材料力学作业
《材料力学》作业（2013年秋）
一、单项选择题
1. 外径为D 、内径为d 的空心圆截面对任一截面形心轴的惯性矩为：
（A ）323244d D ππ- （B ）1616
44d D ππ- （C ）64
6444
d D ππ- （D ）4444d D ππ-
正确的是 。
2. 梁AD 受力如图所示，截面1-1剪力和弯矩分别为：
（A ）21S12
1,qa M qa F -=-= （B ）21S12
1,qa M qa F =
= （C ）21S12
1,qa M qa F =-= （D ）21S12
1,qa M qa F -==
正确的是 。
3. 直径为d 的圆截面对任一截面形心轴的惯性矩为： （A ）324d π （B ）164d π （C ）323d π （D ）64
4d π
正确的是 。
4. 直径为D 的圆形截面挖去一个边长为a 的正方形如图所示，该截面对轴z 的弯曲截面系数z W 为：
（A ）63233
a D -π （B ）6
163
3a D -π （C ）D a D 66443-π （D ）D
a D 6324
3-π
正确的是 。
5. 跨度之比为3:2:1的三根简支梁受均布荷载作用，若它们的弯曲刚度均为EI ，其最大挠度之间的比例关系为：
（A ）3:2:1 （B ）27:8:1
（C ）81:16:1 （D ）9:4:1
正确的是 。
6. 圆截面轴的危险截面上，有弯矩M y 、M z 和扭矩T 作用时，若弯曲截面系数为W ，其第三强度理论的设计准则是：
（A ）][)()()(22σ≤++W T W M W
M z y
（B ）][)()()(222σ≤++W T W M W M z y （C ）][)(75.0)(
)(22σ≤++W T W M W M z y
（D ）][)(75.0)()(222σ≤++W T W M W M z y
正确的是 。
7. 如图所示的应力状态，其第三强度理论的相当应力为：
（A ）22r33τσσ+= （B ）22r34στσ+=
（C ）22r33στσ+= （D ）22r34τσσ+=
正确的是 。
8. 两矩形截面木杆用钢板联接如图所示。
右杆上部的挤压面积是：
（A ）t b （B ）lb （C ）t l （D ）h b
正确的是 。
9. 图示压杆，其长度系数为：
A
（A ）5.0=μ （B ）7.0=μ （C ）0.1=μ （D ）0.2=μ
正确的是 。
10. 两块钢板厚度均为t ，由直径为d 的铆钉联接，当钢板受到拉力P F 作用时，铆钉的剪切
面积A 及铆钉与板之间的计算挤压面面积bs A 分别为：
（A ）;42d A π=
dt A π=bs （B ）;42d A π=δπd A =bs （C ）;42
d A π=δd A =bs （D ）;2
2d A π=δπd A =bs
正确的是 。
二、计算题(要求有计算过程。
)
1. 一直径m m 60=D 的等截面实心传动轴，其传递的扭矩为m kN 2⋅，试计算该轴横截面上的最大切应力。
2. 试绘出图示梁的弯矩图，并确定max M
值。
3. 如图所示的受多个力作用的变截面直杆，横截面面积21cm 8=A ，22cm 4=A 。
试求各杆段横截面的正应力。
4. 某点处的三个主应力为MPa 200，MPa 50-，MPa 100，泊松比3.0=ν，弹性模量E =200GPa ，试排列三个主应力并求该点处的正应变1ε。
5. 图示两端固定的等截面直杆，其横截面面积为A ，该杆受轴力F P 作用。
试求杆内AB 段和BC 段的轴力。
6. 矩形截面悬臂梁如图所示，已知m 4=l ，3/2/=h b ，m m 280=b ，kN/m 10=q ，试计算此梁的最大弯曲正应力。
2l /3A C B A B。
材料力学书面作业
2-1 试求图示各杆1-1和2-2截面上的轴力。
2-2 试画下列杆件的轴力图。
