同济大学材料力学习题解答(练习册PP)
同济大学材料力学期末复习

A 1
C 2
刚杆 D
[F1]=2[FN1] =2×30=60kN
2)CD杆的强度计算 CD杆的许用应力
B
200 [ 2 ] 100MPa n n 2 CD杆的许用轴力
0
s
F
( MPa)
500 400 300 200 100
0.02
a)
AB杆材料
[FN2 ] [ 2 ]A2 100106 400106 40kN
FN l1 Tl1 EA FN 1 3.46 6 12 10 30 3.46 200 109 1000 106 l1
B
图a
1
l 2
FN 2 l 2 EA
FN 2 3 20010 100010
9 6
A
A2 l2
300 2
代入变形方程得补充方程
能量法
2 2 2 F ( x ) dx M ( x ) dx M ( x)dx N n 应变能 U 2EA 2GI p 2EI l l l U 卡氏第二定理及应用 i Fi
i
F ( x) FN ( x) U N dx Fi EA Fi l
应力状态和强度理论
斜截面上的应力
x y
2 x y
x y
2
2 sin 2 xy cos 2
(
cos 2 xy sin 2
主应力的大小和方位
max
min
x y
2
x y
2
) 2 xy
2
tg 2 0
l 3m
A
材料力学课后习题答案

材料⼒学课后习题答案8-1 试求图⽰各杆的轴⼒,并指出轴⼒的最⼤值。
(1) ⽤截⾯法求内⼒,取1-1、2-2截⾯;(2) 取1-1(3) 取2-2(4) 轴⼒最⼤值: (b)(1) 求固定端的约束反⼒;(2) 取1-1(3)取2-2截⾯的右段;(4) 轴⼒最⼤值: (c)(1) ⽤截⾯法求内⼒,取1-1、2-2、3-3截⾯;(2) 取1-1(3) 取2-2截⾯的左段;(4) 取3-3截⾯的右段;(c)(d)N 1F RF N 1F RF N 2F N 1N 2(5) 轴⼒最⼤值: (d)(1) ⽤截⾯法求内⼒,取1-1、2-2截⾯;(2) 取1-1(2) 取2-2(5) 轴⼒最⼤值:8-2 试画出8-1所⽰各杆的轴⼒图。
解:(a) (b)(c) (d)8-5段的直径分别为d 1=20 mm 和d 2=30 mm F 2之值。
解:(1) (2) 求1-1、2-2截⾯的正应⼒,利⽤正应⼒相同;8-6 题8-5图所⽰圆截⾯杆,已知载荷F 1=200 kN ,F 2=100 kN ,AB 段的直径d 1=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。
解:(1) ⽤截⾯法求出1-1、2-2截⾯的轴⼒;(2) 求1-1、2-2截⾯的正应⼒,利⽤正应⼒相同;8-7 图⽰⽊杆,承受轴向载荷F =10 kN 作⽤,杆的横截⾯⾯积A =1000 mm 2,粘接⾯的⽅位⾓θ= 450,试计算该截⾯上的正应⼒与切应⼒,并画出应⼒的⽅向。
F N 3F N 1F N 2解:(1)(2)8-14 图⽰桁架,杆1d 1=30 mm 与d 2=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。
解:(1) 对节点A(2) 列平衡⽅程解得:(2) 所以桁架的强度⾜够。
8-15 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 。
最新同济大学 材料力学 习题解答2(练习册P65-P70)

满足强度条件
WP
FC1 FC1 ∵ FC = 2FC1
t < 2t1
d
3
3 挤压
∴剪切校核主板
t1 t
2 1
b
2
1
FC
FC =
F 4
AC = dt
FS =
FC 2
=
F 8
AS =
pd2 4
F
F
FsC =
FC AC
≤
[sC
]
t = FS ≤ [t ]
AS
主板: 拉压
F ≤ 100 kN
F ≤ 62.83 kN
1-1截面:FN1 2-2截面:FN2
= =
F
3 4
A1 F
=( b–d )t
A2=( b–2d F ≤ 224 kN
s1
)t
=
FN1 A1
s2 =
则
≤[s ] F≤180kN FN2 ≤[s ]
A2 [ F ]= 62.83 kN
P69 38-1
T4
T3
A
B
T2
T1
C
D
1.0kN·m
0.2kN·m 基线
0.2kN·m
0.4kN·m
Mn图
A pd2
a
C
FCx
a
FCy
B
D
a
F
(2) 令 s = sb
F=
pd2 8
sb
= 62.8 kN
(1) 令 s = sS
F=
pd2 8
sS
=
37.7
kN
若 s = sP ( ≈ se )
F=
pd2 8
