《材料力学复习题》PPT课件.ppt

综合复习 选择题 1 关于确定截面内力的截面法的适用范围有下列说法 正确的是 A 适用于等截面杆B 适用于直杆承受基本变形C 适用于不论基本变形还是组合变形 但限于直杆的横截面D 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 2 下列结论正确的是 A 若物体产生位移 则必定同时产生变形B 若物体各点均无位移 则该物体必定无变形C 若物体无变形 则必定物体内各点均无位移D 若物体产生变形 则必定物体内各点均有位移 填空题1 根据材料的主要性能作如下三个基本假设 2 认为固体在整个几何空间内无缝隙充满了物质 这样的假设称为 根据这一假设 构件的 和 就可以用坐标的连续函数来表示 1 连续性均匀性各向同性2 连续性应力应变和位移3 02 3 如图所示三个单元体 虚线表示其受力的变形情况 则单元体 a 的角应变为 单元体 b 的角应变为 单元体 c 的角应变为 4 如图所示为从构件内A点处取出的单元体 构件受力后单元体的位置用虚线表示 则称为 为 为 A点沿x方向的线应变 A点沿y方向的线应变 A在xy平面内的角应变 选择题 1 拉 压 杆应力公式的应用条件 A 应力在比例极限内B 外力合力作用线必须沿着杆的轴线C 应力在屈服极限内D 杆件必须为矩形截面杆2 等截面直杆受轴向拉力F作用而产生弹性伸长 已知杆长为L 截面积为A 材料弹性模量为E 波松比为 拉伸理论告诉我们 影响该杆横截面上的应力因素是 A E FB L A FC L A E FD A F3 低碳钢拉伸经过冷作硬化后 以下四种指标得到提高的是 A 强度极限B 比例极限C 断面收缩率D 伸长率 4 为提高某种钢制拉 压 杆件的刚度 有以下四种措施 正确的是 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 C 增大杆件的横截面面积D 将杆件横截面改为合理的截面形状5 甲 乙两杆 几何尺寸相同 轴向拉力F相同 材料不同 他们的应力和变形有四种可能 正确的是 A 应力和变形都相同B 应力不同 变形相同C 应力相同 变形不同D 应力和变形均不同 4 C5 C 填空题1 对于没有明显屈服阶段的塑性材料 通常用表示其屈服极限 表示 2 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是 弹性模量最小的材料是 塑性最好的材料是 1 表示塑性应变等于0 2 时的应力值 2 a c c 3 一轴向拉杆 横截面为ab的矩形 受轴向载荷变形后截面长边和短边的比值为 一轴向拉杆 横截面是长短半轴分别为a和b的椭圆形 受轴向载荷变形后横截面的形状为 4 如图所示铆钉结构 在外力作用下可能产生的破坏方式有 1 2 3 4 3 a b 椭圆4 铆钉剪切破坏 钢板和铆钉挤压破坏 钢板拉伸破坏 钢板端部剪切破坏 5 如图所示 木榫接头的剪切面面积为 和 挤压面面积为 6 如图所示在拉力F作用下的螺栓 已知材料的剪切许用应力 是拉伸许用应力的0 6倍 则螺栓直径d和螺栓头高度H的合理比值是 5 abbdbc6 12 5 计算题 1 一拱由刚性块AB BC和拉杆AC组成 受均布载荷q 90kN m 若R 12m 拉杆的许用应力 150MPa 试设计拉杆的直径d 解 1 受力分析解得 FCx 540kNFCy 1080kN 2 轴径设计 2 如图所示的等直杆 横截面面积为A 材料的弹性模量为E 弹簧常数为k1和k2 k2 2k1 k1L EA q为沿轴向方向的均匀分布力 绘制杆的轴力图 解 解除约束 分别代以相应的约束力静力平衡方程 变形协调方程 物理方程 解得 3 图示为铰接的正方形结构 各杆的横截面面积均为A 材料均为铸铁 其许用压应力与许用拉应力的比值为 若不计杆的稳定性 试求该结构的许用载荷 F 简答题 1 若将圆形截面杆的直径增加一倍 试问杆的抗拉刚度 抗扭刚度和抗弯刚度各增加多少倍 2 试求图示单元体的主应力大小和主平面方位 图中应力单位 MPa 3 试求图示杆件斜截面m m上的正应力和切应力 4 试画出图示杆件的内力图 并求内力绝对值的最大值 5 在设计图示细长压杆时 有正方形和圆形两种截面可供选择 它们的面积相同 试判断哪种截面的稳定性好 6 试计算图示薄板在冲剪时的剪切面面积 