工程力学材料力学部分作业题
材料力学习题及答案
材料力学习题及答案材料力学习题一一、计算题1．（12分）图示水平放置圆截面直角钢杆（2ABC π=∠），直径mm 100d =，m l 2=，m N k 1q =，[]MPa 160=σ，试校核该杆的强度。
2．（12分）悬臂梁受力如图，试作出其剪力图与弯矩图。
3．（10分）图示三角架受力P 作用，杆的截面积为A ，弹性模量为E ，试求杆的内力和A 点的铅垂位移Ay δ。
4．（15分）图示结构中CD 为刚性杆，C ，D 处为铰接，AB 与DE 梁的EI 相同，试求E 端约束反力。
5. (15分) 作用于图示矩形截面悬臂木梁上的载荷为：在水平平面内P 1=800N ，在垂直平面内P 2=1650N 。
木材的许用应力[σ]=10MPa 。
若矩形截面h/b=2，试确定其尺寸。
三．填空题（23分）1．（4分）设单元体的主应力为321σσσ、、，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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2．（6分）杆件的基本变形一般有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿四种；而应变只有＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿两种。
3．（6分）影响实际构件持久极限的因素通常有＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿，它们分别用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来加以修正。
4.（5分）平面弯曲的定义为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_。
5.（2分）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。
四、选择题（共2题，9分）2．（5分）图示四根压杆的材料与横截面均相同，试判断哪一根最容易失稳。
答案：（）材料力学习题二二、选择题：（每小题3分，共24分）1、危险截面是______所在的截面。
工程力学作业
工程力学作业第一章习题班级-----------学号----------------姓名--------------1－3 运算图中1F 、2F 、3F 三个力分别在ｘ、ｙ、ｚ轴上的投影。
1F ＝２ｋＮ，2F ＝１ｋＮ，3F ＝３ｋＮ。
题1－3图 题1－5图1－5 试求图示的两个力对A 点的矩之和。
1－6 试求图示的三个力对A 点及B 点的矩之和。
题1－6图题 1－8图图1－8 正六面体的边长为 1l 、 2l 、 3l ，沿ＡＣ作用一力Ｆ，试求力Ｆ对Ｏ点的的矢量表达式。
1－10 作出以下指定物体的示力图。
物体重量除图上已注明者外，均略去不计。
假设接触处差不多上光滑的。
10kN30kN1m1.5m 2m30kNABF(a)圆轮(b)梁AB(g)梁AB 、CD 及联合梁整体B(e)吊桥AB题1-10图第二章习题班级-----------学号----------------姓名--------------2-5图示混凝土管搁置在倾角为30O的斜面上，用撑架支承，水泥管子重量F Q=5kN。
设A、B、C处均为铰接，且AD=DB，而AB垂直于斜面。
撑架自重及D、E处摩擦不计，求杆AC及铰B的约束力。
题2－5图2—10结构如图2—15所示。
M=1.5kN·m，a=0.3m，求铰A和铰C的反力。
各杆重均不计。
题2－10图班级-----------学号----------------姓名--------------2-11 滑道摇杆机构受两力偶作用，在图示位置平稳。
1OO ＝OA ＝０.２ｍ，1M ＝200Ｎ·ｍ，求另一力偶矩2M 及O ，O 1两处的约束力〔摩擦不计〕。
题2－11图第三章习 题 班级-----------学号----------------姓名--------------3-6 在水平的外伸梁上作用一力偶，其力偶矩M =60kN ·m 。
在C 点作用一铅垂载荷F P =20kN 。
工程力学大作业
大作业（一）一、填空题1、杆件变形的基本形式有（轴向拉伸和压缩）、（剪切）、（扭转）和（弯曲）2、材料力学所研究的问题是构件的（强度）、（刚度）和（稳定性）。
3、脆性材料的抗压能力远比抗拉能力（强）。
4、同一种材料，在弹性变形范围内，横向应变ε/和纵向应变ε之间有如下关系：（ε/= -με）5、（弹性模量E ）是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。
