练习题四——强度理论
强度理论典型习题解析

强度理论典型习题解析1 已知铸铁的拉伸许用应力MPa 30][t =σ,压缩许用应力MPa 90][c =σ,30.0=µ,试对铸铁零件进行强度校核,危险点的主应力为:(1) MPa 301=σ,MPa 202=σ,MPa 153=σ; (2) MPa 201−=σ,MPa 302−=σ,MPa 403−=σ; (3) MPa 101=σ,MPa 202−=σ,MPa 303−=σ。
解题分析:选用强度理论时,不但要考虑材料是脆性或是塑性,还要考虑危险点处的应力状态。
解:(1) MPa 301=σ,MPa 202=σ,MPa 153=σ,危险点处于三向拉应力状态,不论材料本身是塑性材料或是脆性材料,均采用第一强度理论,即:][0MPa 3t 1r1σσσ===,安全(2) MPa 201−=σ,MPa 302−=σ,MPa 403−=σ,危险点处于三向压应力状态,即使是脆性材料,也应采用第三或第四强度理论,即:][MPa 20)MPa 40(MPa 20t 31r3σσσσ<=−−−=−=,安全 ])MPa 20MPa 40()MPa 40MPa 30()MPa 30MPa 20[(21222r4+−++−++−=σ, ][MPa 3.17t σ<=,安全。
(3) MPa 101=σ,MPa 202−=σ,MPa 303−=σ,脆性材料的危险点处于以压应力为主的应力状态,且许用拉应力与许用压应力不等,宜采用莫尔强度理论,即:][MPa 02MPa)30(MPa90MPa30MPa 10][][t 3c t 1rM σσσσσσ<=−−=⋅−=,安全 2 图示实心圆轴受轴向外力F 和外力偶M 作用。
已知圆轴直径d =10 mm ,M =Fd /10。
(1)材料为钢时,许用应力MPa 160][=σ;材料为铸铁时,许用应力MPa 30][t =σ。
试分别计算圆轴的许可载荷;(2)材料为铸铁,且F =2 kN 、E =100 GPa 、][F 25.0=µ,计算圆轴表面上与轴线成30°方位上的正应变。
材料力学第2版 课后习题答案 第10章 强度理论

解: t ≥
pD =
2[σ ]
3×106 ×1 2 × 300×106
= 0.01m = 1.0cm
2
9-8 铸铁圆柱形容器外直径D = 20 cm,壁厚t=2cm,受内压强p=4MPa,并在容器两端
受轴向压力P=200 kN作用,设 µ = 0.25 ,
许用拉应力[σ +]=25 MPa,(1)用第二强
论作强度校核。 解:
σ
4 xd
=
σ 2 + 3τ 2
σ
= 1202 + 3× 402 = 138MPa < [σ ]
τ
σ τ
题 9-3 图
所以安全。
9-4 某梁在平面弯曲下,已知危险截面上作用有弯矩M=50.9 kN ⋅ m ,剪力FS=134.6 kN,截面为No. 22b工字钢,[σ ]=160 MPa,试根据第三强度理对梁作主应力校核。
σ
m xd
=
σ
1
−
σ σ
+ b − b
σ3
= 1.027 −
256 × (−101.027)
625
=
42.4MPa
9-12 内径为d,壁厚为t的圆筒容器,内部盛有比重为γ ,高度为H的液体,竖直吊装如
图示。试按第三强度理论沿容器器壁的母线绘制圆筒的相当应力σ
3 xd
图(不计端部影响)。
解:
σ
y
=
πd2 4
应力校核。
70
(+)
(−) 30
( Q −图)
(−) 20
(−) 30
24.44 (+)
(M −图)
(−) 20
Wz
练习题四——强度理论

第四部分应力分析和强度理论一选择题1、所谓一点处的应力状态是指( ) A、受力构件横截面上各点的应力情况;B、受力构件各点横截面上的应力情况;C、构件未受力之前,各质点之间的相互作用情况;D、受力构件中某一点在不同方向截面上的应力情况。