材料力学习题集(含答案)

《材料力学》习题及答案一、单选题1.构件的强度、刚度和稳定性________。
(A)只与材料的力学性质有关(B)只与构件的形状尺寸有关(C)与二者都有关(D)与二者都无关2.一直拉杆如图所示,在P 力作用下。
(A) 横截面a上的轴力最大(B) 横截面b上的轴力最大(C) 横截面c上的轴力最大(D) 三个截面上的轴力一样大3.在杆件的某一截面上,各点的剪应力。
(A)大小一定相等(B)方向一定平行(C)均作用在同一平面内(D)—定为零4.在下列杆件中,图所示杆是轴向拉伸杆。
P (A) (B)(C) (D)5.图示拉杆承受轴向拉力P的作用,斜截面m-m的面积为A,则σ=P/A为。
(A)横截面上的正应力(B)斜截面上的剪应力(C)斜截面上的正应力(D)斜截面上的应力6.解除外力后,消失的变形和遗留的变形。
(A)分别称为弹性变形、塑性变形(B)通称为塑性变形(C)分别称为塑性变形、弹性变形(D)通称为弹性变形7.一圆截面轴向拉、压杆若其直径增加—倍,则抗拉。
(A)强度和刚度分别是原来的2倍、4倍(B)强度和刚度分别是原来的4倍、2倍(C)强度和刚度均是原来的2倍(D)强度和刚度均是原来的4倍8.图中接头处的挤压面积等于。
P(A)ab (B)cb (C)lb (D)lc9.微单元体的受力状态如下图所示,已知上下两面的剪应力为τ则左右侧面上的剪应力为。
(A)τ/2(B)τ(C)2τ(D)010.下图是矩形截面,则m—m线以上部分和以下部分对形心轴的两个静矩的。
(A)绝对值相等,正负号相同(B)绝对值相等,正负号不同(C)绝对值不等,正负号相同(D)绝对值不等,正负号不同11.平面弯曲变形的特征是。
(A)弯曲时横截面仍保持为平面(B)弯曲载荷均作用在同—平面内;(C)弯曲变形后的轴线是一条平面曲线(D)弯曲变形后的轴线与载荷作用面同在—个平面内12.图示悬臂梁的AC段上,各个截面上的。
(A)剪力相同,弯矩不同(B)剪力不同,弯矩相同(C)剪力和弯矩均相同(D)剪力和弯矩均不同13.当横向力作用于杆件的纵向对称面内时,关于杆件横截面上的内力与应力有以下四个结论。
材料力学习题解答

解: (3) 梁可简化, 为图示简朴支梁。
B
(m / 2)a 6EI
ma 12EI
(逆时针)
wC 0
mm
m
2
B
C
m
m
2a a a a a 2a
4.如图所示各梁旳抗弯刚度为EI,试用叠加法计算梁 B截面旳转角以及C点旳挠度。
解: (4) 梁可简化,为图示简朴支梁。 B
q
2qqaa22
C
B
qa3 24EI
φ w3 w2
q EI a
A a/4
θ w1
w1
a 4
qa3 a qa4 24EI 4 96EI
w2
q 8EI
a 4
4
qa 4 2048EI
φ w3
w3
a 4
a 3EI
1 2
q
a 4
2
a 4
qa 4 384EI
w2
w
w1
w2
w3
15qa 4 2048EI
7.试用叠加法计算图示各梁C点旳挠度。
解: (1) 梁可简化, 为图示悬臂梁。
A
B
F (2a)2 2EI
Fa 2 2EI
B
3Fa 2 2EI
(逆时针)
wC
wA
F (2a)3 3EI
( Fa3 3EI
Fa 2 2EI
a)
F
F
B C
Fa
a
a
F
a
BF
C
F
11Fa3 wC 6EI (向下)
4.如图所示各梁旳抗弯刚度为EI,试用叠加法计算梁 B截面旳转角以及C点旳挠度。
A
先考虑载荷作用下梁旳变形。
大学材料力学习题及答案(题库)精选全文

可编辑修改精选全文完整版一.是非题:(正确的在括号中打“√”、错误的打“×”) (60小题) 1.材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题,因此在研究构件的平衡与运动时,可不计构件的变形。
( √ )2.构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关,而材料的力学性质又是通过试验测定的。
( √ ) 3.在载荷作用下,构件截面上某点处分布内力的集度,称为该点的应力。
(√ ) 4.在载荷作用下,构件所发生的形状和尺寸改变,均称为变形。
( √ ) 5.截面上某点处的总应力p 可分解为垂直于该截面的正应力σ和与该截面相切的剪应力τ,它们的单位相同。
( √ )6.线应变ε和剪应变γ都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量,它们都是无量纲的量。
( √ )7.材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。
