昆明理工大学材料力学习题册1-14概念答案

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第一章绪论、是非判断题材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。内力只作用在杆件截面的形心处。杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。确定截面内力的截面法,适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。(V )根据各向同性假设,可认为材料的弹性常数在各方向都相同。(V )根据均匀性假设,可认为构件的弹性常数在各点处都相同。(V )同一截面上正应力 b与切应力。必相互垂直。(V )同一截面上各点的正应力 (T必定大小相等,方向相同。(X )同一截面上各点的切应力。必相互平行。(X )应变分为正应变 e和切应变(V )应变为无量纲量。(V )若物体各部分均无变形,则物体内各点的应变均为零。(V )若物体内各点的应变均为零,则物体无位移。(X )平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。(V )题图所示Z构中,AD杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。(V )题图所示Z构中,AB杆将发生弯曲与压缩的组合变形。(X )、填空题材料力学主要研究 曼先后发生的 ,以及由此声形的 。拉油豺b浦最力特征是 ,变形特征是沿杆轴线伸长或缩短外力的合力作用线通过杆轴线剪切 的受力 特征 杲受一对等值,反向,作用线距离很近的力的作用, 变 形特征是沿剪切面发生相对错动。扭转 的受力 特征是外力偶作用面垂直杆轴线,变 形特征是任意二横截面发生绕杆轴线的相对转动。弯曲的受力特征是外力作用线垂直杆轴线,外力偶作用面通过杆轴线,变形特征是梁轴线由直线变为曲线。组合受力与变形是指包含两种或两种 以上基本变形 的组合。构件的承载能力包括强度 , 刚度 和 稳定性 三个方面。所谓 强度,是指材料或构件抵抗破坏的能力。所谓刚度,是指构件抵抗变形的能力。所谓 稳定性,是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。根据固体材料的性能作如下三个基本假设连续性 均匀性 各向同性, , 认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了组成该物体的物质,这样的假设称为连续性假设。根据这一假设构件的应力用坐标的连续函数来表示。填题图所示结构中,杆 1发生 变廨伸杆2发生 压缩 变形,杆3发生 弯曲 变形。下图(a)、(b)、分别为构件内某点处取出的单元体,变形后情况如虚线所示,则单元体(a)的切应变 k 2jx;单元体(b)的切应变 k a - 3 ;单元体(c)的切应变 产 0三、选择题选题图所示直杆初始位置为ABC,作用力P后移至AB C,但右半段BCDE的形状不发生变化。试分析哪一种答案正确。P1、AB、BC两段都产生位移。2、AB、BC两段都产生变形。正确答案是 1。选题图选题图所示等截面直杆在两端作用有力偶,数值为M,力偶作用面与杆的对称面一致。关于杆中点处截面 A-A在杆变形后的位置(对于左端,由A A表示;对于右端,由A” A”表示),有四种答案,试判断哪一种答案是正确的。正确答案是 C选题图等截面直杆其支承和受力如图所示。关于其轴线在变形后的位置(图中虚线所示),有四种答案,根据弹性体的特点,试分析哪一种是合理的。正确答案是 C。选题图第二章拉伸、压缩与剪切、是非判断题因为轴力要按平衡条件求出,所以轴力的正负与坐标轴的指向一致。 轴向拉压杆的任意截面上都只有均匀分布的正应力。强度条件是针对杆的危险截面而建立的。 (X ) 位移是变形的量度。 (X ) 甲、乙两杆几何尺寸相同,轴向拉力相同,材料不同,则它们的应力和变形均相同。(X )空心圆杆受轴向拉伸时,在弹性范围内,其外径与壁厚的变形关系是外径增大且壁厚也同时增大。