2-5 在图示结构中，所有各杆都是钢制的，横截面面积均等于0.003m2，力F等于100KN。
试求各杆的应力。
（注意：假设内力时必须设拉力）2-8 图示结构中，杆①和杆②均为圆截面钢杆，其直径分别为d1=16mm，d2=20mm，已知F=40KN，钢材的许用应力[σ]=160MPa，试分别校核二杆的强度。
（杆①σ=103MPa；杆②σ=93.2MPa）2-9 图示为钢杆组成的桁架，已知F=20KN，钢材的许用应力[σ]=160MPa。
试求CD所需的横截面面积。
（A=125mm2）2-10 图示结构中，AB和BC均为直径d=20mm的钢杆，钢材许用应力[σ]=160MPa。
试求该结构的许用荷载[F]。
（[F]=35.5KN）2-13 图示钢杆的横截面面积为200mm2，钢的弹性模量E=200GPa。
试求各段杆的应变、伸长及全杆的总伸长。
3-3 图示铆接接头中，已知F=60KN，t=12mm，b=80mm，铆钉直径d=16mm，铆钉材料的许用切应力[τ]=140MPa，许用挤压应力[σ]=300MPa，板的许用拉应力bs[σ]=160MPa。
试分别校核铆钉和板的强度。
3-5 图示一正方形截面的混凝土柱，浇注在混凝土基础上。
基础分两层，每层厚为t。
已知F=200KN，假定地基对混凝土板的反力均匀分布，混凝土的许用切应力[τ]=1.5MPa。
试计算为使基础不被破坏，所需的厚度t值。
（t=95.5mm）3-8 试画下列各杆的扭矩图。
3-13 图示受扭圆杆中，d=100mm，材料的许用切应力[τ]=40MPa。
试校核该杆的强度。
（τmax=35.7MPa）3-15 圆杆受力如图所示，已知材料的许用切应力[τ]=40MPa，切变模量G=8×104MPa，单位长度杆的许用扭转角[θ]=1.2°/m。
试求杆所需的直径。
材料力学课后作业
和弯矩方程绘制剪力图和弯矩图。
32、如图示，设q、a均为己知。求：梁的剪力方程和弯矩方程并根据剪力方程
和弯矩方程绘制剪力图和弯矩图。
33、如图示，设q、a均为己知。求：梁的剪力方程和弯矩方程并根据剪力方程
和弯矩方程绘制剪力图和弯矩图。
《材料力学》课后作业
1、试作图示各杆的轴力图。
2、求图示各杆 和 横截面上的轴力，并作轴力图。
答案：
3、 求图示阶梯状直杆横截面 、 和 上的轴力，并作轴力图。如横截面面积 ， ， ，求各横截面上的应力。
答案：
4、 图示一混合屋架结构的计算简图。屋架的上弦用钢筋混凝土制成。下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成，其截面均为两个 的等边角钢。已知屋面承受集度为 的竖直均布荷载。求拉杆 和 横截面上的应力。
40、割刀在切割工件时，受到F=1KN的切削力作用，割刀尺寸如图所示，若割刀的许用弯曲正应力〔σ〕=200MPa。试校核割刀的弯曲正应力强度。
答案：σmax=200MPa
41、图示为一承受纯弯曲的铸铁梁，其截面为⊥形，材料的拉伸和压缩许用应力之比
〔σ+〕/〔σ-〕=1/4。求水平翼板的合理宽度b。
答案：b=510mm
答案：σA=σD=-163.5MPaσB=38.8 MPaσC=58.8 MPa
38、矩形截面的悬臂梁受集中力和集中力偶作用，如图所示。试求Ⅰ-Ⅰ截面和固定端Ⅱ-Ⅱ截面上A、B、C、D四点处的正应力。
答案：I-I截面：σA=-7.41MPaσB=4.94MPaσC=0σD=7.41MPa
I-I截面：σA=9.26MPaσB=-6.18MPaσC=0σD=-9.26MPa
《材料力学 》在线作业参考资料
一、单选题（共 10 道试题，共 20 分。
）V1. 如图：A. AB. BC. CD. D正确答案：C 满分：2 分2.材料的持久极限与试件的（）无关A.材料B.变形形式C.循环特征D.最大应力正确答案：D 满分：2 分在相同的交变载荷作用下，构件的横向尺寸增大，其（）。
