应力[ MPa σ]=10，长度 1 m a =，确定所需木材的最小直径d 。（本小题15分） F qa qa σ3 τa σa σ1 ο 04.77

习题解答[第七章]

7-1 两端铰支的圆截面受压钢杆（Q235钢），已知m d m l 05.0,2==(图7-10)，材料的弹性模量GPa E 200=。试求该压杆的临界力。解：kN l EI F cr 4.151) 21() 64 05 .0(10200) (2 4 9 22 2 =?????= =ππμπ 题7-1图 7-2 图7-11所示压杆为工字形钢，已知其型号为I 18、杆长m l 4=、材料弹性模量GPa E 200=，试求该压杆的临界力。解：查表得I18，4 8 4 8 10 122101660m I m I y x --?=?= 所以取y I 计算 kN l EI F cr 5.150) 41(10 12210200) (2 8 92 22 =?????= = -π μπ 题7-2图 7-3 图7-12所示为三个支承情况不同的圆截面压杆，已知各杆的直径及所用材料均相同，问哪个杆的临界力最大？题7-3图解：2 2 22 1) (l EI l EI F cr πμπ= = 2 2 2 2 2 2 28.0) 6.1 7.0() (l EI l EI l EI F cr ππμπ? =?= = 2 2 2 2 2 2 323.1) 8.17.0() (l EI l EI l EI F cr ππμπ? =?= =

所以第三种情况的临界应力最大。 7-4 一矩性截面压杆，在图7-13所示平面内两端均为铰支，出平面内两端均不能转动（图示为在平面内的支承情况），已知b 5.2h =，问压力F 逐渐增大时，压杆将于哪个平面内失稳？解：（1）图示平面内 2 4 22 3 2 2 2 13.1) 1(12) (l Eb l bh E l EI F cr ππμπ? =??= = （2）出平面内 2 4 22 3 2 2 2 28.0) 5.0(12) (l Eb l hb E l EI F cr ππμπ? =?? == 所以出平面内容易失稳。题7-4图 7-5 图7-14所示为槽形型钢受压杆，两端均为球铰。已知槽钢的型号为16a ，材料的比例极限MPa p 200=σ ，弹性模量GPa E 200=。试求可用欧拉公式计算临界力的最小长度。解：查表得[16a 的i y =1.83cm=0.0183m p cr i l E E σμπλ πσ≤== 2 2 2 2 ) ( 2 2 σ πλE ≥ 6 9 22 10 20010 2000183.0???? =≥πσ πp E i l l min =1.82m 题7-5图 7-6 图7-15所示结构由两根圆截面杆组成，已知两杆的直径及所用的材料均相同，且两杆均为大柔度杆，问：当F （方向垂直向下）从零开始逐渐增加时，哪个杆首先失稳？（只考虑在平面内）解： 60sin 45sin NBC NAB F F = F F F NBC NAB =+0 60 cos 45 cos F F F F NBC NAB 535.0656.0== cr AB AB cr F h EI l EI F 5.05.0) (2 2 2 2 =? == ?πμπ 题7-6图

材料力学复习总结

材料力学试题及答案完整版本

一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分) 1.轴的扭转剪应力公式τρ=T I P ρ 适用于如下截面轴( ) A.矩形截面轴 B.椭圆截面轴 C.圆形截面轴 D.任意形状截面轴 2.用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的是哪个?( ) A.实心圆轴 B.空心圆轴 C.两者一样 D.无法判断 3.矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时，从正应力强度考虑，该梁的承载能力的变化为( ) A.不变 B.增大一倍 C.减小一半 D.增大三倍 4.图示悬臂梁自由端B的挠度为( ) A. ma a EI () l- 2 B. ma a EI 3 2 () l- C. ma EI D. ma a EI 2 2 () l- 5.图示微元体的最大剪应力τmax为多大?( ) A. τmax=100MPa B. τmax=0 C. τmax=50MPa D. τmax=200MPa 6.用第三强度理论校核图示圆轴的强度时，所采用的强度条件为( ) A. P A M W T W Z P ++ ()() 242≤［σ］ B. P A M W T W Z P ++≤［σ］ C. ()() P A M W T W Z P ++ 22≤［σ］ D. ()() P A M W T W Z P ++ 242≤［σ］ 7.图示四根压杆的材料、截面均相同，它们在纸面内失稳的先后次序为( ) A. (a),(b),(c),(d)