2、对于图示各点应力状态,属于单向应力状态的是( )A、a点B、b点C、c点D、d点3、对于单元体中,正确的答案是( )maxA、100MPaB、0 MPaC、50MPaD、200 MPa4、关于图示梁上a点的应力状态,正确的是( )5、关于图示单元体属于哪种应力状态,正确的是( )A、单向应力状态B、二向应力状态C、三向应力状态D、纯剪切应力状态6、对于图示悬臂梁中,A 点的应力状态正确的是( )7、单元体的应力状态如图,关于其主应力,正确的是( )A 、B 、1230,0σσσ>>=321,0σσσ<<=C 、 D 、123130,0,0,||||σσσσσ>=<<123130,0,0,||||σσσσσ>=<>8、对于图示三种应力状态(a )、(b )、(c )之间的关系,正确的是( )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9、已知某点平面应力状态如图,和为主应力,1σ2σ在下列关系正确的是( )A 、B 、12x y σσσσ+>+12x y σσσσ+=+C 、 D 、12x y σσσσ+<+12x yσσσσ-=-10、图示应力状态,按第三强度理论校核,强度条件为( )A 、;B []xy τσ≤[]xy σ≤C 、D 、[]xy σ≤[]2xy τσ≤11、上题图应力状态,按第三强度理论校核,其相当应力为( )A 、B 、C 、D 、3r σ=3r στ=3r σ=32r στ=12、图示单元体所示的应力状态,按第四强度理论,其相当应力为( )4r σA 、 ;B 、 ;CD 32σ2σ13、在纯剪切应力状态下,按第四强度理论可以证明:塑性材料的和的关系为( )[]τ[]σA 、B 、C 、D 、 [][]τσ=[][]2στ=[]τ=[][]3στ=14、塑性材料的下列应力状态中,哪一种最易发生剪切破坏( )二、填空题1、图示梁的A 、B 、C 、D 四点中,单向应力状态的点是 ,纯剪切应力状态的点是 ,在任何截面上应力均为零的点是 。
练习题四——强度理论.

第四部分 应力分析和强度理论一 选择题1、所谓一点处的应力状态是指( )A 、受力构件横截面上各点的应力情况;B 、受力构件各点横截面上的应力情况;C 、构件未受力之前,各质点之间的相互作用情况;D 、受力构件中某一点在不同方向截面上的应力情况。
2、对于图示各点应力状态,属于单向应力状态的是( )A 、a 点B 、b 点C 、c 点D 、d 点3、对于单元体中max ,正确的答案是( )A 、100MPaB 、0 MPaC 、50MPaD 、200 MPa 4、关于图示梁上a 点的应力状态,正确的是( )5、关于图示单元体属于哪种应力状态,正确的是( )A 、单向应力状态B 、二向应力状态C 、三向应力状态D 、纯剪切应力状态6、对于图示悬臂梁中,A 点的应力状态正确的是( )7、单元体的应力状态如图,关于其主应力,正确的是( )A 、1230,0σσσ>>=B 、321,0σσσ<<=C 、123130,0,0,||||σσσσσ>=<<D 、123130,0,0,||||σσσσσ>=<>8、对于图示三种应力状态(a )、(b )、(c )之间的关系,正确的是( )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9、已知某点平面应力状态如图,1σ和2σ为主应力,在下列关系正确的是( ) A 、12x y σσσσ+>+ B 、12x y σσσσ+=+ C 、12x y σσσσ+<+ D 、12x y