1、材料力学习题现有钢和铸铁两种棒材选择题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C.构件的变形比其尺寸小得多4.材料力学主要研究（D ）。A .材料的机械性能C.构件中力与材料的关系B .刚体的变形D.构件的变形可以忽略不计B .材料的力学问题D .构件受力后的变形与破坏的规律二、 判断题（正确的打“V”，错的打“X” ）1 .材料力学的任务是在保证安
2、全的原则下设计构件。 （X ）2.构件的强度、刚度和稳定性与所用材料的力学性质有关。 （V ）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。（X ）4. 任何物体在外力作用下，都会产生变形。（V ）5. 自然界中的物体分为两类：绝对刚体和变形固体。 （X ）6.设计构件时，强度越高越好。（X ）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
3、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），（扭拉伸与压缩选择题（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I，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C.两者变形不相同B .两者应变不同D.两者伸长量相同2.设 和i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.D. p时， 常数- B. - C.3.图I-2I表示四种材料的应力一应变曲线，则:（1） 弹性模量最大的材料是（A ）;（2） 强度最高的材料是（ B ）;（3）
4、塑性性能最好的材料是（ D ）04.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c 1、c2、c3,则其大小 次序为（A ）。A、c 1c 2c 3 B、c 2c 3c 1C、c 3c 1 c 2 D、c 2
5、c 1 c 37.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、45斜截面 B、都是横截面C、分别是45斜截面、横截面 D、都是45斜截面8.材料的塑性指标有（C ）。A、c s和S B、c s和书 C、S和书 D、c s、S和书9.由变形公式 匕PI/EA即E = PI/A 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、力随外力增大而增大 B、力与外力无关C、力随外力增大而减小 D、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
6、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；C、1杆为铸铁，2杆为钢;B、两杆均为铸铁；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;E、Fa/(EA);C、2Fa/(EA);D、3Fa/(EA)。、判断题（正确的打“/”，错的打“X” ）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（v ）2正应力的“正”字指的是正负的意思，所以正应力恒大于零。 （X ）3.轴力是拉压杆横截面上唯一的力。（V ）4公式 N A, E, I NL EA仅当 p时才能用。（
7、X ）6因E ，故E随应力的增大而提高。（X ）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。 （X ）8仅由平衡条件求不出超静定问题的全部未知力。 （V ）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。 （X ）10.拉压变形时其力称为轴力，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。（V） 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 ）
8、，（l Nl EA ），它们的适用条（ 比例极限围之 ）。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c 0.2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
