《材料力学》第十章课后习题答案

材料力学性能-第2版课后习题答案

第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。

2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。

3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。

4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。

11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变2、说明下列力学性能指标的意义。

答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数【P15】3、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？答：主要决定于原子本性和晶格类型。

合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。

组织虽然改变了，原子的本性和晶格类型未发生改变，故弹性模量对组织不敏感。

【P4】4、现有45、40Cr 、35 CrMo 钢和灰铸铁几种材料，你选择哪种材料作为机床起身，为什么？选灰铸铁，因为其含碳量搞，有良好的吸震减震作用，并且机床床身一般结构简单，对精度要求不高，使用灰铸铁可降低成本，提高生产效率。

5、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。

为什么脆性断裂最危险？【P21】答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明显征兆，因而危害性很大。

6、何谓拉伸断口三要素？影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些？答：宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成，即所谓的断口特征三要素。

2020年智慧树知道网课《材料力学(长安大学)》课后章节测试满分答案

第一章测试1【单选题】(1分)下列结论中正确的是A.内力是应力的代数和B.应力是内力的平均值C.内力必大于应力D.应力是内力的集度2【单选题】(1分)杆件的刚度是指A.杆件的承载能力B.杆件对弹性变形的抵抗能力C.杆件的软硬程度D.杆件对弯曲变形的抵抗能力3【单选题】(1分)下列结论中正确的是(1)为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的强度。

(2)为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的刚度。

(3)为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的稳定性。

(4)为保证构件能正常工作，应满足构件的强度、刚度和稳定性。

A.（1）B.（3）C.（2）D.（4）4【单选题】(1分)下列结论中哪个是的是(1)杆件横截面上的轴力，其作用线必垂立于该横截面。

(2)杆件横截面上的剪力，其作用线必位于该横截面内。

(3)杆件横截面上的扭矩，其力偶矢量必垂直于该横截面。

(4)杆件横截面上的弯矩，其力偶矢量必垂直于该横截面。

A.（1）B.（2）C.（3）D.（4）5【单选题】(1分)下列结论中哪个是的的是：(1)若物体产生位移，则必定同时产生变形。

(2)若物体各点均无位移，则该物体必定无变形。

(3)若物体产生变形，则物体内总有一些点要产生位移。

(4)度量一点变形过程的两个基本量是应变和切应变。

A.（1）B.（3）C.（2）D.（4）第二章测试1【单选题】(1分)低碳钢试件拉伸时，其横截面上的应力公式：下列四种答案中，正确的是A.只适用于B.在试件拉断前适用C.只适用于D.只适用于2【单选题】(1分)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A.强度低，对应力集中不敏感B.应力-应变关系严格遵循胡克定律C.相同拉力作用下变形小D.断裂前几乎没有塑性变形3【单选题】(1分)在图示结构中，横杆AB为刚性杆，斜杆CD为直径d=20mm的圆杆，其材料的弹性模量E=200GPa，F=15.07kN，节点B的垂直位移是：A.3.33mmB.2.07mmC.5.12mmD.1.56mm4【单选题】(1分)两杆的横截面面积，材料的许用应力，（不考虑稳定性），结构的许可荷载[P]是：A.106.7kNB.69.3kNC.30.2kND.58.6kN5【单选题】(1分)已知杆受力如图所示，当时，补充方程式为()A.（分别为A,B两个固定端处约束反力的绝对值）B.（分别为A,B两个固定端处约束反力的绝对值）C.（分别为A,B两个固定端处约束反力的绝对值）D.（分别为A,B两个固定端处约束反力的绝对值）第三章测试1【判断题】(1分)静矩、极惯性矩和惯性积的值可正、可负，也可为零。

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

材料力学答案第十章

衿解：在材料相同、截面相同的情况下，螆相当长度最小的压杆的临界力最大。

For personal use only in studyand research; not for commercial use薄第十章压杆稳定羃第十章答案蚈10.1图示为支撑情况不同的圆截面细长杆，各杆直径和材料相同，哪个杆的临界力最大。

蚁（a ） U =2 l =2l '' '■'艿（b ） J l =1 1.3l =1.3l羈（c ） T =0.7 1.7l =1.19l腿（d ） J l =0.5 2l =l ，临界力最大。

莃10.2图示为支撑情况不同的两个细长杆，两个杆的长度和材料相同，为使两个压杆的临界力相等，b 2与b 1之比应为多少: 1 ）膈蕿解:芈 F cr 「(1) 二2EI 2(2I)2 (2)蚂令(1) = (2): I 2 12莈解: -2EI2 = Feos J (2lJ 2(1) (2)b 2 = 2b 薂10.3铰接结构ABC 由截面和材料相同的细长杆组成，若由于杆件在 ABC 平面内失稳而引起破坏，试确定荷载F 为最大时(两个杆同时失稳时)的0 (0v 0< TI /2)角。