σσσσ-=-10、图示应力状态,按第三强度理论校核,强度条件为( )A 、[]xy τσ≤; B[]xy σ≤ C、[]xy σ≤ D 、[]2xy τσ≤11、上题图应力状态,按第三强度理论校核,其相当应力为( )A、3r σ= B 、3r στ= C、3r σ= D 、32r στ=12、图示单元体所示的应力状态,按第四强度理论,其相当应力4r σ为( )A 、32σ ; B 、2σ ; C、2 D、213、在纯剪切应力状态下,按第四强度理论可以证明:塑性材料的[]τ和[]σ的关系为( )A 、[][]τσ=B 、[][]2στ=C 、[]στ= D 、 [][]3στ=14、塑性材料的下列应力状态中,哪一种最易发生剪切破坏( )二、填空题1、图示梁的A 、B 、C 、D 四点中,单向应力状态的点是 , 纯剪切应力状态的点是 ,在任何截面上应力均为零的点是 。
工程力学 第12章 强度理论 习题及解析

工程力学(工程静力学与材料力学)习题与解答第12章 强度理论12-1 对于建立材料在一般应力状态下的失效判据与设计准则,试选择如下合适的论述。
(A )逐一进行试验,确定极限应力;(B )无需进行试验,只需关于失效原因的假说;(C )需要进行某些试验,无需关于失效原因的假说; (D )假设失效的共同原因,根据简单试验结果。
知识点:建立强度理论的主要思路 难度:一般 解答:正确答案是 D 。
12-2 对于图示的应力状态(y x σσ>)若为脆性材料,试分析失效可能发生在: (A )平行于x 轴的平面; (B )平行于z 轴的平面;(C )平行于Oyz 坐标面的平面; (D )平行于Oxy 坐标面的平面。
知识点:脆性材料、脆性断裂、断裂原因 难度:难 解答:正确答案是 C 。
12-3 对于图示的应力状态,若x y σσ=,且为韧性材料,试根据最大切应力准则,失效可能发生在: (A )平行于y 轴、其法线与x 轴的夹角为45°的平面,或平行于x 轴、其法线与y 轴的夹角为45°的平面内;(B )仅为平行于y 轴、法线与z 轴的夹角为45°的平面; (C )仅为平行于z 轴、其法线与x 轴的夹角为45°的平面; (D )仅为平行于x 轴、其法线与y 轴的夹角为45°的平面。
知识点:韧性材料、塑性屈服、屈服原因 难度:难 解答:正确答案是 A 。
12-4 铸铁处于图示应力状态下,试分析最容易失效的是: (A )仅图c ; (B )图a 和图b ; (C )图a 、b 和图c ; (D )图a 、b 、c 和图d 。
知识点:脆性材料、脆性断裂、断裂准则 难度:一般 解答:正确答案是 C 。
12-5低碳钢处于图示应力状态下,若根据最大切应力准则, 试分析最容易失效的是: (A )仅图d ; (B )仅图c ; (C )图c 和图d ; (D )图a 、b 和图d 。
材料力学 第10章 强度理论习题集

B点的主应力为
1
y
pD
2
2
x
pD
4
3 p
33
对于薄壁圆筒,p与
pD 2
和
pD
4
相比很小,可忽略不计。则只
考虑外表面的应力状态即可。
采用第三强度理论
r3
1 3
pD
2
强度条件为
pD
2
[
]
采用第四强度理论
r4
1 2
1
2 2
2
3 2
3
1 2
3 pD
4
强度条件为
3 pD
4
[
]
max
T Wp
max
Ø弯曲
max
M Wz
max
[ ]
复杂应力状态下强度条件如何规定?
简 单 应 力 状 态
3
复杂应力状态下的强度条件是以强度理论为基础的。 本章介绍几个工程中常用的强度理论以及对应的强度条件。 进一步理解强度的涵义:强度是构件抵抗破坏的能力。 在载荷作用下,构件不能满足强度条件的情况可统称为强 度失效。
为什么β>45° ?