9、 （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=1000mrp DB段横截面面积ADB=500mng材料的弹性模量E=200GPa求3.4.轴力图；（2）该杆的总变形量 I AB。用绳索吊起重物如图所示。已知 F=20kN,绳索横截面面积A=12.6cm,许用应力（T =10MPcb试校核a =45及a =60两种情况下绳索的强度。（答案：45 11.22MPa ，不安全；60 9. 16MPa安全）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t =120MPa,试按图示位置设计BC杆的直 径
10、 do （答案：d=25mn）5.图示正方形截面阶梯状杆件的上段是铝制杆，边长 ai=20mn,材料的许用应力T i=80MPa下段为钢制杆，边长C2=10mm材料的许用应力T 2=140MPa 试求许用荷载F o （答案：F=14KN ）6汽车离合器踏板如图所示。已知踏板收到压力 Fi二400 N作用，拉杆1的直径D = 9 mm，杠杆臂长L = 330 mm，I = 56 mm，拉杆的许用应力t = 50 MPa，校核拉杆1的强度。（答案： 37. 1MPa ）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Ai = 100 cm2,许用应力(T i= 7 MPa ;钢
11、杆BC的横截面面积A2 = 6 cm2, 许用拉应力(T 2 = 160 MPa。试求许可吊重F。(答案：F 40.5kN )形，拉杆头的挤3.4.Dhd2 4B. dhD. (D2d2) 4图示木接头中剪切面积为B. lbC. 2ID. 2lb上题图示木接头中挤压面积为(C )。、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. dhC.d2 4 D. （D2 d2） 42.上题图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆压面积A = （ D ）。A . I B . lb C . 2b D. 2lb5.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
12、（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FsS计算名义剪应力时， 可以大于p ( V )A2.剪切变形是杆件的基本变形之一；挤压变形也属于基本变。 （X ）3.挤压变形的实质就是轴向压缩变形。 （X ）4.剪切虎克定律仅在纯剪切情况下才成立。 （X ）5.连接件的受剪面- -定是 平面，而挤压面却不- -定是平面（ V ）。二、计算题1.图示螺栓受拉力F作用。已知材料的许用切应力T 和许用拉应力(T 的关系为T =0.6 (T 。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 t =100MPa,钢板的许用拉应力
13、 d =160MPa。试计算图示焊接板的许用荷载F。（答案:F=240 ）、选择题1.图示传动轴，主动轮 A的输入功率为 Pa = 50 kW，从动轮B, C, D, E的输出功率分别为Pb = 20 kW，Pc = 5 kW ，Pd = 10 kW，Pe = 15 kW。则轴上最大扭矩 T 出现在 max(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、C、D、3、一传动轴如图所示，已知 Ma=1.3 N m, Mb=3 N m , Mc=1 N m , M d=0.7N m，按扭矩的正负号规定，横截面
14、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，设轴的最大剪应力为 ，若轴的直径改为D 2，其它条件不变，则轴的最大剪应力变为 （A ）。A. 8 B. 8 C. 16 D. 166.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. 2T B. 2T C. 2.2T D. 4T7.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 max右和max左之
15、max右max左(B )。A. 3 B . 16 /5 C. 6 D. 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 右，左（ ）。A. 8/5 B. 16/5 C. 3/2 D . 249.截面为实心圆，直径为d,截面对圆心的极惯性矩 Ip为（B ）。d 4 d 4 d 4 d 4A. 16 B. 32 C. 64 D. 410.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E轮与D轮对调;C .将E轮与C轮对调;D.将E轮与D轮对调，然后再将E轮与C轮对调。0.2 0.2 0.6L0、判断题（正确的打，错的打“X