7 试求图示图形的形心坐标 图中 8 试指出用积分法求图示外伸梁的弯曲变形时有几个积分常数 并写出确定这些积分常数时所用的边界条件和连续条件 计算题 图示为两根材料 长度和约束都相同的细长压杆 材料的弹性模量为E a 杆的横截面是直径为d的圆 b 杆的横截面是的矩形 试问 a b 两杆的临界力之比为多少 1 如图所示 等截面圆轴上装有四个皮带轮 下列答案正确的是 A 将C轮和D轮对调B 将B轮和D轮对调C 将B轮和C轮对调D 将B轮和D轮对调 然后再将B轮和C轮对调 如图所示两圆轴材料相同 外表面上与轴线平行的直线AB在轴变形后移到位置 已知 则 1 2 两轴横截面上的最大切应力有四种答案 正确的是 A B C D 无法比较 3 圆轴受集度为的均布扭转力偶矩作用 如图所示 则该轴的刚度条件下面正确的是 A B C D 答案 C 4 材料不同的两根受扭圆轴 其直径和长度均相同 在扭矩相同的情况下 他们的最大切应力之间和扭转角之间的关系正确的是 填空题1 内外径比值的空心圆轴受扭时如图所示 若a点的角应变为已知 则b点的角应变 2 如图所示的阶梯形圆轴受扭转力偶作用 材料的剪切模量为G 则相对扭转角 在M1单独作用时 计算题 1 某传动轴 转速n 300r min 如图所示 轮1为主动轮 输入功率P1 50kW 轮2 3 4为从动轮 输出功率分别为P2 10kW P3 P4 20kW 1 试绘制该轴的扭矩图 2 若将轮1和轮3的位置对调 分析对该轴是否有利 2 如图所示内 外径分别为d和D的空心圆轴 d D 0 8 25MPa G 80GPa 求外径D 解 由强度条件得由刚度条件得最后取直径D 65mm 力偶单位 kN m 3 左端固定 右端自由的等截面圆杆 受力如图所示 已知均布力偶矩的集度为mq 轴的直径d 长度a和剪切模量G M 2mqa 绘制扭矩图 并求出两端面间的相对扭转角 4 如图所示的阶梯实心圆轴 材料的 50MPa 试设计轴的直径D2 选择题1 梁的内力符号与坐标的关系是 A 剪力 弯矩符号与坐标系有关B 剪力 弯矩符号与坐标系无关C 剪力符号与坐标系有关 弯矩符号与坐标系无关D 弯矩符号与坐标系有关 建立符号与坐标系无关 2 长为L的钢筋混凝土梁用绳向上吊起 如图所示 钢绳绑扎处离梁端部的距离为x 梁内由自重引起的最大弯矩值 Mmax 为最小时的x值为 1 B2 C 3 梁上作用任意分布载荷 其集度q q x 是x的连续函数 且规定向上为正 采用如图所示的坐标系xoy 则M Fs q之间的微分关系为 3 D 填空题 如图所示梁C截面弯矩MC 为使MC 0 则m 为使全梁不出现正弯矩 则m 试作图示外伸梁的剪力图和弯矩图 并给出最大弯矩和最大剪力 选择题 1 在推导弯曲正应力公式时 由于作了 纵向纤维互不挤压 假设 从而有以下四种答案 正确的是 A 保证法向内力系的合力为零 B 使正应力的计算可用单向拉压胡克定律C 保证梁为平面弯曲D 保证梁的横向变形为零2 在推导梁平面弯曲的正应力公式时 下面哪条假设不必要 A B 平面假设C 材料拉压时弹性模量相同D 材料的 3 由梁弯曲时的平面假设 经变形几何关系分析得到的结果有四种答案 正确的是 A 中性轴通过截面形心B C D 梁只产生平面弯曲 4 下列截面中 弯曲中心与其形心重合的是 A Z字形型钢B 槽钢C T字形型钢D 等边角钢 5 受力情况相同的三种等截面梁 它们分别由整块材料或两块材料叠合 未粘接 组成 如图所示 若用分别表示这三种梁中横截面上的最大正应力 则下列结论正确的是 6 悬臂梁自由端外力沿y轴方向作用 C为截面形心 在如图所示的四种情况中 能用公式计算截面应力的是 填空题1 如图所示的简之梁的EI已知 如在梁跨中作用一集中力F 则中性层在A处的曲率半径 2 如图所示的铸铁T字形截面梁的许用拉应力 t 50MPa 许用压应力 c 200MPa 则上下边缘距中性轴的合理比值y1 y2 C为形心 4 1 3 用矩形梁的切应力公式计算如图所示截面AB线上各点的 时 式中的是面积 对中性轴z的静矩 4 矩形截面梁若Fsmax Mmax和截面宽度b不变 而将高度增加一倍 则最大弯曲正应力为原来的 倍 最大弯曲切应力为原来的 倍 3 ABGH 4 1 4 1 2 计算题 1 如图所示的箱式截面悬臂梁称受均布载荷 试求 1 截面A B两点处的正应力 