( ) 8.在强度计算中,塑性材料的极限应力是指比例极限p σ,而脆性材料的极限应力是指强度极限b σ。
( )9.低碳钢在常温静载下拉伸,若应力不超过屈服极限s σ,则正应力σ与线应变ε成正比,称这一关系为拉伸(或压缩)的虎克定律。
( )10.当应力不超过比例极限时,直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比,而与横截面面积成反比。
( √ )11.铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成450,这是由压应力引起的缘故。
( )12.低碳钢拉伸时,当进入屈服阶段时,试件表面上出现与轴线成45o 的滑移线,这是由最大剪应力max τ引起的,但拉断时截面仍为横截面,这是由最大拉应力max σ引起的。
( √ )13.杆件在拉伸或压缩时,任意截面上的剪应力均为零。
( ) 14.EA 称为材料的截面抗拉(或抗压)刚度。
( √ ) 15.解决超静定问题的关键是建立补充方程,而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系,称这种关系为变形协调关系。
( √ ) 16.因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象,称为应力集中。
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。
同济大学 材料力学练习册答案

第二章 轴向拉伸与压缩
1.略 2.º, 75MPa , 43.3MPa
º, 50 MPa , 50 MPa º, 25MPa , 43.3MPa
3. l
b Pl ln 2 Et (b2 b1 ) b1
3
0xa,M=0; x=2a, M= -qa2/2; x=3a, M=0 (b)x=0, Q= -P;x=a+, Q= -2P; x=2a, Q= -2P x=0, M=0;x=a, M=Pa;x=2a, M=3Pa 2. (a)x=0, Q=3qa /2; x=a+, Q=qa/2; x=3a,Q=-3qa /2;x=4a, Q=-3qa /2 x=0, M=0; x=a, M=1.5qa2; x=1.5a, Mmax=1.625qa2;x=3a-, M=0.5qa2; x=3a+, M=1.5qa2;x=4a, M=0 (b)x=0, Q=0;x=a-, Q=qa; x=a+, Q= -qa/2; x=2a, Q= -3qa / 2 x=0, M=0;x=a, M=qa2/2; x=2a, M=-qa2/2 (c)x=0, Q=0;x=a, Q= -qa; x=2a-, Q= -qa; x=2a+, Q=qa; x=3a, Q=qa x=0, M=0;x=a, M=-qa2/2;x=2a-, M=-3/2qa2;x=2a+, M=qa2;x=3a, M=0 (d)x=0, Q=16;x=2, Q= -4;x=4-, Q= -4;x=4+,Q= -24;x=5, Q= -24 (单位:kN) x=0, M=0;x=1.6, M=12.8; x=2, M=12; x=3-, M=8;x=3+, M=28;x=4, M=24;x=5, M=0 (单位:kN-m) 3. (a) x=0, Q=P; x=l/3(左), Q=P; x=l/3 (右) , Q=0; x=2/3( l 左) , Q=0; x=2/3l (右), Q=P; x=l, Q=P x=0, P(上);x=l/3, P(下) ; x=2l/3, P(上), M=2 Pl /3(逆时针) ; x=l, P (下) (b)x=0, Q= -3; x=1-, Q= -3; x=1+, Q=4.2; x=5, Q= -3.8; x=6, Q= -3.8 x=0, P= -3(下) ; x=1, P=7.2(上) ; 1<x<5, q= -2(下) ; x=5, M=6(顺 时针) ; x=6, P=3.8(上)(单位:kN/m,kN,kN-m) 4. (a)x=0, Q=0; x=a, Q= -qa; x=2a-, Q= -qa; x=2a+, Q=qa; x=3a, Q=qa x=0, M=qa2/2; x=0, M=0;x=2a, M=qa2; x=3a, M=0 (b)x=0, Q=P/2; x=l/2, Q=P/2; x=l-, Q=P/2; x=l+, Q= -P/2; x=3/2l, Q= -P/2 x=0, M= -5/4Pl; x=l-/2, M= -Pl;x=l+/2, M=0;x=l, M=Pl/4;x=3/2l, M=0 5. (a)x=0, M= -qa2/8; x=a/2, M=0; x=a, M= -qa2/8 (b)x=0, M=0; x=a, M= -qa2; x=3/2a, M=0