14
库仑(1773年)认为截面上的切应力τ与摩擦力ƒσ(正应力 与摩擦因数之积)的差达到某极限值时材料沿该截面破坏。
用公式表示为 f C
在不同的应力状态下,破坏面上的正应力σ与切应力τ在 坐 标系中确定了一条曲线,称为极限曲线。
曲线上的点必为破坏时三向应力圆中外圆上的点。
1
1 E
1
2
3
u
b
E
强度条件为
1
2
3
b
n
对于石料、混凝土、铸铁等脆性材料,应力
第七章应力状态和强度理论习题
第七章 应力状态和强度理论习题一、单项选择题1、第三强度理论和第四强度理论适合于何种材料? A 、塑性材料, B 、脆性材料 C 、金属材料, D 、非金属材料2、第一强度理论和第二强度理论适合于何种材料? A 、塑性材料, B 、脆性材料, C 、金属材料, D 、非金属材料。
二、 填空题1、 对于单元体,切应力等于零的平面叫做 ,该平面上的正应力叫做 。
2、第一、二强度理论适合于 材料;第三、四强度理论适合于 材料。
3、对于单元体,切应力等于零的平面叫做 ,该平面上的正应力叫做 。
4、第三强度理论的相当应力为 。
5、对于单元体,切应力等于零的平面叫 ,该平面上的正应力叫做 。
6、单元体上只有一对主应力数值不等于零的应力状态称为 应力状态。
7、单元体上只有二对主应力数值不等于零的应力状态称为 应力状态。
8、单元体上三对主应力数值都不等于零的应力状态称为 应力状态。
三、填空题1、求图示单元体的三个主应力和最大切应力 (图中应力单位:Mpa )。
答:单元体的三个主应力和最大切应力分别为: σ1= Mpa, σ2= Mpa, σ3= Mpa, τmax= Mpa 。
2、求图示单元体的三个主应力和最大切应力 (图中应力单位:Mpa )。
答:单元体的三个主应力和最大切应力分别为: σ1= Mpa, σ2= Mpa,σ3= Mpa, τmax= Mpa 。
图 7.3.23、已知应力状态如图所示,应力单位为MPa 。
试求:(1)主应力大小;(2)最大切应力。
4、已知应力状态如图所示,应力单位为MPa 。
试求:(1)主应力大小;(2)最大切应力。
四、 计算题12F=5KN ,松边张力为F=2.5KN ,轮重FP=2KN ,已知材料的许用应力[σ]=80Mpa ,试按第三强度理论设计轴的直径d 。
2、图示钢质拐轴,AB 轴的直径d=30mm ,长度lAB=150mm, BC 轴长度l BC =140mm ,承受集中载荷F=1kN 作用,许用应力[σ]=160Mpa 。
第九章强度理论
第九章 强度理论1.图示应力状态,用第三强度理论校核时,其相当应力为:(A )213τσγ=; (B )=3γστ;(C )=3γστ213; (D )=3γσ2τ;正确答案是 。
2和许用拉应力的关系为:(A )[τ] = [σ]; (B )[τ] =[σ] / 2 ;(C )[τ] = [σ] / 213; (D )[τ] = [σ] / 3 ;正确答案是 。
3.塑性材料的下列应力状态中,那一种最易发生剪切破坏:45.第三强度理论和第四强度理论的相当应力分别为3γσ 及4γσ ,对于纯剪应力状态,恒有3γσ / 4γσ= 。
6.按第三强度理论计算图示单元体的相当应力3γσ= 。
7.图示①、②、③为三个平面应力状态的应力圆,试画出各应力圆所对应的主平面微元体上的应力。
8.图示为承受气体压力p 的封闭薄壁圆筒,平均直径为D ,壁厚t ,气体压强p 均为已知,用第三强度理论校核筒壁强度的相当应力3γσ= 。
9.单元体如图,已知αττσ42−==xy y 。
证明:2/3/=y x σσ ;6/7/=x σσα。
τx10.证明线弹性材料的泊松比μ满足关系式:0<μ<0.511.图(a )、(b )表示同一材料的两个单元体。
材料的屈服极限s σ= 275 MPa 。
试根据第三强度理论求两个单元体同时进入屈服极限时拉应力σ 与剪应力τ的值。
若σ> τ。
(a) (b)12.图示受扭圆轴的d = 30 mm ,材料的弹性模量 ,v =0.3 ,屈服极限MPa E 5101.2×=S σ= 240MPa ,实验测得a b 方向的应变为 0002.0=ε 。
试按第三强度理论确定设计该轴时采用的安全系数。
13.从低碳钢零件中某点处取出一单元体,其应力状态如图所示,试按第三、四强度理论计算单元体的相当应力。
