华中科技大学网络教育土木工程材料力学作业113.docx
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华中科技大学网络教育土木工程材料力学作业113
材料力学作业
第一题绪论和轴向拉压问答题
1.杆件变形的基本形式有哪几种？
答：
拉伸（压缩），扭转，弯曲
2何谓构件的强度和刚度？
答：
强度是在遭到外力时，材料抵抗破坏的能力；刚度是在遭到外力时，材料抵抗变形的能力
3．何谓轴力图？
答：
表示轴力沿杆轴线方向变化的图形，称为轴力图
4.何谓截面法？
叙述截面法的三个步骤？
.答：
1.计算杆件内力的基本方法称为截面法。
2. 截面法的三个步骤是：
1.沿该截面假想地把构件分成两部分。
任意取出一部分作为研究对象，并弃去另一部分
2.用作用于截面上的内力代替弃去部分对取出部分的作用
3.建立取出部分的平衡方程，确定未知的内力第二题轴向拉压单选
1关于约束的说法是（D）
A、柔体约束，沿柔体轴线背离物体。
B、光滑接触面约束，约束反力沿接触面公法线，指向物体。
C、固定端支座，反力可以正交分解为两个力方向假设。
D、以上AB正确。
2.构件的刚度是指构件（C）
A、抵抗破坏的能力
B、不产生变形的能力
C、抵抗变形的能力
D、保持平衡的能力
3.材料力学中的内力是指（B）
A.物体内部的力
B.物体内部各质点间的相互作用力
C.由外力作用引起的变形量
D.由外力作用引起的某一截面两侧各质点间相互作用力的合力的改变量
4两根截面面积相等但截面形状和材料不同的拉杆受同样大小的轴向拉力，它们的应力是否相等？
B
（A）不相等；
（B）相等；
（C）不能确定；
5.拉（压）杆应力公式
的应用条件是：
（B）
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.杆件必须为矩型截面杆。
6下列结论哪些是错误的__D________：
A.构件的强度表示构件抵抗破坏的能力，
B.构件的刚度表示构件抵抗变形的能力，
C.构件的稳定性表示构件维持其原有平衡形式的能力，
D.构件的强度、刚度和稳定性愈高愈好。
7.构件的强度是指构件（A）
A.抵抗破坏的能力
B.不产生变形的能力
C.抵抗变形的能力
D.保持平衡的能力
正确答案：
1.D、2.C、3.B.、4.B、5.B、6.D、7.A
第三题轴向变形分析
1 .直杆如图所示，已知横截面面积为A，材料弹性模量为E，分析：
（1）杆的轴力图是否正确？
；
（2）全杆的总变形计算是否正确？
。
1）
轴力图
2）求全杆总变形。
由于直杆在各段所受拉压力不同，故先分段计算各段变形，然后加总即可得出全杆的总变形。
依据轴力图e分段计算如下：
①CD段的变形：
ΔLCD＝FNaa×LCD／EA＝FL／3EA﹙伸长﹚
②BC段的变形：
ΔLBC＝FNbb×LBC／EA＝－FL／3EA﹙压缩﹚
③AB段的变形：
ΔLAB＝FNcc×LAB／EA＝FL／3EA﹙伸长﹚
⑤全杆总变形：
ΔLAD＝ΔLCD＋ΔLBC＋ΔLAB
＝FL／3EA＋﹙﹣FL／3EA﹚＋FL／3EA
＝FL／3EA
2已知一等直杆如下图所示，横截面面积为
，许用应力
，试校核此杆强度。
第三题答案
1.解：
轴力图正确
计算正确
（2）求全杆总变形。
由于直杆在各段所受拉压力不同，故先分段计算各段变形，然后加总即可得出全杆的总变形。
依据轴力图e分段计算如下：
①CD段的变形：
ΔLCD＝FNaa×LCD／EA＝FL／3EA﹙伸长﹚
②BC段的变形：
ΔLBC＝FNbb×LBC／EA＝－FL／3EA﹙压缩﹚
③AB段的变形：
ΔLAB＝FNcc×LAB／EA＝FL／3EA﹙伸长﹚
⑤全杆总变形：
ΔLAD＝ΔLCD＋ΔLBC＋ΔLAB
＝FL／3EA＋﹙﹣FL／3EA﹚＋FL／3EA