(X )已知低碳钢的op=200MPa, E=200GPa,现测得试件上的应变=,则其应力能用胡克定律计算为: 户 E户200X 103X =400MPa。( X )2.9 图示三种情况下的轴力图是不相同的。(X )图示杆件受轴向力 FN的作用, 三点的位移相等。C D、E为杆件AB的三个等分点。在杆件变形过程中,此CD E B对于塑性材料和脆性材料,在确定许用应力时,有相同的考虑。 连接件产生的挤压应力与轴向压杆产生的压应力是不相同的。、填空题轴力的正负规定为拉力为正,压力为负受轴向拉伸或压缩的直杆,其最大正应力位于横 截面,计算公式450截面,计算公式拉压杆强度条件中的不等号的物理意义是最大工作应力 b max 不超过许用应力(T , 强度条件主要解决三个方面的问题是(1)强度校核(2)截面设计; (3)确定许可载荷。轴向拉压胡克定理的表示形式有一2_种,其应用条件是 cr max Wbp。由于安全系数是一个 大于1 数,因此许用应力总是比极限应力要小。两拉杆中,A1=A2=A; E1=2E2; 5=2l2;若 /=立(横向应变),则二杆轴力 Fni三Fn2。低碳钢在拉伸过程中依次表现为弹性屈服强化局部变形四个阶段,其特征点分别是9,be, os, bp。衡量材料的塑性性质的主要指标是延伸率8、断面收缩率少 。延伸率(Li L) /LX 100中Li指的是 拉断后试件的标距长度。塑性材料与脆性材料的判别标准是塑性材料:8爪5%,脆性材料:8 ti,销钉的切应力 t= 2F/兀d2,销钉的最大挤压应力念=F/dti。螺栓受拉力F作用,尺寸如图。若螺栓材料的拉伸许用应力为也许用切应力为也按拉伸与剪切等强度设计,螺栓杆直径d与螺栓头高度h的比值应取d/ h = 4皿b。木棒接头尺寸如图示,受轴向拉力F作用。接头的剪切面积 A hb,切应力 F/hb;挤压面积 Abs= cb ,挤压应力cbs=F/cb两矩形截面木杆通过钢连接器连接(如图示),在轴向力F作用下,木杆上下两侧的剪切面积A=2lb .切应力 F/2lb ;挤压面积 Abs=2 A b .挤压应力 但F/2 W b 。挤压应力与压杆中的压应力有何不同挤压应力作用在构件的外表面,一般不是均匀分布;压杆中的压应力作用在杆的横截面上且均匀分布。图示两钢板钢号相同,通过挪钉连接,钉与板的钢号不同。对挪接头的强度计算应包括: 挪钉的剪切、挤压计算;钢板的挤压和拉伸强度计算。若将钉的排列由(a)改为(b),上述计算中发生改变的是钢板的拉伸强度计算。对于(a)、(b)两种排列,娜接头能承受较大拉力的是(a)。(建议画板的轴力图分析)三、选择题为提高某种钢制拉(压)杆件的刚度,有以下四种措施:(A)将杆件材料改为高强度合金钢;(B)将杆件的表面进行强化处理(如淬火等);(C)增大杆件的横截面面积;(D)将杆件横截面改为合理的形状。正确答案是C甲、乙两杆,几何尺寸相同,轴向拉力F相同,材料不同,它们的应力和变形有四种可能:(A)应力 和变形 l都相同;(B)应力 不同,变形 l相同;(C)应力 相同,变形 l不同;(D)应力 不同,变形 l不同。正确答案是 C长度和横截面面积均相同的两杆,一为钢杆,另一为铝杆,在相同的轴向拉力作用下,两杆的应力与变形有四种情况;(A)铝杆的应力和钢杆相同,变形大于钢杆;(B)铝杆的应力和钢杆相同,变形小于钢杆;(C)铝杆的应力和变形均大于钢杆;(D)铝杆的应力和变形均小于钢杆。.仁、s 正确答案是A 在弹性范围内尺寸相同的低碳钢和铸铁拉伸试件,在同样载荷作用下,低碳钢试件的弹性变形为1,铸铁的弹性变形为2,则1与2的关系是;Ems Eci(A) i 2 ;(B) i (Sz)B;B. )A0且沅沅大于 2,63 :gbt较小。将沸水倒入厚玻璃杯中,如果发生破坏,则必是先从外侧开裂,这是因为外侧有较大技应力产牛且(Tbt较小。弯扭组合构件第三强度理论的强度条件可表达为3 M2 T2或:(Fl)2 0.75(Fa)2/WzrW该条件成立的条件是杆件截面为 _圆截面或圆环截面一丝毋材理R 塑性材料_。塑性材料制的圆截面折杆及其受力如图所示,竺朋I截瑞积为 A,抗弯截面模量为 W,则图(a)的危险点在 A截面的上下边组勺强度条件为 ;-7图(b;(的危斫闻2丽AB 内任意截面的后边缘点,对应的强度条件为回吐试分:画出两图危险点的应力状态。