16、” ）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。 （X ）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。 （V ）3.在扭转外力偶矩作用处，扭矩图发生突变。 （V）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。 （X ）5.受扭圆轴横截面上，半径相同的点的剪应力大小也相同。 （V ）6.空心和实心圆轴横截面积相同时，空心圆轴的 |p和Wt值较大。（V ）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。 （V）8.GI称为扭转变形的刚度，EA称为拉压变形时的刚度。（V）9.圆轴发生扭曲变形时，剪应力最大值出现在其轴线部位。 （
17、X）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。 （V）11.圆轴扭转时，横截面上既有正应力也有剪应力。 （X）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，径为d = 0.5D的空心圆轴，两端受扭转外力偶矩 m作用时，轴最大剪应力为 。若轴的外径不变，径改为 d 0.8D，则轴的最大剪应力变为 （0.6 ）。5.扭转应力公式适用（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 D1 ；另一
18、根为空心轴，径 d2，外径d 2为D2，- 。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D2比 A （ ）。A7. 一受扭空心圆轴，其外径之比pl一。轴最大剪应力为 max，这时横截面上圆周D处的剪应力32TdDd-4)(答案 AC 49.4MPaac 1. 77 / m；db 21.3MP;db 0.435 / m四、计算题1.阶梯形圆轴直径分别为 一1 = 40 mm , 一2 = 70 mm ,轴上装有三个带轮，如图所示。已知由轮3输入的功率为 Pa = 30 kW , 轮1输出的功率为 Pi = 13 kW ,轴作 匀速转动，转速 n = 200 r/min，
19、材 料的剪切许用应力 t = 60 MPa , G=80 GPa，许用扭转角0 = 22.机床变速箱第n轴如图所示，轴所传递的功率为P = 5.5 kW，转速 n = 200 r/min，材料为 45 钢,t = 40 MPa。试按强度条件初步设计轴的直径。（d=33mn）/m。试校核轴的强度和刚度。3.传动轴的转速为 n = 500 r/min，主动轮1输入功率Pi=368 kW，从动轮2和3分别输出功率 P2 =P3 = 221 kW。已知t = 70 MPa , 0 = 180 GPa。求：/m, G147 kW ,(1)试确定AB段的直径d1和BC段的直径d2。(2) 若AB和BC两段
20、选用同一直径，试确定直径 d。(3)主动轮和从动轮应如何安排才比较合理？d1 84. 6mm d2 74. 5mm统一直径取d1 846mm题g-9團4.阶梯轴AB如图所示，AC段直径d1=40mm CB段直径d2=70mm外力偶矩 M=1500Nm MA=600N- m Mc=900N m G=80GPa t =60MPa, 0 乍2 (o) /m。试校核该轴的 强度和刚度。A C BAC47. 7MPa；bc 22.3MP(答案)AC1. 71 / m;bc 0.46 / m弯曲力、选择题1.平面弯曲梁的横截面上一般存在（AA. M 和 FsB 只有FsC .只有MD.扭矩2.纯弯曲梁段各
21、横截面上的力是（D ） oA . M 和 FSB . Fs和 FnFnD.只有M3.什么梁可不先求支座反力，而直接计算力A .简支梁B .悬臂梁C .外伸梁D .静定梁4.在无荷载作用的梁段上，下列论述正确的是（ A ）A . Fs 0时，M图为向右上的斜直线B.Fs 0时，M图为向下凸的抛物线C . Fs V 0时，M图为向右上的斜直线D . Fs V 0时，M图为向上凸的抛物线5.悬臂梁的弯矩图如图所示，则梁的 Fs图形状为（D ）A .矩形 B .三角形 C .梯形D .零线（即各横截面上剪力均为零）I 4- ； H6.图示简支梁C截面的剪力Fs （ D ）A . P/2B . - P/
22、 2 C . P D .不确定7.右端固定的悬臂梁，其 M图如图，则在中间截面处（A ）A、既有集中力，又有集中力偶B、既无集中力，也无集中力偶D、只有集中力偶C、只有集中力8.图示受横力弯曲的简支梁产生纯弯曲变形的梁段是 （D ）A、AB段 B、BC段 C、CD段 D、不存在p JA LLP.R2a1 d hr* T O9.梁在集中力偶作用截面处（C ）A、M图无变化，Q图有突变；B、M图无变化，Q图有折角；C、M图有突变,Q无变化；D、M图有突变，Q图有折角10.梁在集中力作用的截面处（B ）A、Fs图有突变，M图光滑连续；B、Fs图有突变，M图连续但不光滑;C、M图有突变，FS图光滑连续