(带arctan (1/3)=18.44 ° )-2EI(2®薄10.4图示压杆，型号为 20a 工字钢，在xoz 平面内为两端固定，在 xoy 平面内为一端固定，一端自由，材料的弹性模量 E = 200GPa ,比例极限萨200MPa ，试求此压杆的临界力。

(F c r = 402.2kN )膂解：(1)柔度计算查表知:例极限OP = 200MPa ，屈服极限数n st =2.5，试校核结构是否安全。

OS= 240MPa ，强度安全系数n=2，规定的稳定安全系（P cr =45.2kN,压杆安全，拉(y= 67.52MPa,安全) 袅解：（1）受力分析： AN 杆受拉力F N1=1.414F=21.21Kn肃BC 杆受压力F N2=F=15Kn聿（2）强度计算:［刁= 120MPa -2 F N1 3 4 21.1 10■: 2023 4 15 10 JI 202= 67.5MPa :::［刁，强度够;= 47.7MPa 十］上=81.5mm,y 21.1mm ,A = 3558mm螇(2)xoz 平面内失稳： * = 竺 =2000二94.78i y 21.1蒄为中柔度杆，二⑴=a —b \ =197.8MPa, F cr = ；： cr A = 704kN (2)膂(2)xoy 平面内失稳： Z =，2~ = 8000 =98.16i Z 81.5葿为中柔度杆，二r =a-b z =194.1MPa, F cr 二二cr A = 690kN袇10.5结构如图，二杆的直径均为 d=20mm ，材料相同，材料的弹性模量 E = 210GPa ,比= 100, 0a -；「S 2E (1)=60肇（3）稳定性分析:1 ,3 巾732F,F N2 2、3F 13 螁(2)稳定性分析：膀取［F ］=F2=47.6kNI = 1m , d = 40mm ，材料的 q = 240MPa ，直线经验公， q r =,一端自由，圆形截面杆长为 0.8I ，试确入圆=3.2( d /d),矩形截面杆临界应力小，| F 羅解：对细长杆， cr 蒃矩形: i r 荿圆形：二2E (1.2d) d V 121.2d二 2EI (7) 「— 3.46』 r i r d叫0.81)4'薁满足稳定性条件肂10.6图示二圆截面压杆的长度、直径和材料均相同，已知弹性模量E = 200GPa ,比例极限q p = 200MPa ，屈服极限 304-1.12入(MPa)，试求二压杆的临界力。

2020年秋冬智慧树知道网课《材料力学(山东联盟-滨州学院)》课后章节测试答案

第一章测试1【单选题】(20分)在下列四种材料中，（）不可以应用各向同性假设。

A.木材B.铸铁C.钢材D.玻璃2【单选题】(20分)根据小变形条件，可以认为（）。

A.构件仅发生弹性变形；B.构件的变形远小于原始尺寸。

C.构件不破坏；D.构件不变形；3【单选题】(20分)在下列说法中，正确的是（）。

A.内力随外力的增大而增大；B.内力与外力无关；C.内力沿杆轴是不变的。

D.内力的单位是N或KN；4【单选题】(20分)构件的强度是指（）A.在外力作用下保持其原有平衡态的能力；B.在外力作用下，构件发生小变形。

C.在外力作用下抵抗变形的能力；D.在外力的作用下构件抵抗破坏的能力；5【单选题】(20分)用截面法求内力时，是对（）建立平衡方程而求解的。

A.截面左段；B.截面右段；C.整个杆件。

D.截面左段或右段；第二章测试1【单选题】(20分)轴向拉压横截面上的应力计算公式的应用条件是（）。

A.应力在屈服极限内；B.外力的合力作用线必须沿杆件的轴线；C.应力在比例极限内；D.杆件必须为矩形截面杆。

2【单选题】(20分)等直杆横截面的面积为100平方毫米，若某截面上的轴力为拉力，等于9kN，则横截面MK上的正应力为（）MPa。

A.-9B.9C.-90D.903【单选题】(20分)轴向拉压杆，与其轴线平行的纵向截面上（）。

A.正应力和剪应力均为零。

B.正应力为零、剪应力不为零；C.正应力、剪应力均不为零；D.正应力不为零、剪应力为零；4【单选题】(20分)钢材进入屈服阶段后，表面会沿（）出现滑移线。

A.最大正应力所在面。

B.纵截面；C.最大切应力所在面；D.横截面；5【单选题】(20分)当低碳钢试件的试验应力等于屈服极限时，试件将（）。

A.产生很大的塑性变形。

B.断裂；C.完全失去承载能力；D.发生局部颈缩现象；第三章测试1【单选题】(20分)铸铁扭转破坏的断面是（）。

A.横截面剪断；B.45度斜面剪断。

C.横截面拉伸；D.45度螺旋面拉断；2【单选题】(20分)对于受扭圆轴有如下结论，正确的是（）。

材料力学完整课后习题答案

习题2-2一打入基地内的木桩如图所示，杆轴单位长度的摩擦力fkx2，试做木桩的后力图。

解：由题意可得：l 1 0 fdx F 有kl 3 F k 3F / l 3 3 l FN x1 3Fx 2 / l 3dx F x1 / l 3 0习题2-3 石砌桥墩的墩身高l 10m ，其横截面面尺寸如图所示。

