材料力学期末复习材料

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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。

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