材料力学习题(2)

诸论一、选择题1．构件在外力作用下(B)的能力称为稳定性。A．不发生断裂B．保持原有平衡状态C．不产生变形D.保持静止2．物体受力作用而发生变形，当外力去掉后又能恢复原来形状和尺寸的性质称为(A)。A.弹性B．塑性C．刚性D．稳定性3．小变形指的是(C)。A．构件的变形很小B．刚体的变形C．构件的变形比其尺寸小得多D．构件的变形可以忽略不计4．材料力学主要研究(D)。A．材料的机械性能B．材料的力学问题C．构件中力与材料的关系D．构件受力后的变形与破坏的规律二、判断题(正确的打“√”，错的打“×”)1．材料力学的任务是在保证安全的原则下设计构件。(×)2．构件的强度、刚度和稳定性与所用材料的力学性质有关。(√)3．要使结构安全正常地工作，就必须要求组成它的大部分构件能安全正常地工作。(×)4．任何物体在外力作用下，都会产生变形。(√)5．自然界中的物体分为两类：绝对刚体和变形固体。(×)6．设计构件时，强度越高越好。(×)三、填空题1．材料力学的任务是研究构件在外力作用下的(变形、受力与破坏或失效)的规律，为合理设计构建提供有关（强度、刚度、稳定性）分析的基本理论和计算方法。2．构件的强度表示构件(抵抗破坏的)能力；刚度表示构件(抵抗变形的)能力；稳定性表示构件(保持原有平衡形式的)能力。3．杆件在外力作用下的四种基本变形分别是：(拉压)，(剪切)，(弯曲)，(扭转)。拉伸与压缩一、选择题(有4个备选答案选出其中一个正确答案。)1．若两等直杆的横截面面积为A，长度为l，两端所受轴向拉力均相同，但材料不同，那么下列结论正确的是(B)。A．两者轴力不相同B．两者应变不同C．两者变形不相同D．两者伸长量相同2．设和1分别表示拉压杆的轴向线应变和横向线应变，为材料的泊松比，则下列结论正确的是（B）。A．1B．1C．1D．常数时，p3．图l-2l表示四种材料的应力—应变曲线，则：(1)弹性模量最大的材料是（A）；(2)强度最高的材料是（B）；(3)塑性性能最好的材料是（D）。4．若直杆在两外力作用下发生轴向拉伸(压缩)变形，则此两外力应满足的条件是(B)A．等值、同向、作用线与杆轴线重合B．等值、反向、作用线与杆轴线重合C．等值、反向、作用线与轴线垂直D．等值、同向、作用线与轴线垂直5．材料安全正常地工作时容许承受的最大应力值是（d）。A．pB．C．bD．][6.图示阶梯形杆，CD段为铝，横截面面积为A；BC和DE段为钢，横截面面积均为2A。设1-1、2-2、3-3截面上的正应力分别为σ1、σ2、σ3，则其大小次序为(A)。A、σ1＞σ2＞σ3B、σ2＞σ3＞σ1C、σ3＞σ1＞σ2D、σ2＞σ1＞σ37.轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面(A)A、分别是横截面、450斜截面B、都是横截面C、分别是450斜截面、横截面D、都是450斜截面8.材料的塑性指标有(C)。A、σs和δB、σs和ψC、δ和ψD、σs、δ和ψ9.由变形公式Δl＝Pl/EA即E＝Pl/AΔl可知，弹性模量(A)A、与载荷、杆长、横截面面积无关B、与载荷成正比C、与杆长成正比D、与横截面面积成正比10.在下列说法，(A)是正确的。A、内力随外力增大而增大B、内力与外力无关C、内力随外力增大而减小D、内力沿杆轴是不变11.现有钢、铸铁两种棒材，其直径相同。从承载能力和经济效益两方面考虑，图示结构中的两杆的合理选材方案是（D）A、两杆均为钢；B、两杆均为铸铁；C、1杆为铸铁，2杆为钢；D、1杆为钢，2杆为铸铁。12.图示等直杆，杆长为３ａ，材料的抗拉刚度为ＥＡ，受力如图。杆中点横截面的铅垂位移为（B）Ａ、０；Ｂ、Ｆａ／（ＥＡ）；Ｃ、２Ｆａ／（ＥＡ）；Ｄ、３Ｆａ／（ＥＡ）。二、判断题(正确的打“√”，错的打“×”)1．应力分为两种，即正应力和剪应力。并且同一截面上的正应力和剪应力必须互相垂直。(√)2．