＝FL／3EA
2．解：
（1）先做出该杆轴力图如下：
-6
（2）通过轴力图可以看出该等直杆CD段所受轴力最大，为﹣20KN,故选该段校核其强度即可。
σCD＝FNCD／A＝20×10³N／400×10＝50MPa
σCD﹤[σ]
故：
该杆CD段安全，全杆安全。
材料力学力学第4题
1.材料力学中的内力是指（B）
A.物体内部的力
B.物体内部各质点间的相互作用力
C.由外力作用引起的变形量
D.由外力作用引起的某一截面两侧各质点间相互作用力的合力的改变量
2材料的许用应力[σ]是保证构件安全工作的（A）。
A.最高工作应力
B.最低工作应力
C.平均工作应力
D.最低破坏应力
3应用拉压正应力公式σ＝FＮ/Ａ中,力F量纲应为（A）。
A.牛顿
B.帕斯卡
C.KN.m
D.m
4图示两块用铆钉连接起来的钢板，铆钉的剪切面是（A）。
A.一个剪切面。
B.三个剪切面。
C.两个剪切面。
D.没有剪切面。
5图示拖车挂钩上的销钉，销钉的剪切面是（C）。
A.一个剪切面。
B.三个剪切面。
C.两个剪切面。
D.没有剪切面。
因为构建上下有两对平行力，有两个截面会发生滑移而被剪开，成为三段，这两个截面成为剪切面。
6在校核构件的抗剪强度和抗挤压强度时，当其中一个应力超过许用应力，构件的强度就（B）。
A.满足
B.不满足
C.无法确定
D.可以计算
7.图示四根受拉杆危险横截面的面积相同，首先破坏的杆件为（D）。
A.
B.
C.
D.
正确答案1.B 2.A 3.A 4.A 5.C 6.B 7.D
第五题
1低碳钢拉伸时的应力—应变图可分为几个阶段？
C
A.6个阶段
B.7个阶段
C.4个阶段
D.2个阶段
2.图示低碳钢拉伸时的应力—应变图，A点应力称为？
B
A许用应力。
B.弹性极限应力。
C.屈服极限应力。
D.强度极限应力。
3.图示低碳钢拉伸时的应力—应变图，B点应力称为？
C
A.许用应力。
B.弹性极限应力。
C.屈服极限应力。
D.强度极限应力。
4.图示低碳钢拉伸时的应力—应变图，C点应力称为？
D
A.许用应力。
B.弹性极限应力。
C.屈服极限应力。
D.强度极限应力。
5.图示低碳钢拉伸时的应力—应变图，图中OA段称为？
D
A.断裂阶段
B.强化阶段
C.屈服阶段
D.弹性阶段
6依碳钢材料拉伸时在屈服阶段沿45°斜截面出现滑移线，是由45°截面上的最大（B）引起的。
A.正应力
B.切应力
C.相对变形
D.绝对变形
7在其它条件不变的情况下，若受轴向拉伸的杆件的直径增大一倍，则杆件截面上的正应力将等于原来的？
D
A.一倍
B.1／2
C.2／3
D.1／4
正确答案1C 2B 3C 4D 5D 6B 7D
材料力学第六题
1选择拉伸曲线中三个强度指标的正确名称为（D）。
A.①强度极限，②弹性极限，③屈服极限
B.①屈服极限，②强度极限，③比例极限
C.①屈服极限，②比例极限，③强度极限
D.①强度极限，②屈服极限，③比例极限
2两根钢制拉杆受力如图，若杆长L２＝２Ｌ１，横截面面积A２＝２Ａ1，则两杆的伸长ΔＬ和纵向线应变ε之间的关系应为（B）。
A.ΔＬ２＝ΔＬ1，ε２＝ε1
B.ΔL２＝２ΔＬ1，ε２＝ε1
C.ΔL２＝２ΔＬ1，ε２＝2ε1
D.ΔL２＝ΔＬ1/2，ε２＝２ε1/2
3剪应力互等定理与剪切胡克定律的正确适用范围是（D）
A.都只在比例极限范围内成立
B.超过比例极限范围都成立
C.剪应力互等定理在比例极限范围内成立，剪切胡克定律不受比例极限限制
D.剪切胡克定律在比例极限范围内成立，剪应力互等定理不受比例极限限制
4截面法的三个步骤中第三个步骤是指（C）
A.在需求内力的截面处，用一假想平面将构件分成两部分。
B.取其中任一部分为隔离体，并以内力代替弃去部分对留下部分的作用。