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20 MPa 30 MPa
sx = 30 MPa
sy = 50 MPa
30º
18.66
tx = - 20 MPa
2
a = 30º
cos2a – tx sin2a
= 52.32 MPa
sa =
ta =
sx + sy sx - sy
2
+
sx - sy
2
sin6 MPa
h
P91 48-3
A FA l 3 ql 8
q
C FC l B FB
静定基
多余约束力: FC
+0yCF = 0 变形协调条件: yCq 变形几何方程 C= FC(2l)3 yCF = 48EI
5 ql 8
5 q ( 2 l) 4 查表: yCq = 384EI
5 ql 8 1 ql2 8 9 ql2 128
a
s1 = s2 = 0 s3 = - 100 MPa s1 = 30 MPa = - s3 s2 = 0 t = 22.5 MPa s = 100 MPa d s = 50 MPa c s1 = 100 MPa s2 = s3 = 0 s1 = 58.6 MPa s2 = 0 sx - sy 2 sx + sy ± ( ) + tx 2 s max = s3 = - 8.6 MPa 2 2 min
P90 48-1
q
A
l B b ≤ [s ]
1 ql2 2
smax =
M│max
Wz
1 2 M│max = ql 2 = 45 kN· m bh2 h3 Wz = = 6 12 3 12 M│max h≥ = 16.5 cm [s ]
ql4 bh3 h4 M 图 查表: ymax = 8EI 其中: I = 12 = 24 4 ymax f ql3 3ql3 = h≥ = 17.8 cm ≤[ ] f l l 8EI E[ ] l 取 h = 17.8 cm b = 8.9 cm
2qa3 M(2a) =qCM = EI EI
P224 表19-1 序号3
qCF = qBF
P224 表19-1 序号5
Fa2 qa3 = = 2EI 2EI
qa3 = 6EI
qCq = qBq
P88 47-2(a)
A
0.5l
F M(Fl) F
C
B
0.5l
Ml Fl2 == qBM yCM = 0 P225 表19-1 序号8 qAM = 24EI 24EI Fl2 Fl3 P225 表19-1 序号9 qAF = = - qBF yCF = 16EI 48EI Fl2 qA = qAM + qAF = Fl3 48EI y = y + y C CM CF = 2 48EI 5Fl qB = qBM + qBF = 48EI
P87 46-4 q
9 3 mA = 0 FB = qa Fy = 0 FA = qa 4 4 C 弯矩方程 AB BC A xD B q 1 3 FB M (x)= qax - qx2 M (x)= - (3a - x)2 FA 2 a a a 1 2 2 4 d2y1 1 2 3 d2y2 q EI 2 = 挠曲线近似微分方程 qx - qax EI 2 = (3a - x)2 4 2 dx dy2 dx q 2 3 dy1 1 EI = qx3 - qax 2 + C1 EI dx = - 6 (3a - x)3 + C2 dx 1 6 3 8 q EIy1= qx4 - qax3 + C1x +D1 EIy2= (3a - x)4 + C2x + D2 24 24 24 1 3 C = qa = 0 : x =2a, q = q = q D = 0 2 2 1 B 连续 边界 x = 0, y1= 0: 1 6 qa 3 3 条件 x =2a, y2= yB = 0: C1= 条件 x =2a, y1= 0: D2 = - qa4 6 8 q q q1(x)= (4x3 -9ax2+ 4a3) q2(x)= [a3 - (3a - x)3] 6EI q 24EI q y1(x)= (x4-3ax3+4a 3x) y2(x)= [(3a-x)4+4a3x-9a4] 24EI 3 24EI 4 qa qa qa4 qA = qB = 0 yD = yC = 6EI 12EI 8EI
P88 47-1(b) M(qa2) q F(qa)
A a B a C
P224 表19-1 序号1
4qa3 qC = qCM + qCF + qCq = 3EI 7qa4 yC = yCM + yCF + yCq = 8EI
