材料力学期末复习材料

复习题一、填空题1.杆件的四种基本受力和变形形式为：轴向拉伸（压缩）、剪切、扭转和弯曲。2.在所有方向上均有相同的物理和力学性能的材料，称为各向同性材料。3.应用假想截面将弹性体截开，分成两部分，考虑其中任意一部分平衡，从而确定横截面上内力的方法，称为截面法。4.作用线垂直于截面的应力称为正应力；作用线位于截面内的应力称为剪应力。5.在平面弯曲的情形下，垂直于梁轴线方向的位移称为挠度，横截面绕中性轴的转动称为转角。6.小挠度微分方程的公式是__。7.小挠度微分方程微分方程只有在小挠度、弹性范围内才能使用。8．过一点所有方向面上应力的集合，称为这一点的应力状态。9.对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常产生取产生_0.2%_塑性变形所对应的应力值作为屈服应力，称为条件屈服应力，用以_σ0.2__表示。10．设计构件时，不但要满足__强度__，刚度和__稳定性__要求，还必须尽可能地合理选择材料和降低材料的消耗量。11．大量实验结果表明，无论应力状态多么复杂，材料在常温、静载作用下主要发生两种形式的强度失效：一种是屈服，另一种是断裂。12．结构构件、机器的零件或部件在压缩载荷或其他载荷作用下，在某一位置保持平衡，这一平衡位置称为平衡构形或平衡状态。13．GIp称为圆轴的__扭转刚度__，它反映圆轴的__抗扭转__能力。14．根据长细比的大小可将压杆分为细长杆、中长杆和粗短杆。15．图示梁在CD段的变形称为__纯弯曲__，此段内力情况为_弯矩__。16．为使图示梁在自由端C处的转角为零，则m＝____________，自由端挠度ωC＝____________。EIMdxwd2217．某点的应力状态如图，则主应力为：σ1＝____________，σ3＝____________。18.判断一根压杆属于细长杆、中长杆还是短粗杆时，须全面考虑压杆的______、_____、______、_____。19.设单元体的主应力为321、、，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（）且321,,不同时为（）。20.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。21.任意平面图形对其形心轴的静矩等于___________。二、选择题1.一点的应力状态如右图所示，则其主应力σ1，σ2，σ3分别为()A.30Mpa，50Mpa，100MPaB.50Mpa，30Mpa，-50MPaC.50Mpa，0，-50MPaD.-50Mpa，30Mpa，50MPa2.下面有关强度理论的几种叙述，正确的是()A.需模拟实际应力状态逐一进行实验，确定极限应力；B.无需进行实验，只需关于材料破坏原因的假说；C.需要进行实验，无需关于材料破坏原因的假说；D.假设材料破坏的共同原因，同时，需要简单实验结果。3.对于图示的应力状态，如果测出X，Y方向的线应变，可以确定的的材料弹性常数有()A.弹性模量E，横向变形系数v；B.弹性模量E，剪切弹性模量G；C.剪切弹性模量G，横向变形系数v；D.弹性模量E，横向变形系数v，剪切弹性模量G。4.)]1(2[EG适用于下述哪种情况（）A.各向同性材料；B.各向异性材料；C.各向同性材料和各向异性材料;D.正交各向异性。5.判断下列结论，哪一种说法是正确的（）（A）杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和；（B）杆件某截面上的应力是该截面上内力的平均值；（C）应力是内力的集度；（D）内力必大于应力。6.脆性材料具有以下哪种力学性质（）（A）试件拉伸过程中出现屈服现象；（B）压缩强度极限比拉伸强度极限大得多；（C）抗冲击性能比塑性材料好；（D）若构件因开孔造成应力集中现象，对强度无明显影响。7.广义胡克定律适用范围，对应下列哪种答案（）（A）脆性材料；（B）塑性材料；（C）材料为各向同性，且处于线弹性范围内；（D）任何材料。8.如图所示，变截面杆受集中力P作用。设F1，F2和F3分别表示杆件中截面1－1，2－2和3－3上沿轴线方向的内力值，则下列结论中哪个是正确的？（）A.F1＝F2＝F3B.F1＝F2≠F3C.F1≠F2＝F3D.F1≠F2≠F39.图示铆钉联接，铆钉的挤压应力σbs是（）A.2P/(πd2)B.P/2dtC.P/2btD.4P/(πd2)10.