2 该梁的最大正应力 解 2 已知 T形铸铁外伸梁 t 35MPa c 120MPa Iz 5000 104mm4 y1 70mm y2 130mm z轴过形心 试求 1 按图 a 放置时的许用载荷 F 2 按图 a b 两种放置那种更合理 为什么 解 1 作弯矩图 MB F MC 0 5F 由C截面得由B截面得又故取 F 25kN 2 按 b 图求得 F 13 9kN 按图 a 放置合理 填空题 1 写出如图所示梁的支承条件 光滑条件和连续条件 边界条件 连续条件 光滑条件 2 应用叠加原理求梁的位移 必须满足的条件有 小变形 材料服从胡克定律 3 已知如图所示 a 梁B端的挠度为 转角为 则图 b 所示梁的C截面得转角为 试指出用积分法求图示外伸梁的弯曲变形时有几个积分常数 并写出确定这些积分常数时所用的边界条件和连续条件 选择题 1 如图所示梁上a点的应力状态正确的是 2 如图所示的三种应力状态 a b c 之间的关系 正确的是 A 三种应力状态相同B 三种应力状态均不同C b 和 c 相同D a 和 c 相同 1 C2 D 3 关于如图所示单元体属于哪种应力状态 有以下四种答案 正确的是 A 单向应力状态B 二向应力状态C 三向应力状态D 纯剪切应力状态 4 关于如图所示单元体的最大切应力作用面有下列四种答案 正确的是 5 三向应力状态中 若三个主应力相等 则三个主应变为 6 已知如图所示单元体x和y方向的线应变 关于有下列四种答案 正确的是 7 如图所示应力状态 按第三强度理论校核 强度条件为 8 两危险点的应力状态如图所示 且 由第四强度理论比较其危险程度 下面正确的是 A a 应力状态危险B b 应力状态危险C 两者的危险程度相同D 不能判断 a b 9 折杆危险截面上危险点的应力状态 如图所示 正确答案是 填空题1 如图所示梁的A B C D四点中 单向应力状态的是 纯剪应力状态的是 在任何截面上应力均为零的点是 A B D C 2 A B两点的应力状态如图所示 已知两点处的主拉应力相同 则B处的 3 如图所示单元体的最大切应力 40MPa 50MPa 4 某点的应力状态如图所示 已知材料的弹性模量E和波松比 则该点沿x和方向的线应变分别为 5 设单元体的主应力 1 2 3 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 6 按第三强度理论计算如图所示单元体的相当应力 r3 7 危险点接近于三向均匀受拉的塑性材料 应选用 强度理论进行计算 因为此时材料的破坏形式为 8 任一点的体积改变与 无关 而与该点任意三个相互垂直的 之和成正比 9 铸铁构件危险点的应力状态 材料的E 均已知 莫尔强度理论的表达式为 若用第二强度理论和莫尔强度理论计算的结果完全一致 则两理论的等效条件为 7 第一 断裂8 切应力 主应力 选择题 1 三种受压杆如图所示 设杆1 杆2和杆3中的最大压应力 绝对值 分别用 max1 max2和 max3表示 它们之间的关系是 2 如图所示结构 其中AD杆发生的变形为 A 弯曲变形B 压缩变形C 弯曲与压缩的组合变形D 弯曲与拉伸的组合变形 3 如图所示Z形截面杆一端自由 在自由端作用一集中力F 这个杆的变形是 A 平面弯曲变形B 斜弯曲变形C 弯扭组和变形D 压弯组和变形 4 用第三强度理论校核如图所示杆的强度时 下列正确的是 填空题 1 如图所示圆截面空间折杆 该杆各段的变形形式 AB段为 BC段为 CD段为 弯扭组和变形 弯曲变形 轴向压缩变形 计算题 1 如图所示传动轴 B轮皮带张力沿铅锤方向 C轮皮带张力沿水平方向 B C两轮直径为D 600mm 轴的 80MPa 试按第三强度理论确定轴径d 解 B点右侧截面为危险截面 2 直径为d的圆截面钢杆处于水平面内 AB垂直于CD 铅锤作用力F1 2kN F2 6kN 如图所示 已知d 7cm 材料 110MPa 用第三强度理论校核该杆的强度 解 A截面为危险面 安全 选择题 1 如图所示的中心受压杆 其材料 长度及抗弯刚度相同 若两两对比 则临界压力相互关系为 2 如图所示的是材料 截面形状和面积都相同的压杆AB和BC 杆长l1 2l2 在受压时 其失稳情况是 A AB杆先失稳B BC杆先失稳C 两者同时失稳D 无法判断失稳情况 3 若压杆在两个方向上的约束情况不同 