B. (d),(a),(b),(c) C. (c),(d),(a),(b) D. (b),(c),(d),(a) 8.图示杆件的拉压刚度为EA，在图示外力作用下其变形能U的下列表达式哪个是正确的?( ) A. U=P a EA 2 2 B. U=P EA P b EA 22 22 l + C. U=P EA P b EA 22 22 l - D. U=P EA P b EA 22 22 a + 9图示两梁抗弯刚度相同，弹簧的刚度系数也相同，则两梁中最大动应力的关系为( ) A. (σd) a =(σd) b B. (σd) a >(σd) b C. (σd) a <(σd) b D. 与h大小有关二、填空题(每空1分，共20分) 1.在材料力学中，为了简化对问题的研究，特对变形固体作出如下三个假设：_______，_______，_______。 2.图示材料和长度相同而横截面面积不同的两杆，设材料的重度为γ，则在杆件自重的作用下，两杆在x截面处的应力分别为σ(1)=_______，σ(2)=_______。 3.图示销钉受轴向拉力P作用，尺寸如图，则销钉内的剪应力τ=_______，支承面的挤压应力σbs=_______。

本材料力学知识汇总-复习资料合集

本材料力学知识汇总-复习资料合集填空练习题; 1. 低碳钢试件受拉时，沿方向出现滑移线；铸铁试件受拉时，沿方向断裂。 2.将圆轴的直径增大一倍，则圆轴的刚度提高倍。 3.将圆轴的直径增大一倍，则圆轴的强度提高倍 4.单元体中的截面称为主平面，其上的正应力称为。 5.杆件的基本变形形式一般有、剪切、、弯曲四种，而应变只有线应变、两种。 6. 第三强度理论即理论，其相当应力表达式为。 7. 杆件的基本变形形式一般有拉压、、扭转、四种，而应变只有、切应变两种。 8. 梁段上，既有弯矩又有剪力的弯曲形式称为。 9. 梁段上，只有弯矩没有剪力的弯曲形式称为弯曲。 10. 矩形截面梁截面宽b 高h ，弯曲时横截面上最大正应力 max σ出现在最大弯矩截面的各点， =m ax σ 。 11. 如下图所示的悬臂梁,长度m kN q m l /2,5==满跨均分布荷载,则A 端右邻截面上弯矩是，要减小梁自由端的挠度,一般采取减小的方法； 12. 工程上将延伸率≥δ 的材料称为塑性材料。 13. 所谓，是指材料件抵抗破坏的能材；所谓，是指构件抵抗变形的能力。 14. 圆截面梁，若直径d 增大一倍（其它条件不变），则梁的最大正应力降至原来的。

15. 圆形截面的抗扭截面系数W p = 。 16. 矩形截面梁弯曲时横截面上最大切应力 τ出现在最大剪力截面的各点，如果截面 max 面积为F S截面面积为A，则= τmax。 17. 如图所示，1—1截面上的轴力为，2-2截面上的轴力为。 18. 若要求校核工字形截面钢梁腹板与冀缘交接处一点的强度，则应该用强度理论，其强度条件(用该点横截面上的正应力σ和剪应力τ来表示)表达式是。19.如下图示的圆截面杆受扭时,在其表面上一点处沿与杆轴成-45°角的斜面上将出现最大的应力,而在其横、纵截面上将出现最大的应力。 20. 矩形截面梁在横力弯曲的情况下，横截面上的剪应力是沿截面高度按规律变化的，在中性轴处的剪应力值等于。 21. 低碳钢圆截面试件受扭时，沿截面破坏；铸铁圆截面试件受扭时，沿面破坏。 22. 轴向受力杆如图所示，1－1截面上的轴力为。 23. 对图示梁进行剪应力强度计算时，最大剪力为。