(a)(b)第九章压杆稳定、是非判断题所有受力构件都存在失稳的可能性。(X )在临界载荷作用下,压杆既可以在直线状态保持平衡, 也可以在微弯状态下保持平衡。(X ) 引起压杆失稳的主要原因是外界的干扰力。(X )所有两端受集中轴向力作用的压杆都可以采用欧拉公式计算其临界压力。(X )两根压杆,只要其材料和柔度都相同,则他们的临界力和临界应力也相同。(X )临界压力是压杆丧失稳定平衡时的最小压力值。(V )用同一材料制成的压杆,其柔度(长细比)愈大,就愈容易失稳。(V )只有在压杆横截面上的工作应力不超过材料比例极限的前提下,才能用欧拉公式计算其临界压力。(x )满足强度条件的压杆不一定满足稳定性条件;满足稳定性条件的压杆也不一定满足强度条 件。有应力集中时(v)低碳钢经过冷作硬化能提高其屈服极限,因而用同样的方法也可以提高用低碳钢制成的细二、填空题压杆的柔度 入综合地反映了压杆的柔度越大的压杆,其临界应力越长压杆的临界压力。(X )长度(l),约束(2,横截面的形状和大小(D_对临界应力的影响。小 ,越容易 失稳。IFcr 2EI ( 1)?影响细长压杆临界力大小的主要因素有E, _I, , _l如果以柔度 入的大小对压杆进行分类,则当 入 i的杆称为大柔度杆,当 入2入 入1的杆称为中柔度杆,当 入w入2 的杆称为短粗杆。大柔度杆的临界应力用| cr2E7T拉公式计算,中柔度杆的临界应力用cr s( b)两端为球较支承的压杆, 其横截面形状分别如图所示, 试画出压杆失稳时横截面绕其转动的1 Sa4 12a2 a2/121 Rd4 64d2 4 d2; 4 143轴。正方(矩)两根细长压杆的材料、长度、横截面面积、杆端约束均相同,一杆的截面形状为形,另一杆的为圆形,则先丧失稳定的是截面的杆。Imin的轴三、选择题图示a, b, c,d四桁架的几何尺寸、圆杆的横截面直径、材料、加力点及加力方向均相同。OFPmax (b)FPmax (d )FP max (c)F P max (a )(A)(B)F P max ( a)FPmax (c)FPmax(b)FPmax(d)(C)FPmax(a)FPmax(d)FPmax(b)FPmax(C)(D)F P max ( a)F P max (b )FPmax (c)FP max (d )同样材料、同样截面尺寸和长度的两根管状细长压杆两端由球较链支承,承受轴向压缩载荷,其中,管a内无内压作用,管b内有内压作用。关于二者横截面上的真实应力b (a)与(T (b)、临界应力(T cr(a)与crcr(b)之间的关系,有如下结论。则正确结论是A 。(A)0-(a)(r(b), o-c-(a)=(T(r(b) ;(B) (T (a) =(T(b) , (Tcr (a) crcr (b)(Q0-(a) 0-(b), (Tcr(a) o-cr(b) ;(D) 0- (a) (T(b) , o-cr (a) = btr (b)提高钢制细长压杆承载能力有如下方法。试判断哪一种是最正确的。(A)减小杆长,减小长度系数,使压杆沿横截面两形心主轴方向的长细比相等;(B)增加横截面面积,减小杆长;(C)增加惯性矩,减小杆长;(D)采用高强度钢。正确答案是A。圆截面细长压杆的材料及支承情况保持不变,将其横向及轴向尺寸同时增大1倍,压杆的22cr e(A)临界应力不变,临界力增大;(B)临界应力增大,临界力不变;i4i(C)临界应力和临界力都增大;(D)临界应力和临界力都不变。第十章动载荷、是非题只要应力不超过比例极限,冲击时的应力和应变仍满足虎克定律。(V )凡是运动的构件都存在动载荷问题。(x )能量法是种分析冲击问题的精确方法。(x )不论是否满足强度条件,只要能增加杆件的静位移,就能提高其抵抗冲击的能力。