C.列出隔离体的静力平衡方程。
D.画出其受力图。
5安全系数是指构件所用材料的（A）
A.极限应力与许用应力之比。
B.屈服应力与弹性极限应力之比。
C.比例极限应力与屈服应力之比。
D.许用极限应力与强度极限应力之比。
6对于塑性材料极限应力即为（C）
A.许用应力。
B.弹性极限应力。
C.屈服极限应力。
D.强度极限应力。
7杆件两端受等值、反向、共线的一对外力作用，杆件发生的是变形是（A）。
A.轴向拉（压）变形
B.扭转变形
C.剪切变形
D.弯曲变形
8平面假设假定杆件的横截面是（A）。
A.一个平面
B.二维平面
C.一个曲面
D.三维平面
正确答案1:
D 2B 3D 4C 5A 6C 7A 8A
材料力学第七题
1图所示受扭圆轴，正确的扭矩图为图（）。
2等截面圆轴上装有四个皮带轮，则四种方案中最合理方案为（）。
（A）将C轮与D轮对调；
题7图
（B）将B轮与D轮对调；
（C）将B轮与C轮对调；
（D）将B轮与D轮对调，然后再将B轮与C轮对调。
3若将受扭空心圆轴的内、外直径均缩小为原尺寸的一半，则该轴的最大剪应力是原来的（）倍。
A.2；
B.4
C.8
D.16
4单位长度扭转角与下列哪个因素无关?
（）。
（A）材料性质
（B）扭矩
（C）杆的长度
（D）截面几何性质
5扭转切应力公式
适用于哪种杆件?
（）。
（A）矩形截面
（B）任意实心截面
（C）任意材料的圆截面
（D）线弹性材料的圆截面
6剪切强度的实用计算的强度条件为（）
A.σ=N/A≤[σ] B.τ=Q/A≤[τ]
C.σ=Pc/Ac≤[σc] D.τmax=Mx/Wp≤[τ]
7平面假设假定杆件的横截面是（）。
A.一个平面
B.二维平面
C.一个曲面
D.三维平面
正确答案1C 2.A 3.C 4.C 5.D 6.B 7.A
材料力学第8题
1梁的荷载及支承情况关于梁中央C截面对称，则下列结论中正确的是（）。
（A）Q图对称，M图对称，且QC＝０
（B）Q图对称，M图反对称，且MC＝０
（C）Q图反对称，M图对称，且QC＝０
（D）Q图反对称，M图反对称，且MC＝０
题2图
2梁的弯矩图如图所示，则梁上的最大剪力为（）。
（A） Ｐ
（B） ５Ｐ/2
（C）３Ｐ/2
（D） ７Ｐ/2
题3图
3如图所示的工字形悬臂梁，自由端受力偶M的作用，梁中性层上正应力σ及切应力τ有（）。
（A）σ＝0，τ≠0；
（B） σ≠0，τ≠0；
（C）σ≠0，τ≠0；
（D） σ＝０，τ＝０。
4根据梁的正应力强度条件，梁的合理截面形状应满足的条件是（）。
（A）W/A越小越好
（B）W/A越大越好
（C）W/A=1
（D）W/A=2
5图示结构是单跨静定梁的一种，称为（）
A.简支梁
B.外伸梁
C.悬臂梁
D.多跨静定梁
6等截面直梁弯曲变形时，挠曲线的最大曲率发生在（）。
（A）挠度最大截面
（B）转角最大截面
（C）剪力最大截面
（D）弯矩最大截面
7图示结构是单跨静定梁的一种，称为（）
A.简支梁
B.外伸梁
C.悬臂梁
D.多跨静定梁
正确答案1A，2D，3D 4C，5B，6B，7C。
材料力学第9题
1直梁弯曲的正应力公式是依据梁的纯弯曲推出的，可以应用于横力弯曲的强度计算，是因为横力弯曲时梁的横截面上（）。
A.有剪应力，无正应力
B.无剪应力只有正应力
C.既有剪应力又有正应力，但剪应力对正应力无影响
D.既有剪应力又有正应力，剪应力对正应力的分布影响很小，可忽略不计
2弯曲变形的特点是（）。
A.杆件沿轴线方向伸长或缩短
B.两平行力间的截面将沿力的方向产生相对错动。
C.杆件的轴线保持不变，其上任意两截面产生围绕轴线的相对转动
D.直杆的轴线由原来的直线变为曲线。
3考虑到各种钢材的E值较接近，普通钢的强度低、成本也低；优质钢的强度高、成本也高，因此对细长压杆宜选用（）.