单元体上的应力为60=ασ,80−=βσ,(°+=90αβ),40−=ατ (单位:MPa 。
材料力学习题应力状态和强度理论
应力状态分析与强度理论基 本 概 念 题一、选择题1. 三种应力状态分别如图(a )、(b )、(c )所示,则三者间的关系为( )。
A .完全等价B .完全不等价C .图(b )、图(c )等价D .图(a )、图(c )等价题1图2. 已知应力情况如图所示,则图示斜截面上的应力为( )。
(应力单位为 MPa)。
A .70-=ασ,30-=ατB .0=ασ,30=ατC .70-=ασ,30=ατD .0=ασ,30-=ατ3. 在纯剪切应力状态中,其余任意两相互垂直截面上的 正应力,必定是( )。
A .均为正值B .一为正值一为负值C .均为负值 题2图D .均为零值4. 单元体的应力状态如图所示,由x 轴至1σ方向的夹角为( )。
A .︒5.13 B .︒-5.76 C .︒5.76 D .︒-5.13题4图 题5图5. 单元体的应力状态如图所示,则主应力1σ、2σ分别为( )。
(应力单位MPa). -33-A .901=σ,102-=σB .1001=σ,102-=σC .901=σ,02=σD .1001=σ,02=σ 6. 如图6所示单元体最大剪应力max τ为( )。
A .100 MPaB .50 MPaC .25 MPaD .0题6图 题7图7. 单元体如图所示,关于其主应力有下列四种答案,正确的是( )。
A .1σ>2σ,03=σ B .3σ<2σ<0,03=σ01=σ C .1σ>0,2σ= 0,3σ<0,1σ<3σ D .1σ>0,2σ= 0,3σ<0,1σ>3σ8. 已知应力圆如图7-22所示,图(a )、(b )、(c )、(d )分别表示单元体的应力状态和A 截面的应力,则与应力圆所对应的单元体为( )。
A .图(a )B .图(b )C .图(c )D .图(d )题8图9. 在图示四种应力状态中,其应力圆具有相同的圆心和相同的半径是( )。
-34-题9图A .图(a )、图(d )B .图(b )、图(c )C .图(a )、图(b )、图(c ) 、图(d )D .图(a )、图(d )、图(b )、图(c )10. 如图所示,较大体积的钢块上开有一贯穿的槽,槽内嵌入一铝质立方体,铝块受到均布压力P 作用,假设钢块不变形,铝块处于( )。
强度理论典型习题解析
典型习题解析
1 已知铸铁的拉伸许用应力 [σ t ] = 30MPa ,压缩许用应力 [σ c ] = 90 MPa , µ = 0.30 ,试对铸 铁零件进行强度校核,危险点的主应力为:
(1) σ1 = 30MPa , σ 2 = 20MPa , σ 3 = 15MPa ; (2) σ1 = −20MPa , σ 2 = −30MPa , σ 3 = −40MPa ; (3) σ1 = 10MPa , σ 2 = −20MPa , σ 3 = −30MPa 。 解题分析:选用强度理论时,不但要考虑材料是脆性或是塑性,还要考虑危险点处的应力状
扭转引起的最大切应力发生在截面四边中点 e、f、g、h 处,方向平行于所在边,
且 e 点处方向向右、f 点处向下、g 点处向左、h 点处向上。扭转切应力大小均为
τ2
=T Wp
=
200N ⋅ m 5620 ×10−9 m3
= 35.6 ×106 Pa = 35.6MPa
考虑弯曲切应力、弯曲正应力和扭转切应力共同作用,e 点处为单向拉伸应力状
τ max
=
3 2
FS A
+T Wp
=
3 2
F+ A
2FR βb2
=
F b2
(3 + 2
2R βb
)
=
1000N (30 ×10−3 m)2
(3 2
+
2 × 200 ×10−3 m 0.208 × 30 ×10−3 m )
=
72.9 ×106 Pa
=
72.9MPa
按第三强度理论计算相当应力
σ r3 =
材料为钢时,许用应力 [σ ] = 160 MPa ;材料为铸铁时,许用应力 [σ t ] = 30 MPa 。试分别计算
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第四部分 应力分析和强度理论
一 选择题
1、所谓一点处的应力状态是指( ) A 、受力构件横截面上各点的应力情况; B 、受力构件各点横截面上的应力情况;