应在弹性范围内,、(X )、填空题图示各梁的材料和尺寸相同,但支承不同,受相同的冲击载荷,则梁内最大冲击应力由大到小的排列顺序是 (a)、(c)、(b)(c)(a)(b)图示矩形截面悬臂梁,长为L,弹性*II量为E,落体的冲击,则此梁的冲击动荷系数Kd=截面宽为b,高为h=2b,受重量为P的自由1 J 2H.,若H st ,当P值增大一倍时,梁内的最大动应力增大倍当L2大一倍时,梁内的最大动应力增大1大 倍 2 12H当H增大一倍时,梁内的最大动应力增大 倍当b熠短,倍时,梁内的最大动应力增1) P增大一倍时:dmax2 dmax2) H增大一倍时:dmax3) l增大一倍时:_2d max- d max24) b增大一倍时:,.1 .d maxd max2Kd(2H-J 2H Pl4HEb 43Pl3 , HEPd maxst max 1st max stP Pl 3 3EI W33P Pl32b3b l第H一章交变应力一、是非判断题构件在交变应力下的疲劳破坏与静应力下的失效本质是相同的。(X )通常将材料的持久极限与条件疲劳极限统称为材料的疲劳极限。(V )材料的疲劳极限与强度极限相同。(x )材料的疲劳极限与构件的疲劳极限相同。(x )一、填空题表示交变应力情况的有 5个量值:bm (平均应力), (Ta (应力幅)r(循环特征),及(Tmax和 dmin) 其中只有2个是独立的。某构件内一点处的交变应力随时间变化的曲线如图所示,则该交变应力的循环特征是,最大应力是100MPa ,最小应力是 -50MPa,平均应力是25MPa 。疲劳破坏的三个阶段:裂纹的产生,裂纹扩展,脆性断裂。疲劳破坏的主要特征有1)破坏时b max n。螺栓受轴向的最大拉力 P max = 6kN,最小拉力P min = 5 kN作用;螺栓直径 d = 12 mm,则其 交变应力的循环特征 r =5/6,应力幅值 ca = MPa,平均应力 om : MPa。卜列做法是否能够提高构件的持久极限(填 能”或不能”)表面滚压硬化(能);(2)增加构件直径(不能);(3)表面抛光(能)。三、选择题分别受图示四种不同交变应力作用的试件,哪种情况最先会发生疲劳破坏正确答案是(d)可以提高构件持久极限的有效措施有如下四种答案:(A)增大构件的几何尺寸;(B)提高构件表面的光洁度;(C)减小构件连结部分的圆角半径 ;(D)尽量采用强度极限高的材料。正确答案是 (B)。图示四种交变应力,哪一种同时满足条件:r 0 和bm +(ra(T0bb; (B) (Tb (T0 (T l; (C) (T 0(yT bb; (D) (T b (yT (T 0 。正确答案是(B)。已知材料的b-1、K6 “、&规定安全系数n,则构件在对称循环下的许用应力为:(A) BbT/lneoKo);(B) K(r(T-l/(n(C)Rob t/ (n$;(D)e(r3(TT/(nb&)正确答案是(D)。已知材料的b-1、Rg go、3构件的最大应力b max ,构件在对称循环下的疲劳工作安全系数n有四种答案:(A)b T / 3 max/ (eoKcr); (B)omax/ ( e 0 3);(C)(r-1/o- max/ 劭;(D)bT/(e03 max/ r 0)。正确答案是(B)。、是非判断题第十三章能量方法及其应用外力功与外力的终值和加载次序有关。计算弹性变形能可以应用叠加原理。弹性变形能恒为正值。如图所示结构,在应用单位荷载法求位移时,下述施加单位力的做法是否正确(1)欲求图(a)CD两点的相对线位移,则在 CD两点加一对反向并沿CD连线的单位力。(2)欲求图(b)C点左右截面的相对角位移;则在C点加一单位力偶。AE两点的相对线位移,则在A、(X )AE连线的单位中欲求图(c)(3)E两点加一对反向并沿静不定结构的相当系统和补充方程不是唯一的,但其解答结果是唯一的。对于各种静不定问题,力法正则方程总可以写为11X1 1F 0( X )、选择题图(a)示静不定桁架,图(b)、图(c)、图(d)、图(e)表示其四种相当系统,其中正确的是(e)图示静不定桁架,能选取的相当系统最多有A.三种D.六种B.五种四种C.为一次内力超静定判别图示各结构的静不定次数:图(a)所示静不定结构取相当系统如图(b)所示,其变形协调条件用变形比较法可表达为三、填空题图(a)是 0:图(b)是 0:图(c)3:图(d)b=_0;用力法正则方程可表达为B_11X1+A 1F _=_0Xi2 倍;若截面面积增大一倍(高宽比
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