6、（屈服点σs ）和（抗拉强度σb ）是反映材料强度的两个指标7、(伸长率δ)和(断面收缩率ψ)是反映材料塑性的指标，一般把（δ>5%）的材料称为塑性材料，把（δ<5%）的材料称为脆性材料。
8、应力集中的程度可以用（应力集中因数K ）来衡量 9、（脆性材料）对应力集中十分敏感，设计时必须考虑应力集中的影响 10、挤压面是外力的作用面，与外力（垂直），挤压面为半圆弧面时，可将构件的直径截面视为（挤压面）11、如图所示，铆接头的连接板厚度t=d ，则铆钉剪应力=（ 22dP πτ= ） ，挤压应力bs =（ td Pbs 2=σ ）。
二、选择题1、构成构件的材料是可变形固体，材料力学中对可变形固体的基本假设不包括（C ）A 、均匀连续性B 、各向同性假设C 、平面假设D 、小变形假设 2、下列力学性能指标中，（B ）是强度指标A 、弹性模量EB 、屈服强度s σC 、伸长率δD 、许用应力σ 3、下列力学性能指标中，（C ）是反映塑性的指标A 、比例极限p σB 、抗拉强度b σC 、断面收缩率ψD 、安全系数n 4、下列构件中，（ C ）不属于轴向拉伸或轴向压缩 A 、 B 、 C 、 D 、5、强度计算时，引入安全系数的原因不包括（A ）A 、力学性能指标测定方法都不是太科学B 、对构件的结构、尺寸和受力等情况都作了一定程度的简化C 、加工工艺对构件强度的影响考虑的不全面D 、构件需有必要的强度储备6、一直杆受外力作用如图所示，此杆各段的轴力图为（C ）A 、B 、C 、D 、7、一直杆受外力作用如图所示，此杆各段的轴力为（A ）A 、+6（拉力），- 4（压力），4（拉力）B 、-6（压力），- 4（压力），4（拉力）C 、+6（拉力），+ 4（拉力），4（拉力）D 、-6（压力），+ 4（拉力），4（拉力）8、图所示为两端固定的杆。
工程力学(静力学与材料力学)习题及答案 - 静力学设计
习题13-4图 工程力学（静力学与材料力学）习题第13章 杆类构件的静力学设计13－1 关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有如下结论：（A ）应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；（B ）应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；（C ）应力不增加塑性变形很快增加，因而认为材料失效；（D ）应力不增加塑性变形很快增加，但不意味着材料失效。
正确答案是 。
13－2 韧性材料应变硬化之后，材料的力学性能发生下列变化：（A ）屈服应力提高，弹性模量降低；（B ）屈服应力提高，韧性降低；（C ）屈服应力不变，弹性模量不变；（D ）屈服应力不变，韧性不变。
正确答案是 。
13－3 关于条件屈服应力有如下论述：（A ）弹性应变为0.2%时的应力值；（B ）总应变为0.2%时的应力值；（C ）塑性应变为0.2%时的应力值；（D ）弹性应变为0.2时的应力值。
正确答案是 。
13－4 螺旋压紧装置如图所示。
现已知工作所受的压紧力为F = 4kN ，旋紧螺栓螺纹的内径d 1 = 13.8mm ，固定螺栓内径d 2 = 17.3mm 。
两根螺栓材料相同，其许用应力][σ= 53.0MPa 。
试校核各螺栓之强度是否安全。
13－5 现场施工中起重机吊环的每一侧臂AB 和BC ，均由两根矩形截面杆组成，连接处A 、B 、C 均为铰链，如图所示。
已知起重载荷F P = 1200kN ，每根矩形杆截面尺寸比例为b /h = 0.3，材料的许用应力][σ= 78.5MPa 。
试设计矩形杆的截面尺寸b 和h 。
13－6 图示结构中BC 和AC 都是圆截面直杆，直径均为d = 20mm ，材料都是Q235钢，其许用应力][σ= 157 MPa 。
试求该结构的许可载荷。
（有人说：根据垂直方面的平衡条件，有P N N 45cos 30cos F F F AC BC =︒+︒，然后将])[4/(2N σπd F BC =，])[4/(2N σπd F AC =代入后即可得许可载荷，这种解法对吗？为什么？）习题13-5图习题13-7图 习题13-8图 习题13-9图13－7 图示汽缸内径D = 560mm ，内压p = 2.5MPa，活塞杆直径d = 100mm ，所以用材料的屈服应力s σ= 300MPa 。
工程力学(材料力学部分)西南交大版 作业答案
2hEA P 1 + 1 + ⋅ 解： σ d = K d σ st = Pl A 2 × 1 × 10 × 109 × π × 0.15 2 = 1 + 1 + 5 × 10 3 × 6 = 15.4 MPa