23、；D、M图有突变，FS图连续但不光滑。11.判断下列结论的正确性（ A ）A、杆件某截面上的力是该截面一侧外力的代数和；E、杆件某截面上的应力是该截面上力的平均值；C、应力是力的分度； D、力必大于应力。12、 悬臂梁所受的载荷如图所示，A为坐标原点，F qa , Me qa2，下列选项中（C ） 是错误的。A、FS max3qaB、在3ax 4a, Fs 0C、Mmax6qa2D、在x2a,M 013、外伸梁在C点受集中力偶作用如图所示，下列选项（ D ）是错误的？A、 剪力图为矩形B、 当C点在B的右侧时，各截面弯矩M（x） 0C、 当c点在梁上移动时，剪力图不变D当C点在梁上移动时，弯矩
24、图不变二、判断题（正确的打“V”，错的打“X” ）1.如果外力作用在梁的纵向对称面，那么梁一定发生平面弯曲。 （X ）2.将梁截开，左、右两段梁上的同一种力是作用力与反作用力的关系，二者大小相等， 方向相反，所以符号也相反。（X ）3.如果梁上的荷载不变，梁长不变，仅调整支座的位置，不会改变梁的力。 （X ）4.梁上某截面的剪力值等于该截面一侧所有横向力的代数和，而与外力偶无关。 （V ）5.两根静定梁的跨度、荷载和支承相同，但材料和横截面积不同，因而这两根梁的力也 不同。（X ）6.若某梁段各截面Fs= 0,则该梁段各截面弯矩相等。（V ）7.纯弯曲梁段各横截面弯矩是常数。（V ）8.根据梁
25、的支承情况，一般可把梁简化为简支梁、外伸梁和悬臂梁。 （V）9.梁的支座按其对梁的约束可简化为活动铰链支座、固定铰链支座和固定端支座。 （V）三、填空题1.梁是（弯曲）变形为主的构件。2.在弯矩图的拐折处，梁上必对应（ 集中力）作用。3.简支梁的剪力图如图所示。则梁上均布荷载 q = （ 2KN/m ），方向（向下），梁上的集中荷载P = （ 9KN ），方向（向上）。5.梁发生平面弯曲时，横截面将绕（ 中性）轴转动。6.梁的纵向对称面是（轴线）和（横截面对称轴 ）组成的平面7.梁上荷载布置得越分散、越靠支座，梁中的最大弯矩就（ 越小）8.梁的三种基本形式是（简支）梁、（外伸）梁和（悬臂）梁9
26、、已知：如图，P，a，I，则距A端x处截面上剪力Fs= （ Fs R | ），弯矩 M= （ M P（ a） x ）10、如图所示简支梁，C截面的弯曲剪力为(FP-6.5KN )。弯矩为(M= 13.75KNm11、如图悬臂梁的力方程为(1 2Fs(x) qx， M (x) -qx)qIL11 111 111,r 11 1r FJV/L 工四、计算题1.试求图示梁指定截面上的剪力和弯矩。设PE/ylVXVA解：取1 一1截面右边为硏気对象*得X1 5a- 1取2 2截面右边为研気对象，得(b)卜】 .I H I -1- .1 一：M1=Ox w 减X a4-Me=0m4=o取g 2截面右边为研
27、究对辣，得取44觀面右边为研究对靈，得/ 八 Fs*=0.Jq! M尸-qy ? 0.2Ja=-0125(a丿由平衡方程形=山Z AXa (f) =0可求得：Fa= O)i Fe=2qa (1) 电)求指定截面的剪力和弯亲辛 取1 1截面左边为研究对專得Fsj=-Fx=-(12； 取2 2截面左边为研究对彖 得FS2=-FA=_i;取3-3截面左边次研気对氛 得內尸-Fr；Fs, max和Max。设q, l均为已知。2.试列出图示梁的剪力方程和弯矩方程，画剪力图和弯矩图，并求出(b) L-_4*- 0坤(a)Fsi/)-Fi-iFi-l2JqZ-i4*i (0JtiOU tii)-FaXt!-
28、qiiXOJii-1 2J rL-qjiXD5ri同程.股E需團力戈程向辛矩贞理好别的F 訂恥片Fa-J-F=-07开 /g-D耳)-F【和-D -(U勿才打护C3)绘制軒力肿雅臥由厲小方程可如，舅力團左九亡为一料直 可由两牛辦直前n力tut 匚日區力4平直塢町由一八猛直的国力H土戛绘制如劉际尺a r5 右载區，丸小拘】2阿由礙方程可册 弯硬图在皿段为一无根值的上凸二演由編 可由两耐 十林的餐拒值和凹凸情般制圍砂CB段丸範6編 可由两亍端点的筍 矩直走位建知如图刖显4隅晌戋生于匚芒価.丈小如3評(b)解：门列前为万程和弯距专程。建坐标系却图，对凸c段取社面左加対讦究时象*可得勇力方程 和弯琏方程佥別茁同璋，对GE於可得闯力右稈和殛亚艾稈令别帖FsGalFM i)=-F x xi-Ms=-F ra-FJ给和剽力图和宵矩皑*曲剪力方科砰Hh雲力图咗A： 股均为冰u互绞，可生一吓端点的剪尢值走也绘制和囲序示。FS皿发生于占E段内大小为阳由有矩方程可如穹絶圈在AG 直撓，可由两T靖点旳(d) :二二二 h .f. .,. f.丄 ；_；.!. 11.不列剪力方程和弯矩方程，画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并求出4FMr冷* IHHHBTL 口 Fs, max 和 Mnaxo-为t