A.优质钢
B.变通钢
C.A3钢
D.硅钢
4考虑到各种钢材的E值较接近，普通钢的强度低、成本也低；优质钢的强度高、成本也高，因此对中长压杆宜选用（）。
A.优质钢
B.变通钢
C.A3钢
D.硅钢
5安全因数选取的太小，会使许用应力（）.
A.偏低
B.偏高
C.用料多、偏安全
D.用料少，偏危险
6.安全因数选取的太小，这样会使杆件（）.
A.偏低
B.偏高
C.用料多、偏安全
D.用料少，偏危险
7.杆件轴向拉（压）时，杆内各点处于（）向应力状态.
A.单
B.二
C.三
D.零
8.圆轴扭转时，轴内各点处于（）向应力状态.
A.单
B.二
C.三
D.零
正鹕答案1.D 2.D 3.B 4.A 5.B 6.D 7.A 8.B
材料力学第10题（多选题）
1.下列结论哪些是不正确的__________:
A.外力是作用在物体外部的力，
B.杆件的自重不属于外力，
C.支座约束反力不属于外力，
D.运动杆件的惯性力不属于外力。
2.下列结论哪些是正确的__________:
A.内力可以是力，也可以是力偶，也可以是力与力偶的组合；
B.杆件某横截面上的内力总可以看成一个力与一个力偶的组合；
C.如采用OXYZ直角坐标系，并使x轴与杆轴重合，则杆件某横截面上的内力可分解为3个力的分量（轴力N和剪力Qy、Qz）和三个力偶分量（扭矩Mn和弯矩My、Mz）
3.设杆件某横截面的面积为A，轴力为FN，该横截面上的正应力为σ，则下列结论中哪些是正确的_________:
A.FN=∫AσdA；
B.若横截面上应力σ为均布，则FN=σA；
C.若FN=0，则必定σ=0。
D.σ=FN
4.梁弯曲时横截面的中性轴，就是梁的_________与_________的交线。
A.纵向对称平面
B.横截面
C.中性层
D.上表面
5.题5图示构件中发生偏心受压的是_________:
题5图
A.A
B.A,B
C.C
D.C,D
6.应用拉压正应力公式σ＝FＮ/Ａ中符号的物理意义（）。
A.FN是截面内力
B.σ是剪应力
C.σ是正应力
D.A是截面面积
正确答案1ABCD，2ABC，3ABCD，4BC 5CD，6ACD。
材料力学第11题
1、直梁弯曲的正应力公式是依据梁的纯弯曲推出的，可以应用于横力弯曲的强度计算，是因为横力弯曲时梁的横截面上（）。
A、有切应力，无正应力
B、无切应力只有正应力
C、既有切应力又有正应力，但切应力对正应力无影响
D、既有切应力又有正应力，切应力对正应力的分布影响很小，可忽略不计
2、题2图所示与梁横截面弯矩M相对应的应力分布图是（）；截面弯矩为正值的应力分布图是（）；截面弯矩为负值的应力分布图是（）；应力分布图有错的是（）。
题2图
3、梁弯曲时横截面的中性轴，就是梁的（）与（）的交线。
A、纵向对称平面B、横截面C、中性层D、上表面
4直梁平面弯曲时，梁内横截面上、下边缘各点处于（）向应力状态.