正应力的“正”字指的是正负的意思，所以正应力恒大于零。(×)3．轴力是拉压杆横截面上唯一的内力。(√)4．公式EANllEAN,,仅当p时才能用。（×）P126．因E，故E随应力的增大而提高。（×）7．在轴向拉伸时，轴向应力与轴向应变的比始终保持为常数，直到破坏。（×）8．仅由平衡条件求不出超静定问题的全部未知力。（√）9．设计构件时，须在节省材料的前提下尽量满足安全工作的要求。(×)10.拉压变形时其内力称为轴力，常用表示，若用截面法计算出轴力为正，表示杆件受拉伸，若轴力为负，则表示杆件受压缩。（√）三、填空题1．在图1-27所示的应力-应变曲线上，对应a点的应力称为(比例极限)，对应b点的应力称为(弹性极限)，对应c点的应力称为(屈服极限)，对应d点的应力称为(强度极限)。2．写出虎克定律的两种表达式：(E)，(EANll)，它们的适用条(比例极限范围之内)。3．材料的弹性模量E反映了材料的（抵抗弹性变形的）能力，它与构件的尺寸及构件所受外力无关。4．材料破坏之前所能承受的最大应力是（强度极限）。5．塑性材料的延伸率（5%），脆性材料的延伸率（5%）。6．强度计算的三种问题：（强度校核），（设计横截面尺寸），（设计许可载荷）。7．脆性材料的压缩破坏主要是因（切应力）作用而破坏，破裂面大约与轴线成（55—60）角度。8．名义屈服极限σ0.2是对（塑性）材料规定的。四、计算题1.拉杆或压杆如图所示。试用截面法求各杆指定截面的轴力，并画出各杆的轴力图。解：FN1=-2kN（压）；FN2=2kN（拉）；FN3=-4kN（压）2.阶梯状直杆受力如图所示。已知AD段横截面面积AAD=1000mm2，DB段横截面面积ADB=500mm2，材料的弹性模量E=200GPa。求(1)轴力图；（2）该杆的总变形量ΔlAB。3.用绳索吊起重物如图所示。已知F=20kN，绳索横截面面积A=12.6cm2，许用应力[σ]=10MPa。试校核α=45°及α=60°两种情况下绳索的强度。（答案：MPa22.1145，不安全；MPa16.960，安全）4.某悬臂吊车如图所示。最大起重荷载G=20kN，杆BC为Q235A圆钢，许用应力[σ]=120MPa。试按图示位置设计BC杆的直径d。（答案：d=25mm）5.图示正方形截面阶梯状杆件的上段是铝制杆，边长a1=20mm，材料的许用应力[σ1]=80MPa；下段为钢制杆，边长a2=10mm，材料的许用应力[σ2]=140MPa。试求许用荷载[F]。（答案：[F]=14KN）6．汽车离合器踏板如图所示。已知踏板收到压力F1＝400N作用，拉杆1的直径D＝9mm，杠杆臂长L=330mm，l＝56mm，拉杆的许用应力[σ]＝50MPa，校核拉杆1的强度。（答案：MPa1.37）7．在图示简易吊车中，BC为钢杆，AB为木杆。木杆AB的横截面面积A1＝100cm2，许用应力[σ]1＝7MPa；钢杆BC的横截面面积A2＝6cm2，许用拉应力[σ]2＝160MPa。试求许可吊重F。（答案：kNF5.40）剪切一、选择题1.图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积A=(B)。A．DhB．dhC．42dD.4)(22dD2.上题图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的挤压面积A=(D)。A．DhB．dhC．42dD.4)(22dD题1图3.图示木接头中剪切面积为(D)。A．lB．lbC．l2D.lb2题3图4.上题图示木接头中挤压面积为(C)。A．lB．lbC．b2D.lb25.无论实际挤压面为何种形状，连接件的计算挤压面皆应视为(D)。A．圆柱面B．原有形状C．圆平面D．平面二、判断题1.利用公式AFS计算名义剪应力时，可以大于p。（√）2.剪切变形是杆件的基本变形之一；挤压变形也属于基本变。（×）3.挤压变形的实质就是轴向压缩变形。(×)4.