当h=0时 时
5 × 10 3 ⋅ π × 0.15 2
P 5 × 10 3 σ d = (1 + 1) = 2 × = 0.14 MPa 2 A π × 0.15
P156 7-16 试判定图示杆系是静定的，还是超静定的；若是超静 试判定图示杆系是静定的，还是超静定的； 定的，试确定其超静定次数， 定的，试确定其超静定次数，并写出求解杆系内力所需的位移 相容条件（不必具体求出内力）。图中的水平杆是刚性的， ）。图中的水平杆是刚性的 相容条件（不必具体求出内力）。图中的水平杆是刚性的，各 3 杆的自重均不计。 杆的自重均不计。 ∆l = δ sin α = δ
3 20kN 2 10kN 1 20kN
a
3
a
2
a
1
10kN
解：
10kN 20kN
− 20 × 10 3 σ1 = = −100 MPa −6 200 × 10
−10 × 103 = −50 MPa σ2 = −6 200 × 10
10 × 103 σ3 = = 50 MPa −6 200 × 10
M4
M5
解：
M = 9.55
P n
M 1 = 0.86kN ⋅ m,M 2 = 2.86kN ⋅ m,M 3 = 0.57kN ⋅ m,M 4 = 1.05kN ⋅ m,M 5 = 0.38kN ⋅ m
材料力学试题及答案
材料力学试题及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 下列哪个选项是材料力学的基本假设之一？A. 材料是各向同性的B. 材料是各向异性的C. 材料是均匀的D. 材料是线弹性的答案：A2. 在材料力学中，下列哪个公式表示杆件的正应力？A. σ = F/AB. τ = F/AC. σ = F/LD. τ = F/L答案：A3. 当材料受到轴向拉伸时，下列哪个选项是正确的？A. 拉伸变形越大，材料的强度越高B. 拉伸变形越小，材料的强度越高C. 拉伸变形与材料的强度无关D. 拉伸变形与材料的强度成正比答案：B4. 下列哪种材料在拉伸过程中容易发生断裂？A. 钢材B. 铸铁C. 铝合金D. 塑料答案：B5. 下列哪个选项表示材料的泊松比？A. μ = E/GB. μ = G/EC. μ = σ/εD. μ = ε/σ答案：C二、填空题（每题10分，共30分）6. 材料力学研究的是材料在______作用下的力学性能。
答案：外力7. 材料的强度分为______强度和______强度。
答案：屈服强度、断裂强度8. 材料在受到轴向拉伸时，横截面上的正应力公式为______。
答案：σ = F/A三、计算题（每题25分，共50分）9. 一根直径为10mm的圆钢杆，受到轴向拉伸力F=20kN 的作用，求杆件横截面上的正应力。
解：已知：d = 10mm，F = 20kNA = π(d/2)^2 = π(10/2)^2 = 78.5mm^2σ = F/A = 20kN / 78.5mm^2 = 255.8N/mm^2答案：杆件横截面上的正应力为255.8N/mm^2。
10. 一根长度为1m的杆件，受到轴向拉伸力F=10kN的作用，已知材料的弹性模量E=200GPa，泊松比μ=0.3，求杆件的伸长量。
解：已知：L = 1m，F = 10kN，E = 200GPa，μ = 0.3ε = F/(EA) = 10kN / (200GPa × π(10mm)^2) =0.025δ = εL = 0.025 × 1000mm = 25mm答案：杆件的伸长量为25mm。
材料力学练习册
1.求如下图所示截面形心坐标xc,yc。
3.求下图所示截面图形对过形心C的x、y轴的惯性矩。
4．在直径D=8d的圆截面中，开了一个 的矩形孔，如下图所示。试求截面对其水平形心轴和竖直形心轴的惯性矩 ， 。
5.试求下图所示三角形ABC对过顶点A且平行于底边BC的轴的惯性矩Ix，以及对形心轴的惯性矩 。
9．平面图形对于其形心主轴的静矩和惯性积均为零，但极惯性矩和轴惯性矩一定不等于零。( )
二．填空题
1．组合截面对任一轴的静矩，等于其各部分面积对同一轴静矩的。
2．如下图所示 是形心轴，求 轴以下面积对 轴的静矩为。
3．通过截面形心的正交坐标轴称为截面的轴。
4．在一组相互平行的轴中，截面对各轴的惯性矩以通过形心轴的惯性矩为最。
(A) 两者的Q图和M图均相同
(B)两者的Q图相同，M图不同
(C)两者的Q图不同，M图相同
(D)两者的Q图和M图均不同
2.固定的悬臂梁，长L=4m，其弯矩图如右图所示。则梁的剪力图图形为（）。
(A)矩形(B)三角形
(C)梯形(D)零线(即与x轴重合的水平线)
3.外径为D，内径为d的空心梁， ,则其横截面抗弯截面系数是（）。