A.工作应力减小，持久极限提高；B.工作应力增大，持久极限降低；C.工作应力增大，持久极限提高；D.工作应力减小，持久极限降低。
正确答案：D 满分：2 分4.圆截面杆受扭转作用，横截面任意一点（除圆心）的切应力方向（）A.平行于该点与圆心连线B.垂直于该点与圆心连线C.不平行于该点与圆心连线D.不垂直于该点与圆心连线正确答案：B 满分：2 分在以下措施中（）将会降低构件的持久极限A.增加构件表面光洁度；B.增加构件表面硬度；C.加大构件的几何尺寸；D.减缓构件的应力集中正确答案：C 满分：2 分6. 如图2：A. AB. BC. CD. D正确答案：A 满分：2 分7.截面上的切应力的方向（）A.平行于截面B.垂直于截面C.可以与截面任意夹角D.与截面无关正确答案：A 满分：2 分8. 如图3：A. AB. BC. CD. D正确答案：A 满分：2 分9. 如图1：A. AB. BC. CD. D正确答案：C 满分：2 分10.脆性材料的破坏应力是（）A.比例极限B.弹性极限C.屈服极限D.强度极限正确答案：D 满分：2 分二、判断题（共 40 道试题，共 80 分。
）V1.拉伸（压缩）和弯曲组合变形时中性轴一定不过截面的形心。
A.错误B.正确正确答案：B 满分：2 分2.. 用力法解超静定问题时，由于有标准形式的正则方程，故不需要考虑静力平衡、变形几何和物理关系三个方面。
A.错误B.正确正确答案：A 满分：2 分3.当受力构件内最大工作应力低于构件的持久极限时，通常构件就不会发生疲劳破坏的现象。
A.错误B.正确正确答案：B 满分：2 分4.力法的正则方程是解超静定问题的变形协调方程。
材料力学作业
一、试作出图示各杆的轴力图。
二、图示结构中，1、2两杆的横截面直径分别为mm 10和mm 20，试求两杆的应力。
设两根横梁皆为刚体。
三、桁架的尺寸及受力如图所示，若kN 300=F ，AB杆的横截面面积2mm 6000=A ，试求AB杆的应力。
()a四、在图示简易吊车中，BC 为钢杆，AB为木杆。
木杆AB的横截面面积21cm 100=A ，许用应力[]MPa 71=σ；钢杆BC 的横截面面积22cm 6=A ，许用应力[]MPa 1602=σ。
试求许可吊重[]F 。
五、在低碳钢拉伸实验用的力与变形曲线及应力应变曲线中分别标出p F 、s F 、b F 和p σ、s σ、b σ，并回答在εσ-曲线中的p σ、s σ、b σ是否是构件中的真实应力，如果不是请另绘出强化阶段与颈缩阶段真实应力曲线的大致形状。
六、像矿山升降机钢缆这类很长的拉杆，应考虑其自重的影响。
设材料单位体积的重量为γ，许用应力为[]σ。
钢缆下端所受拉力为F ，且钢缆截面不变。
试求钢缆的允许长度及其总伸长。
钢缆横截面面积为A 。
B七、图示结构中，AB 为刚体，杆1、杆2、杆3的材料和横截面面积均相同，在杆AB 的中点C 作用铅垂方向的载荷F，试计算C 点的水平位移和铅垂位移。
已知：kN 20=F ，2321mm 100====A A A A ，mm 1000=l ，GPa 200=E 。
八、设横梁ABCD为刚体。
横截面面积为2mm 36.76的钢索绕过无摩擦的滑轮。
设kN 20=P ，试求钢索内的应力和C九、图示结构中，AB 为刚体，1、2杆的抗拉（压）刚度均为EA 。
试求两杆的轴力。
十、图示杆系的两杆同为钢杆，GPa200=E，C 061105.12-⨯=α。
两杆的横截面面积同为2cm 10=A 。
若AC 杆的温度降低C 200，而AB 杆的温度不变，试计算两杆的轴力。
十一、图示支架中的三根杆件材料相同，杆1的横截面面积为2mm 200，杆2的横截面面积为2mm 300，杆3的横截面面积为2mm 400。
材料力学作业(8-11)
第八章 应力应变状态分析一、选择或填空题1、过受力构件内任一点，取截面的不同方位，各个面上的（ ）。
A 、正应力相同，切应力不同；B 、正应力不同，切应力相同；C 、正应力相同，切应力相同；D 、正应力不同，切应力不同。