剪切虎克定律仅在纯剪切情况下才成立。(×)5.连接件的受剪面一定是平面，而挤压面却不一定是平面（√）。三、计算题1.图示螺栓受拉力F作用。已知材料的许用切应力[τ]和许用拉应力[σ]的关系为[τ]=0.6[σ]。试求螺栓直径d与螺栓头高度h的合理比例。（答案：d/h=2.4）2.已知螺栓的许用切应力[τ]=100MPa，钢板的许用拉应力[σ]=160MPa。试计算图示焊接板的许用荷载[F]。（答案：[F]=240）扭转一、选择题1.图示传动轴，主动轮A的输入功率为PA=50kW，从动轮B，C，D，E的输出功率分别为PB=20kW，PC=5kW，PD=10kW，PE=15kW。则轴上最大扭矩maxT出现在(B)。A．BA段B．AC段C．CD段D．DE段2、如图所示的传动轴，（B）种布置对提高轴的承载能力最为有利A、B、C、D、3、一传动轴如图所示，已知MA=1.3N·m，MB=3N·m，MC=1N·m，MD=0.7N·m，按扭矩的正负号规定，横截面1-1、2-2和3-3上扭矩的正负号分别为（C）。A、正、负、负B、正、负、正C、负、正、正D、负、正、负4.图示受扭圆轴，其横截面上的剪应力分布图正确的是(A)。5.实心圆轴，两端受扭转外力偶作用。直径为D时，设轴内的最大剪应力为，若轴的直径改为2D，其它条件不变，则轴内的最大剪应力变为(A)。A．8B．8C．16D．166.直径为D的实心圆轴，最大的容许扭矩为T，若将轴的横截面积增加一倍，则其最大容许扭矩为（C）。A．T2B．T2C．T22D．T47.在题10图示圆轴左段实心，右段空心，其中右段和左段的最大剪应力右max和左max之比左右maxmax（B）。A．3B．16/5C．6D．24/78.在上题图示圆轴中，右段的相对扭转角右和左段的相对扭转角左的比左右（）。A．8／5B．16／5C．3／2D．249.截面为实心圆，直径为ｄ，截面对圆心的极惯性矩Ip为（B）。A.164dB.324dC.644dD.44d10.等截面圆轴上装有四个皮带轮，(A)安排合理，现有四种答案：Ａ.将Ｃ轮与Ｄ轮对调；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。二、判断题(正确的打“√”，错的打“×”)1.受扭圆轴(实心或空心)横截面上的最小剪应力一定等于零。(×)2.当材料和横截面积相同时，空心圆轴的抗扭承载能力大于实心圆轴。（√）3.在扭转外力偶矩作用处，扭矩图发生突变。（√）4.材料和外圆半径相同时，空心圆轴的抗扭强度大于实心圆轴。(×)5.受扭圆轴横截面上，半径相同的点的剪应力大小也相同。(√)6.空心和实心圆轴横截面积相同时，空心圆轴的pI和tW值较大。（√）7.材料在外力作用下产生扭转变形时，应按强度条件、刚度条件进行校核计算。（√）8.GI称为扭转变形的刚度，EA称为拉压变形时的刚度。（√）9.圆轴发生扭曲变形时，剪应力最大值出现在其轴线部位。（×）10.一般在减速箱中，高速轴的直径较小，而低速轴的直径较大。（√）11.圆轴扭转时,横截面上既有正应力也有剪应力。（×）三、填空题1.受扭构件所受的外力偶矩的作用面与杆轴线（垂直）。2.受扭圆轴的横截面的内力是（扭矩），应力是（切应力）。3.实心圆轴横截面上（半径）处剪应力最大，中心处剪应力（为零）。4.外径为D，内径为d=0.5D的空心圆轴，两端受扭转外力偶矩m作用时，轴内最大剪应力为。若轴的外径不变，内径改为Dd8.0，则轴内的最大剪应力变为(0.6)。5.扭转应力公式pIT适用（实心圆）或（空心圆）截面直杆。6.材料相同的两根圆轴，一根为实心轴，直径为1D；另一根为空心轴，内径2d，外径为2D，22Dd。若两轴横截面上的扭矩T和最大剪应max均相同，则两轴的横截面积之比21AA（）。7.一受扭空心圆轴，其内外径之比Dd。轴内最大剪应力为max，这时横截面上内圆周处的剪应力（)1(3243DTd）。四、计算题1.阶梯