2qa4 M(2a)2 =yCM = EI 2EI yCF = yBF + qBF· a Fa3 5qa4 = + qBF· a= 3EI 6EI yCq = yBq + qBq· a qa4 7qa4 = + qBq· a= 8EI 24EI
- 2t x tan2a0 = sx - sy 57.02 MPa sx - sy 2 sx + sy ± ( ) + tx 2 = s max = - 7.02 MPa 2 2 min s1 = 57.02 MPa s2 = 0 s3 = - 7.02 MPa 57.02 MPa 32.02 MPa sx - sy 2 ) + tx 2 = t max = ± ( 19.33º - 32.02 MPa 2 min 7.02 MPa sx - sy tan2a1 = = 1.25 a1 = 64.33º 2t x a1' = - 25.67º 64.33º sx + sy s a1 = = 25 MPa 25 MPa 32.02 MPa 2
3T0
T0 T0
t
F
B
F
A
Mn Mn = 2T0 tmax = 3 p d WP W = P 16
横截面位置 应力方向
t
C
s
FN s= FN = F A
F s= A Mn tmax = WP
s
Mn = T0 pd3 WP = 16
P92 49-2(a) 应力表示(方向 数值)
50 MPa 52.32
P92 49-2(b)
20 MPa 27.32 40 MPa 27.32
sx = - 40 MPa tx = 20 MPa
2
+
sy = 0 a = 60º
30º
sa = ta =
sx + sy sx - sy
2
sx - sy
2
cos2a – tx sin2a = - 27.32 MPa
sin2a + tx cos2a
= - 27.32 MPa
P93 49-3(a) 解析法 sx = 50 MPa
20 MPa
11.65 54.82
50 MPa
sy = 0 tx = - 20 MPa a = 30º sx + sy sx - sy sa = + cos2a – tx sin2a
2 2 = 54.82 MPa sx - sy ta = sin2a + tx cos2a = 11.65 MPa 2 = 0.8 a0 = 19.33º a0' = 109.33º
2 bh P93 49-4 M = 10 kN· m Wz = = 100 cm3 6 h/ 2 a M M smax = = 100 MPa = sd = - sa = 2sc Wz FS 3 bh b h/4 FS = 120 kN Iz = = 500 cm4 c 12 d Sz*max = 75 cm3 Sz*3 = 56.25 cm3 * * F · S FS· Sz max z S = 22.5 MPa = 30 MPa = tb tc = 3 tmax = Iz· b Iz· b s = 100 MPa t = 30 MPa b
1 ql2 16
3 4 F ( 2 l ) 5 q ( 2 l ) C FS 图 补充方程: =0 48EI 384EI 3 ql 5 8 FC = ql (简便方法) 4 3 平衡: FA = FB = ql 8 M图
P92 49-1 危险截面(内力分布) 危险点(应力分布)
A
B C
F
T0
2T0
30º
P93 49-3(e)sx = - 20 MPa sy = 30 MPa tx = 20 MPa a = - 30º 30 MPa sx + sy sx - sy + cos2a – tx sin2a 20 MPa sa = 2 2 30º 20 MPa = 9.82 MPa s s x y 9.82 ta = sin2a + tx cos2a = 31.65 MPa 31.65 2 - 2t x tan2a0 = = 0.8 a0 = 19.33º a0' = 109.33º sx - sy 37.02 MPa sx - sy 2 sx + sy 2 ± ( ) + tx = s max = - 27.02 MPa 2 2 min s1 = 37.02 MPa s2 = 0 s3 = - 27.02 MPa 27.02 MPa 32.02 MPa smax + smin )= 19.33ºt max = ±( - 32.02 MPa 2 min 37.02 MPa 5 MPa a1 = a0 + 45º= 64.33º a1' = - 25.61º sx + sy 64.33º s a1 = = 5 MPa 2 32.02 MPa