且 那么该压杆的合理截面应满足 4 两根中心受压杆的材料和支撑情况相同 若两杆的所有尺寸均成比例 即彼此几何相似 则两杆的临界压力 A 相等B 不等C 只有两杆均为细长杆时 才相等D 只有两杆均非细长杆时 才相等 5 两根细长杆 直径 约束均相同 但材料不同 且E1 2E2 则两杆临界应力的关系为 填空题 1 如图所示的三种结构 各自的总长度相等 所有压杆截面形状和尺寸以及材料均相同 且均为细长杆 已知两端铰支压杆的临界压力为Fcr 20kN 则图 b 压杆的临界压力为 图 c 压杆的临界压力为 80kN 80kN 2 将圆截面压杆改成面积相等的圆环截面压杆 其他条件不变 其柔度将 临界应力将 3 非细长杆如果误用了欧拉公式计算临界力 结果比实际 横截面上的正应力有可能 2 降低 增大3 大 超过比例极限 危险 计算题 如图所示的结构 载荷F沿铅锤方向 各杆材料的E 200GPa 1 100 2 61 6 临界应力经验公式 若稳定安全因数nst 2 4 求此结构的许可载荷 F 解 选择题 1 如图所示的两梁抗弯刚度相同 弹簧的刚度系数也相同 两梁最大动应力的关系为 2 如图所示的四根圆截面杆受冲击载荷作用 杆 1 的重物F初始高度为零 h 0 杆 2 的重物F的初始高度为h 杆 3 的顶端有一橡皮垫 其厚度 h 杆 4 为变截面 这四根杆中动应力最小的是 A 1 B 2 C 3 D 4 填空题1 重为F的物体自由下落冲击于梁上时 其动荷因数为 其中静位移指的是梁上 点沿 方向的线位移 C点垂直 2 材料相同长度相等的两杆如图所示 图 a 为等截面圆杆 图 b 为变截面圆杆 图 杆件承受冲击载荷的能力强 因为 a 静变形大 动荷因数小 动应力小 3 如图所示悬臂梁AB 在B端受重物F的自由落体冲击 设 st B h 当h增加一倍时 动荷因数增加 倍 选择题 1 可以提高构件持久极限的有效措施是 A 增大构件的几何尺寸B 提高构件表面的光洁度C 减小构件连续部分的圆角半径D 尽量采用强度极限高的材料2 轴AB以转速n转动 受横向力F和轴向力F1作用 如图所示 关于1 1截面周边上任一点的应力有 A 非对称循环的交变应力B 对称循环的交变应力C 脉动循环的交变应力D 不变的静应力 3 关于理论应力集中系数 和有效应力集中系数K 下列说法正确的是 A 两者都与构件的材料性质和几何形状有关 B 两者都与构件的材料性质和几何形状无关 C 两者都与构件的几何形状有关 与构件的材料性质无关 D 两者都与构件的几何形状有关 K 与构件的材料性质无关 4 影响构件持久极限的主要因素有构件外形 构件尺寸 表面质量 其影响系数分别为有效应力集中系数K 尺寸系数 表面质量系数 它们的值域是 A K 1 1 1C K 1 1 1 可大于1 也可小于1 填空题 1 有效应力集中系数不仅与构件的形状 尺寸有关 而且与 有关 2 表示交变应力情况的有5个量值 m 平均应力 a 应力幅 r 循环特征 及 max和 min 其中只有 个是独立的 3 三根材料相同的试件 分别在循环特征r 1 r 0 r 0 5的交变应力下进行疲劳试验 则 1 r 的持久极限最大 2 r 的持久极限最小 1 材料强度极限 b 2 2个3 05 1 4 构件的持久极限比材料的持久极限 填 高 或 低 影响构件的持久极限的主要因素是 和 5 疲劳破坏的三个阶段是 6 某构件内一点处的交变应力随时间变化的图线如图所示 则该交变应力的循环特征是 最大应力是 最小应力是 平均应力是 4 低 构件形状 构件尺寸 表面加工质量5 裂纹形成 裂纹扩展 脆性断裂6 0 5 100MPa 50MPa 25MPa 选择题 1 如图所示位同一根梁的三种载荷情况 但均在线弹性范围内工作 下列正确的是 已知 2 抗拉刚度为EA的直杆受轴向拉伸如图所示 该杆的变形能下列正确的是 3 悬臂梁如图所示 加载次序有以下三种方式 第一种为F M同时按比例增加 第二种为先加F 后加M 第三种为先加M 后加F 在线弹性范围内 它们的变形能应为 A 第一种大B 第二种大C 第三种大D 一样大 填空题 1 材料相同的两根圆截面直杆如图所示 它们的变形能分别是 a 杆 b 杆 材料的弹性模量E已知 2 如图所示杆AB在F1单独作用时 其伸长为 在F2单独作用时 其自由端的挠度为 则在F1 F2共同作用时杆的总变形能为