6.如图1.10所示实心圆钢杆AB和AC在A点以铰相连接，在A点作用有铅垂向下的力F=35kN。已知杆AB和AC的直径分别为 和 ，钢的弹性模量 。试求A点在铅垂方向的位移。（提示：可用应变能理论求解）
7．如图1.11所示，两块厚度为 mm的钢板，用两个直径为d=17mm的铆钉搭接在一起，钢板受拉力FP＝35kN。已知铆钉的 ＝80MPa， ＝280MPa。试校核铆钉的强度。
6．下图所示为某一机器上的输入轴，由电动机带动胶带轮输入功率P＝4kW，该轴转速n＝900r/min，轴的直径d＝30mm，已知材料的许用切应力 ＝30MPa，切变模量G＝80GPa，许用的单位长度扭转角 。试校核轴的强度和刚度。
西南交大第二版材工程力学材料力学部分习题答案汇总
56kN
max 56kN A支座右侧截面
Hale Waihona Puke 192kN.mM max 192 kN m C截面
20kN.m
(e) A C
1m
FA
9kN
2kN/m
B
4m
FB
0.5m
1kN 12kN.m
8kN.m
0.25kN.m
解：求得支座约束力
FA 9kN FB 1kN
Fs x1 9 2x1 M x1 9x1 x12 Fs x2 9 2x2 M x2 9x2 x22 20
max 9kN A支座右侧截面
Mmax 12kN m C右侧截面
9-11 矩形截面外伸梁如图所示。①试求点1、2、3、4、5五个点处横
截面上的应力；②以单元体分别表示各该点处的应力状态。
F
F
l
F
b
Ⅰ
Ⅱ 5Ⅲ
2 h/4 3 h/4 4 1
h
z
F
Ⅱ
Ⅲ
Fl/2
Ⅰ
l/2
l
l/2
解：假设各杆均被拉伸，对B点作
受力分析：
F B
F
B
FBC FAB
3m
A C
4m
由分析可知：FN ,AB 75kN, FN ,BC 125 kN
2m
对C点作受力分析： F'BC
D
C FAC
FCD
由分析可知： FN ,AC 100 kN, FN,CD 75kN
工程力学电子教案
4
于是各杆横截面上的正应力为：
(d) A
80kN 4kN/m
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材料力学作业题
第二章轴向拉伸和压缩
1、试画出下图所示各杆的轴力图。
2、如图所示圆截面杆，已知载荷F1=200 kN，F2=100 kN，AB 段的直径d1=40 mm，如
欲使AB 与BC 段横截面上的正应力相同，试求BC 段的直径。
3、图示桁架，杆1 与杆2 的横截面均为圆形，直径分别为d1=30 mm 与d2=20 mm，两杆
材料相同，许用应力[σ]=160 MPa。
该桁架在节点A 处承受铅直方向的载荷F=80 kN
作用，试校核桁架的强度。
4、图示桁架，杆1 为圆截面钢杆，杆2 为方截面木杆，在节点A 处承受铅直方向的载荷F 作用，试确定钢杆的直径d 与木杆截面的边宽b。
已知载荷F=50 kN，钢的许用应力[σS] =160 MPa，木的许用应力[σW] =10 MPa。
5、题3 所述桁架，试确定载荷F 的许用值[F]。
第三章扭转
1、试画下列所示各轴的扭矩图。
2、某传动轴，转速n=300 r/min(转/分），轮1 为主动轮，输入的功率P1=50 kW，轮2、轮3与轮4 为从动轮，输出功率分别为P2=10 kW，P3=P4=20 kW。
(1) 试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩。
(2) 若将轮1 与论3 的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。
3、如图所述轴，若扭力偶矩M=1 kNm，许用切应力[τ] =80 MPa，单位长度的许用扭
转角[θ]=0.5 0/m，切变模量G=80 GPa，试确定轴径。
第四周弯曲应力
1、试计算图示各梁指定截面（标有细线者）的剪力与弯矩。
2、试建立图示各梁的剪力与弯矩方程,并画剪力与弯矩图。
3、图示简支梁，载荷F 可按四种方式作用于梁上，试分别画弯矩图，并从强度方面考虑，指出何种加载方式最好。
4、图示各梁，试利用剪力、弯矩与载荷集度的关系画剪力与弯矩图。
5、图示悬臂梁，横截面为矩形，承受载荷F1 与F2 作用，且F1=2F2=5 kN，试计算梁内的最大弯曲正应力，及该应力所在截面上K 点处的弯曲正应力。
6、图示槽形截面悬臂梁，F=10 kN，M e=70 kNm，许用拉应力[σ+]=35 MPa，许用压应力[σ-]=120 MPa，试校核梁的强度。
7、图示矩形截面钢梁，承受集中载荷F 与集度为q 的均布载荷作用，试确定截面尺寸b。
已知载荷F=10 kN，q=5 N/mm，许用应力[σ] =160 Mpa。
8、图示外伸梁，承受载荷F 作用。
已知载荷F=20KN，许用应力[σ]=160 Mpa，试选择
工字钢型号。