2、在单元体的主平面上（ ）。
A 、正应力一定最大；B 、正应力一定为零；C 、切应力一定最小；D 、切应力一定为零。
3、图示矩形截面悬臂梁，A-A 为任意横截面，1点位于截面上边缘，3点位于中性层，则1、2、3点的应力状态单元体分别为（ ）。
A-AA B C4、图示单元体，其最大主应力为（ ）A 、σ；B 、2σ；C 、3σ；D 、4σ。
5、下面 单元体表示构件A 点的应力状态。
6、图示单元体，如果MPa 30=ασ，则βσ=（ ） A 、100Mpa ； B 、50Mpa ； C 、20MPa ； D 、0MPa 。
(C)7、图示单元体应力状态，沿x 方向的线应变εx 可表示为（ ）A 、Eyσ； B 、)(1y x E μσσ−；C 、)(1x y E μσσ− ；D 、Gτ。
8、图示应力圆对应于单元体( )。
9、已知单元体及应力圆如图所示，σ1所在主平面的法线方向为( )。
A 、n 1；B 、 n 2；C 、n 3；D 、n4。
二、计算题1、已知应力状态如图所示，试用解析法计算图中指定截面上的正应力和切应力。
2、试画图示应力状态的三向应力圆，并求主应力、最大正应力和最大切应力。
3、边长为20mm的钢立方块置于刚性模中，在顶面受力F=14kN作用。
已知材料的泊松比为0.3，求立方体各个面上的正应力。
4、图示矩形截面梁某截面上的弯矩和剪力分别为M=10 kN.m，Q=120 kN。
试绘出截面上1、2、3、4各点的应力状态单元体，并求其主应力。
第九章 强度理论一、选择题或填空题 1、在冬天严寒天气下，水管中的水会受冻而结冰。
根据低温下水管和冰所受力情况可知（ ）。
A 、冰先破裂而水管完好；B 、水管先破裂而冰完好；C 、冰与水管同时破裂；D 、不一定何者先破裂。
材料力学作业(1-4章)
第一章 绪 论一、选择题1 构件的强度是指（ ），刚度是指（ ），稳定性是指（ ）。
A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力B. 在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力2 根据均匀性假设，可认为构件的（ ）在各点处相同。
A. 应力B. 应变C. 材料的弹性常数D. 位移 3 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. 应力是内力的集度D. 内力必大于应力 4 下列说法中，正确的是（ ）A. 内力随外力的改变而改变。
B. 内力与外力无关。
C. 内力在任意截面上都均匀分布。
D. 内力在各截面上是不变的。
5 图示两单元体虚线表示其A. α，α 受力后的变形情况,两单元体切应变γ ( )、计算题1、如图所示，在杆件的斜截面m-m 上，任一点A 处的应力p =120 MPa ，其方位角θ=20°，试求B. 0，α C. 0，-2αD. α,2α二该点处的正应力σ与切应力τ。
2、已知杆内截面上的内力主矢为F R 与主矩M 如图所示，且均位于x-y 平面内。
试问杆件截面上 、板件ABCD 的变形如图中虚线A’B’C’D’所示。
试求棱边AB 与AD 的平均正应变以及A 点处直存在哪种内力分量，并确定其大小。
图中之C 点为截面形心。
3角BAD 的切应变。
第二章 拉伸与压缩一、选择题和填空题1、轴向拉伸杆件如图所示，关于应力分布正确答案是_________。
A 1-1、2-2面上应力皆均匀分布；B 1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布；C 1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布；D 1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。