图示梁，C截面的剪力Fsc和弯矩Mc为（）A.Fsc=ql/2，Mc=0B.Fsc=0，Mc=ql2/8C.Fsc=0，Mc=–ql2/8D.Fsc=ql/2，Mc=ql2/411.一梁拟用图示两种方式搁置，则两种情况下的最大应力之比(σmax)a/(σmax)b为（）A.1/4B.1/16C.1/64D.16(a)(b)12.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：（）13.危险截面是（）所在的截面。A.最大面积；B．最小面积；C．最大应力；D．最大内力。14.偏心拉伸（压缩）实质上是（）的组合变形。A．两个平面弯曲；B．轴向拉伸（压缩）与平面弯曲；C．轴向拉伸（压缩）与剪切；D．平面弯曲与扭转。15.微元体应力状态如图示，其所对应的应力圆有如图示四种，正确的是（）。16.几何尺寸、支承条件及受力完全相同，但材料不同的二梁，其（）。A.应力相同，变形不同；B.应力不同，变形相同；C.应力与变形均相同；D.应力与变形均不同；17.两端铰支的圆截面压杆，长1m，直径50mm。其柔度为（）。A.60；B.66.7；C.80；D.50。18.外径为D，内径为d的空心圆截面，其抗扭截面系数等于；A、316PDWB、331616PDdWC、344116PDdWDD、344132PDdWD19.提高梁的抗弯刚度，可通过（）来实现。A.选择优质材料B.合理安排梁的支座，减小梁的跨长C.减少梁上作用的载荷D.选择合理截面形状三、简答题1）.低碳钢拉伸时的应力－应变曲线如图所示。试描述低碳钢拉伸过程的四个阶段。Ⅰ阶段线弹性阶段拉伸初期应力—应变曲线为一直线，此阶段应力最高限称为材料的比例极限.Ⅱ阶段屈服阶段当应力增加至一定值时，应力—应变曲线出现水平线段（有微小波动），在此阶段内，应力几乎不变，而变形却急剧增长，材料失去抵抗变形的能力，这种现象称屈服，相应的应力称为屈服应力或屈服极限，并用σs表示。Ⅲ阶段为强化阶段，经过屈服后，材料又增强了抵抗变形的能力。强化阶段的最高点所对应的应力，称材料的强度极限。用σb表示，强度极限是材料所能承受的最大应力。Ⅳ阶段为颈缩阶段。当应力增至最大值σb后，试件的某一局部显著收缩，最后在缩颈处断裂。对于四种强度理论，请写出强度条件中的相当应力的函数式。写出三类压杆临界应力的计算公式，并画出临界应力总图。2）.某机构的连杆直径d=240mm。承受最大轴向外力F=3780KN，连杆材料的许用应力[σ]=90MPa，若连杆为矩形截面，高与宽之比bh=1.4,设计连杆的尺寸H和b。会画出图示各杆的轴力图。会画应力园，并用应力园解题。会求静矩和惯性矩。会画剪力图和弯矩图。四、计算题1.下图水平梁为工字型钢，Wz=49×103mm3。B点由钢制圆杆竖直悬挂，已知竖直圆杆直径d=20mm，梁和杆的许用应力均为[σ]=160Mpa。试求许可均布载荷。2．已知作用在变截面钢轴上的外力偶矩m1＝1.8kN·m，m2＝1.2kN·m。试求最大剪应力和两端面间相对扭转角。材料的G＝80MPa。3.T形截面外伸梁受力如图所示，已知截面对中性轴(z)的惯性矩Iz＝4×107mm4，y1＝140mm，y2＝60mm，试求梁中横截面上的最大拉应力，并指明其所在位置。4.如图10所示立柱，由两根型号为20的槽钢组成，该材料的200,200paaMPEGP,2284847.6310,2.8610,382010,53610ZyZyimimImIm，试求该立柱的临界载荷。AB6mzy解：①、计算柔度：848438201053610ZyImIm，所以y绕轴失稳2162102.8610yyli320010100200pPEyP,所以该杆为大柔度杆②、按照欧拉公式计算临界载荷2288222105361029416yPcrEIFKNl5.有一试件，其危险点处单元体的应力情况如右下图所示。已知材料的许用应力[]50MPa：(1)试求出主应力的大小，主平面的位置，并在在单元体上绘出主平面位置及主应力方向；(2)求出最大切应力；(3)试采用第三强度理论校核其强度。28MPa24MPa28MPa24MPa029.873113题四图主平面位置解：(1)求主应力。将28MPa,24MP,0xxyya代入主应力公式得12222341.78MPa2828()()2413.78MPa2222xyxyxy(2)最大切应力2222max28()()2427.78MPa22xyxy(3)强度校核：31341.8(13.8)55.6MPa[]50MPar故强度不够。