A.单
B.二
C.三
D.零
答案:
A,
5直梁平面弯曲时，梁内中性层上各点处于（）向应力状态。
A.单
B.二
C.三
D.零
答案:
D
一、选择题件答案1、D2、DB、B、D、AC3、CB 4、A 5、D
二．问答题答案
1何谓绕曲线？
答：
在外力作用下，梁的轴线由直线变为曲线，变弯后的梁轴线称为绕曲线。
2为什么说屈服强度与极限强度是材料强度的重要指标？
答：
当材料的应力达到屈服强度σs时，杆件虽未断裂，但产生了显著的变形，势必影响结构的正常使用，所以屈服强度σs是衡量材料强度的一个重要指标。
（2）材料的应力达到强度极限σb时，出现颈缩现象并很快被拉断，所以强度极限σb 也是衡量材料强度的一个重要指标。
材料力学第12题
一判断
1、直梁发生平面弯曲变形时，梁的各横截面绕中性轴转动了相同的角度。
（）
2、梁弯曲时中性轴必过截面的形心。
（）
3、圆截面和矩形截面，是以中性轴为对称轴的上下对称图形，弯曲时他们各自的最大拉应力和最大压应力相等。
（）
4、梁的横截面上作用有负值弯矩，其截面中性轴上侧各点上收到压应力作用，下侧各点上受到拉应力作用。
（）
5、梁弯曲变形时，其横截面上分布应力的合成结果一定等于该截面的弯矩。
（）
6、塑性材料的抗拉与抗压性能相同，宜采用上下对称与中性轴的截面形状。
（）
二、计算
1、图1所示为简支梁AB采用b*h=120mm*200mm的矩形截面木料，跨长l=4m,在梁的中点C作用力F=5kN,求：
（1）梁的C截面上
80mm处的应力；
（2）若该木料的许用应力
7MPa,试校核梁的强度。
图1
判断：
错，对，对，错，对，对
计算
解：
（1） 最大弯矩m=1/4FL=1/4*5*4=5KN/m2
σc=M/W=（M/I）*Yn=5/（1/12 *120*2003）*80=5MPa
（2） 最大弯矩m=1/4FL=1/4*5*4=5KN/m2
矩形截面模量W=1/6*120*2002=800000mm2
求应力σ=m/W=5*106/800000=6.25 MPa〈7MPa满足要求
材料力学13题
一．问答题
1为什么静定结构的内力状态与EI无关？
为什么超静定结构的内力状态与EI有关？
2什么是扭矩？
如何计算扭矩？
怎样规定扭矩的正负？
3什么是剪切变形？
构件发生剪切变形的受力特点是什么？
4圆截面杆受扭转时其应力与变形有什么特点？
二．选择题
1构件所用材料的内部实际上都包含有缺陷（杂质、气孔等），均匀连续性假设认为材料内部毫无空隙地充满物质，是因为（）
A.材料内部有缺陷，影响不大
B.材料内部缺陷少，空隙不大
C.材料内部有缺陷，无空隙
D.能使问题得到简化
2题2图所示两个圆截面杆件的材料相同，受F力作用如图，弹性范围内杆Ⅰ的变形（）
题2图
A.是杆Ⅱ变形的2位
B.小于杆Ⅱ的变形
C.是杆Ⅱ变形的2.5倍
D.等于杆Ⅱ的变形
3材料呈塑性或脆性是依据（）划分的。
A.比例极限
B.屈服点
C.伸长率
D.强度极限
4标准试件常温、静载下测定的指标，作为材料的力学性能指标，而杆件在常温、静载下测定的指标，不能作为材料的力学性能指标，是因为（）。
A.杆件与标准件的组织结构不一样
B.材料做成杆件，性能发生了改变
C.杆件比标准试件的截面形状和截面尺寸大，包含的缺陷多
D.均匀连续性假设不正确
5材料的强度用（）衡量，
A.
B.
C.
D.
三．计算题
1．在直径
等截面直轴上装四个皮带轮，作用在皮带轮上的扭转外力偶矩如图所示，已知材料的剪切弹性模量
。
（1）作扭矩图。
（2）求轴内最大剪应力（10分）
一．问答题
1答：
因为静定结构的内力只需通过平衡条件即可确定，故与EI 无关，而超静定结构的内力除平衡条件以外还需要考虑变形条件，故与EI 有关。
2 答：
圆周扭转时，横截面上的内力偶矩称为扭矩。
计算扭矩的方法仍用截面法，并按右手螺旋法则规定其正负号。
3答：
当构件受到等值、反向、作用线不重合但相距很近的二力作用时，构件上二力之间会发生剪切变形。
沿杆件的横向两侧作用大小相等、方向相反，作用线平行且相距很近的一对力。
剪切变形的变形特点是：
介于两作用力之间的截面，发生相对错动。
4答：
.圆截面杆受扭转时横截面上的应力呈线性分布，圆心处应力为零，周边上应力最大，且应力垂直于半径，各横截面在圆周扭转变形后仍保持平面，形状、大小都不变，半径仍为直线，只是绕轴线转动了一个角度。
二选择题：
1 D2 C3 C4 C5 C
三．计算题最大剪力12.1MPa
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