C 、构件未受力之前,各质点之间的相互作用情况;
D 、受力构件中某一点在不同方向截面上的应力情况。
2、对于图示各点应力状态,属于单向应力状态的是( )
A 、a 点
B 、b 点
C 、c 点
D 、d 点
3、对于单元体中max ,正确的答案是( ) A 、100MPa B 、0 MPa C 、50MPa D 、200 MPa
4、关于图示梁上a 点的应力状态,正确的是( )
5、关于图示单元体属于哪种应力状态,正确的是( ) A 、单向应力状态 B 、二向应力状态 C 、三向应力状态 D 、纯剪切应力状态
6、对于图示悬臂梁中,A 点的应力状态正确的是( )
7、单元体的应力状态如图,关于其主应力,正确的是( ) A 、1230,0σσσ>>= B 、321,0σσσ<<=
C 、123130,0,0,||||σσσσσ>=<<
D 、123130,0,0,||||σσσσσ>=<>
8、对于图示三种应力状态(a )、(b )、(c )之间的关系,正确的是( )
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 9、已知某点平面应力状态如图,1σ和2σ为主应力, 在下列关系正确的是( )
A 、12x y σσσσ+>+
B 、12x y σσσσ+=+
C 、12x y σσσσ+<+
D 、12x y σσσσ-=- 10、图示应力状态,按第三强度理论校核,强度条件为( ) A 、[]xy τσ≤; B
[]xy σ≤ C
、[]xy σ≤ D 、[]2xy τσ≤ 11、上题图应力状态,按第三强度理论校核,其相当应力为( ) A
、3r σ=、3r στ= C
、3r σ= D 、32r στ= 12、图示单元体所示的应力状态, 按第四强度理论,其相当应力4r σ为( )
A 、32σ ;
B 、2σ ; C
、2 D
、2
13、在纯剪切应力状态下,按第四强度理论可以证明:塑性材料的[]τ和[]σ的关系为( ) A 、[][]τσ= B 、[][]2
στ=
C 、[]
στ= D 、 [][]3
στ=
14、塑性材料的下列应力状态中,哪一种最易发生剪切破坏( )
二、填空题
1、图示梁的A 、B 、C 、D 四点中,单向应力状态的点是 , 纯剪切应力状态的点是 ,在任何截面上应力均为零的点是。
2、A 、
B 两点的应力状态如图所示,
已知两点处的主拉应力1σ
相同,则B 点处的xy τ= 。
3、某点的应力状态如图,则主应力为:
1σ= ,2σ= ,3σ= ,
4、设单元体的主应力为1σ、2σ、3σ,则单元体只有体积改变而无形状改变的条件是 ; 单元体只有形状改变而无体积改变的条件是 ;
5、纯剪切应力状态的单元体如图,则其第三强度理论相当应力为是 。
6、第三强度理论和第四强度理论的相当应力分别为3r σ及4r σ,对于纯剪切应力状态, 恒有
3
4
r r σσ= 。
7、按第三强度理论计算图示单元体的相当应力3r σ= 。
8、一般情况下,材料的塑性破坏可选用 强度理论;而材料的脆性破坏则可选用 强度理论(要求写出强度理论的具体名称) 9、已知一点应力状态,其3r σ= 。
10、危险点接近于三向均匀受拉的塑性材料,应选用 强度 理论进行计算,因为此时材料的破坏形式为 。
11、图示单元的3r σ= 。
12、用第四强度理论校核图示点的强度时, 其相当应力4r σ= 。
三、计算题 1、图示单元体,求
(1)主应力大小和方向,并绘出主应力单元体; (2)最大切应力。
2、已知某构件危险点的应力状态如图,[]160MPa σ=。
试用第三强度理论校核其强度。
3、已知材料在担心拉伸时的[]σ。
试用第四强度理论推导出塑性材料在纯剪切应力状态下的[]τ 一 选择题 1、D 2、A 3、A
4、D
5、A
6、B
7、C
8、D
9、B 10、D 11、D 12、C 13、C 14、B
二、填空题1、A 、B ; D ; C 2、 40MPa 3.30MPa ; 0;-30Mpa 4、123σσσ== ,1230σσσ++= 5、
2τ 6
、60Mpa 8、最大切应力或形状改变能; 最大拉应力或最大拉应变 9、72.1Mpa 10、第一 脆性断裂 11
、3r σ= 12
2.。