2、图示阶梯杆AD 受三个集中力作用，设AB 、BC 、CD 段的横截面积分别为3A 、2A 、A ，则三段的横截面上。
A 轴力和应力都相等B 轴力不等，应力相等C 轴力相等，应力不等D 轴力和应力都不等3、在低碳钢拉伸曲线中，其变形破坏全过程可分为4个变形阶段，它们依次是 、 、 、 。
华南理工 网络 材料力学作业1
参考答案：×问题解析：3图示桁架中3杆的内力为0。
（）参考答案：√1.图示扭转杆固定端截面的扭矩为15kN-M。
（）参考答案：√问题解析：2.等截面圆轴作匀速转动，转速n=200r/min，传递的功率为60kw，作用在轴上的外力偶矩为2864.7N.m。
（）参考答案：√1.梁AB受力如图所示，截面1-1剪力和弯矩分别为FS1＝－qa， M1＝－qa2/2 。
（）答题：对. 错. （已提交）参考答案：√问题解析：2.图示简支梁，其正确的弯矩图如图所示。
（）参考答案：×问题解析：3.图示受力梁的支座约束力、剪力图、弯矩图均正确。
（）参考答案：√1.图示杆件的内力有轴力和扭矩。
（）答题：对. 错. （已提交）参考答案：×问题解析：2.图示杆件的内力有轴力和弯矩。
（）答题：对. 错. （已提交）参考答案：×问题解析：1.静定轴向拉（压）杆横截面上的应力与杆件材料的力学性能有关。
（）参考答案：×问题解析：2.已知变截面圆杆受力如图所示，d=38mm,D=65mm,AB段和BC段横截面的应力是相同的。
（）参考答案：×问题解析：3.边长为200mm的正方形杆件受力如图示，杆件横截面上最大压应力为 7.5MPa。
（）参考答案：√1.拉压杆的最大切应力发生在与轴线成450的斜截面上，且。
（）参考答案：√1.边长为200mm的正方形杆件受力如图示（同题2图），材料可认为符合胡克定律，其弹性模量E＝10GPa，杆件总变形为1.05mm。
（）参考答案：√问题解析：2.轴向拉（压）杆，受力和变形关系满足胡克定律，即。
（）参考答案：×问题解析：3.变截面直杆受力如图所示，可用公式求杆的总伸长量。
参考答案：×1.图示的杆系结构中，按强度条件计算，最危险的杆件是4杆。
（）参考答案：×1.图示两端固定的等截面直杆，其横截面面积为A，该杆受轴力FP作用。
材料力学试卷部分作业答案1
题3-7图示构件中，AB 为水平放置的刚性杆，1、2、3杆材料相同，其弹性模量210GPa E =，已知1m l =，212100mm A A ==，23150mm A =，20kN P F =，试求C 点的水平和铅垂位移。
1 内力1321,02F F F F ===2 变形3311961133229622201010.47610m 222101010010201010.47610m 222101010010F l Fl l EA EA F l Fl l EA EA ----⨯⨯∆====⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯∆====⨯⨯⨯⨯⨯3 C 点的位移()()3121333120.47610m 110.476100.476100.47610m 22Cx CyA A l l l ----∆==∆=⨯∆=∆+∆=⨯+⨯=⨯∆2l题11-2题11-3yz题12-16 如图12-44，两根材料相同、截面面积相等的简支梁，一根是整体矩形梁，另一根是矩形截面叠合梁。
热布吉叠合梁间的摩擦，试问：（1）这两种梁截面上的弯曲正应力是怎样分布的? (2)这两种梁能承受的荷载相差多少？解 1. 画弯矩图，最大弯矩在中间截面1max 12max 211,44M F l M F l ==2. 整梁的强度条件 应力分布如图a[][]21max 11max121/42/63z bhM F l F W bh lσσσ==≤∴≤3．叠合梁的最大应力和强度： 危险面也在中面，由于上下梁截面相同，弯曲相同()a b ρρ=，所以上下截面受到的弯矩max a M 、max b M 相同，于是可画出应力分布如图b 。