荷载 F 1000kN ，材料的密度2.35kg / m 3 ，试求墩身底部横截面上的压应力。

解：墩身底面的轴力为：N F G F Alg 2-3 图1000 3 2 3.14 12 10 2.35 9.8 3104.942kN 墩身底面积： A 3 2 3.14 12 9.14m 2 因为墩为轴向压缩构件，所以其底面上的正应力均匀分布。

N 3104.942kN 339.71kPa 0.34MPa A 9.14m 2习题2-7 图示圆锥形杆受轴向拉力作用，试求杆的伸长。

2-7 图解：取长度为dx 截离体（微元体）。

则微元体的伸长量为：Fdx l F F l dx d l ，l dx EA x 0 EA x E 0 A x r r1 x r r d d1 d ，r 2 1 x r1 2 x 1 ，r2 r1 l l 2l 2 d d1 d d1 d d1 2 d d A x 2 x 1 u2 ，d 2 x 1 du 2 dx 2l 2 2l 2 2l 2l 2l dx d d 2l du dx du ，2 2 1 du 2 d 2 d1 A x u d1 d 2 u l F F l dx 2 Fl l du 因此，l dx 0 u 2 0 EA x E 0 A x E d1 d 2 l 2 Fl 1 l 2 Fl 1 u E d d d d E d1 d 2 0 2 2 d 1 1 x 1 2l 2 0 2 Fl 1 1 E d1 d 2 d 2 d 1 dd1 l 1 2l 2 2 2 Fl 2 2 4 Fl E d1 d 2 d 2 d1 Ed 1 d 2习题2-10 受轴向拉力 F 作用的箱形薄壁杆如图所示。

周建方版材料力学习题解答[第十章]

10-1 题10-1图所示木制短柱的四角用四个40mm ⨯40mm ⨯4mm 的等边角钢加固。

已知角钢的许用应力GPaE MPa 200,160][==钢钢σ；木材的许用应力GPa E MPa 10,12][==木木σ。

试求许可载荷。

解：由静力平衡条件：F F F =+钢木（1）变形协调条件：钢钢钢木木木l E lF l E l F l ==∆ （2） 20625.025.025.0m A =⨯=木[]241016.12036.004.0004.04m A -⨯=+⨯⨯=钢代入（2）式可得钢钢木F F F 57.21016.2102000625.01010499=⨯⨯⨯⨯⨯=- （3）题10-1图由于：[][]kN A F 7500625.010126=⨯⨯==木木木σ[][]kN A F 4.4911016.121016046=⨯⨯⨯==-钢钢钢σ从（3）是可知，当角钢达到一定的许用载荷时（194.4kN ），而木材未达到2.57⨯194.4kN=499.6kN 的许用载荷[][][]kN F F F 6944.19457.24.194=⨯+=+=∴木钢10-2 受予拉力10kN 拉紧的缆索如题10-2图所示。

若在C 点再作用向下的载荷15kN ，并设缆索不能承受压力，试求在5l h =和54l h =两种情况下，AC 和BC 两段内的内力。

解：已知预拉力kN F y 10=，图a 所示，再在C 处加F=15kN 载荷，缆索中所产生的轴力如图所示，然后叠加起来。

平衡条件： F F F NB NA =+ （1）变形协调条件： 0=∆+∆BC AC l l （2）即()0=--EAhF EA h l F NA NB （3）由1)、3)式得 F l h l F F lhF NA NB ⎪⎭⎫ ⎝⎛-==,于是缆索AC,BC 所受轴力分别为题10-2图F l hF F F F y NB y NBC +=+= （4） F lhl F F F F y NA y NAC --=-= （5）当l h 51=时02<-=--=⋅kN F lh l F F Y AC N由于缆索不能承受压力，所以 0=NAC F 即kN F NA 10= 代入（1）式kN F NB 5= 则kN F F F NB y NBC 15=+= 当 l h 54=时 kN F l h l F F y NAC 7155110=⨯-=--= kN F l h F F y NBC 22155410=⨯+=+=10-3 在题10-3图所示结构中，设横梁AB 的变形可以忽略，杆1、2的横截面面积相等，材料相同。