由于截面总弯矩为2max M ，所以max max 2max 2/2/8a b M M M F l ===叠合梁的强度条件为()[][]2max 22max22/813/2/6a az bhM F l F W lb h σσσ==≤∴≤14241maxσ1maxσ2max σ2max2max可见 [][]122F F =12－6 铸铁梁的荷载及截面尺寸如图所示。
材料力学课程作业及答案4
材料力学作业4 单项选择题第1题下列哪项措施不能提高压杆稳定性：___。
A、减小压杆支撑间的长度B、减弱压杆的约束条件C、选择合理的截面形状D、合理选用压杆的材料答案：B第2题下列哪项措施可以提高构件的疲劳强度：___。
A、减缓应力集中B、增加构件尺寸C、降低表面质量答案：A第3题下列哪项措施不能提高构件的抗冲击能力：___。
A、减小构件的刚度B、增加构件的弹性模量C、增加构件的体积答案：B第4题下图所示的连续梁的静不定次数为___。
A、1B、2C、3D、4答案：B判断题第5题构件在发生疲劳破坏前，会出现明显的塑性变形。
答案：错误第6题构件外形的变化不会改变构件的持久极限。
答案：错误第7题虚位移表示这种位移是由其他原因引起，且和梁上的原有载荷相关。
答案：错误第8题在虚功原理中，与材料性质也是相关的。
答案：错误第9题对于既是外力静不定又是内力静不定的情况，应当同时接触外多余约束和内多余约束，才能形成静定基。
答案：正确第10题轴向受压的细长直杆当压力过大时，可能突然变弯，失去原直线形式的平衡状态，此状态称为失稳。
答案：正确第11题杆愈细长，其临界力越小，愈容易失稳。
答案：正确第12题杆端的约束愈强，压杆的临界压力就愈低。
答案：错误第13题压杆的柔度愈大，其愈容易失稳。
答案：正确第14题机器设备中零件的工作应力随时间作随机性变化，，这种应力称为交变应力。
答案：错误第15题交变应力作用下材料抵抗疲劳破坏的能力，称为疲劳强度。
答案：正确填空题第16题两根尺寸和材料均相同的细长压杆，弹性模量=200Gpa，直径d=80mm。
下端固定，上端与刚性很大的横梁固连，压杆长度L=1.2m，则细长压杆的临界力为___。
答案：689kN第17题变形固体的功能原理为：外力功=___。
答案：变形能第18题对于任何弹性体，其外力功 = ___广义力 X 广义位移。
答案：0.5第19题列出两个常用的结构位移变形能法：___和___。
材料力学作业
2.图示结构中，若1、2两杆的EA相
同，则节点A的竖向位移AAy=,水
平位移*
3.a、b、c、
三种材料的应力应变曲线
如图所示
其中强度最高的材料
，弹性模量最小的材料
，塑性最好的材料
4.图示在拉力
的作用下的螺栓，已知材料
的剪切许用应力
LI是拉伸许用应力的0.6
bs
9.图示销钉的剪应为
EP
2
P
t=
;挤压应力；「
剪应力
F(A)4bp(
I.
ri+d2);
(B)4(丨很丄b
2
)P/(
的直径都为
二bs=p/(二dt/4)。
d,则两面三刀者中最大
2.低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四
种指标中哪种得到提咼()
:
拉力作用，
错误的是()
(A)强度极限；
(B)比例极限；
(A)1-1
(C)断面收缩率；
(D)伸长率(延
伸
截面偏
率
2
10cm。当温度升高至 分的温度应力。钢材的
200GPa。
15在图示结构中，
T1=5C时被固定，杆件
2
A上=5cm ,A下=
T2=25C时，试求杆内各部
:.i =12.5X10-6C-1,E=
1,2两杆的抗拉刚度同为
330mm l=56mm,拉杆的许用应力
L- .1= 50MPa,
校核拉杆1的强度。
心受
/厂
—
)
。
拉；
1
3.图示等直杆，杆长为3a
，材料的抗拉刚度为
(B)2-2
EA，受力如图。杆中点横截面的铅垂位移为