材料力學(xué)期末考試復(fù)習題及答案2

1、材料力學(xué)期末考試復(fù)習題及答案配高等教育出版社第五版一、填空題：1.受力后幾何形狀和尺寸均保持不變的物體稱為 。2構(gòu)件抵抗 的能力稱為強度。3 .圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面上各點的切應(yīng)力與其到圓心的距離成 比。4 .梁上作用著均布載荷，該段梁上的彎矩圖為 。5偏心壓縮為 的組合變形。6 .柔索的約束反力沿 離開物體。7 .構(gòu)件保持 的能力稱為穩(wěn)定性。8 .力對軸之矩在 情況下為零。9 .梁的中性層與橫截面的交線稱為一二10 .圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)另度一。IlBOMP4一IGDMPa11 .物體在外力作用下產(chǎn)生兩種效應(yīng)分別是 。12 .外力解除后可消失的變形，稱為。13 .力偶對任意點之矩都 。

2、14 .階梯桿受力如圖所示，5AB和BC段的橫截面面積分別為 2A和A,彈性模量為E,則桿中最大正應(yīng)力15梁上作用集中力處，其剪力圖在該位置有 。16 .光滑接觸面約束的約束力沿 指向物體。17 .外力解除后不能消失的變形，稱為 。18 .平面任意力系平衡方程的三矩式，只有滿足三個矩心 的條件時，才能成為力系平衡的充要條件。19 .圖所示，梁最大拉應(yīng)力的位置在 點處。精選文檔20 .圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力d,其第三強度理論的強度條件是21物體相對于地球處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，稱為 。22 .在截面突變的位置存在 集中現(xiàn)象。23 .梁上作用集中力偶位置處,其彎矩圖在該位置有

3、 。24 .圖所示點的應(yīng)力狀態(tài)，已知材料的許用正應(yīng)力d,其第三強度理論的強度條件是25 .臨界應(yīng)力的歐拉公式只適用于 桿。26 .只受兩個力作用而處于平衡狀態(tài)的構(gòu)件，稱為 。27作用力與反作用力的關(guān)系是 。28 .平面任意力系向一點簡化的結(jié)果的三種情形是。29 .階梯桿受力如圖所示， 設(shè)AB和BC段的橫截面面積分別為一2A和A,彈性模量為E,則截面C的位移為30 .若一段梁上作用著均布載荷，則這段梁上的剪力圖為 二、計算題：1.梁結(jié)構(gòu)尺寸、受力如圖所示，不計梁重，已知q=10kN/m , M=10kN - m,求A、B、C處的約束力。2鑄鐵T梁的載荷及橫截面尺寸如圖所示，C為截面形心。已知Iz

4、=60125000mm4, yc=157.5mm,材料許用壓應(yīng)力(c=160MPa,許用拉應(yīng)力(r=40MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件校 核梁的強度。3傳動軸如圖所示。 已知 Fr=2KN , Ft=5KN , M=1KN m, l=600mm ,齒輪直徑 D=400mm ,軸的d=100MPa。試求：力偶 M的大??；作 AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強度理論設(shè)計軸AB的直徑d。4 .圖示外伸梁由鑄鐵制成，截面形狀如圖示。已知Iz=4500cm4, yi=7.14cm, y2=12.86cm,材料許用壓應(yīng)力同=120MPa,許用拉應(yīng)力同=35MPa, a=1m。試求：畫

5、梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件確 定梁截荷P。5 .如圖6所示，鋼制直角拐軸，已知鉛垂力Fi,水平力F2,實心軸AB的直徑d,長度1,拐臂的長度a。試求：作AB軸各基本變形的內(nèi)力圖。計算 AB軸危險點的第三強度理論相當應(yīng)力。6 .圖所示結(jié)構(gòu)，載荷 P=50KkN , AB桿的直徑d=40mm ,長度1=1000mm,兩端錢支。已知材料 E=200GPa, (p=200MPa, =235MPa, a=304MPa, b=1.12MPa,穩(wěn)定安全系數(shù) nst=2.0 , d=140MPa。試校核 AB 桿是 否安全。7鑄鐵梁如圖5,單位為mm,已知Iz=10180cm4,材料許用壓應(yīng)力同=1

6、60MPa,許用拉應(yīng)力ct=40MPa,試 求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件確定梁截荷P。8 .圖所示直徑 d=100mm的圓軸受軸向力 F=700kN與力偶 M=6kN m 的作用。已知 M=200GPa, =0.3,(=140MPao試求：作圖示圓軸表面點的應(yīng)力狀態(tài)圖。求圓軸表面點圖示方向的正應(yīng)變。按第四強度理論校核圓軸強度。9 .圖所示結(jié)構(gòu)中，q=20kN/m，柱的截面為圓形 d=80mm ,材料為Q235鋼。已知材料E=200GPa, s=200MPa, (s=235MPa, a=304MPa, b=1.12MPa,穩(wěn)定安全系數(shù) nst=3.0,#140MPa。試校核柱 BC

7、 是否安全。10 .如圖所示的平面桁架， 在錢鏈H處作用了一個20kN的水平力，在錢鏈D處作用了一個60kN的垂直力。 求A、E處的約束力和FH桿的內(nèi)力。11 .圖所示圓截面桿件 d=80mm ,長度l=1000mm,承受軸向力Fi=30kN ,橫向力F2=1.2kN ,外力偶M=700N m 的作用，材料的許用應(yīng)力(=40MPa,試求：作桿件內(nèi)力圖。按第三強度理論校核桿的強度。12 .圖所示三角桁架由 Q235鋼制成，已知AB、AC、BC為1m,桿直徑均為d=20mm ,已知材料E=200GPa, (p=200MPa, (s=235MPa, a=304MPa , b=1.12MPa,穩(wěn)定安全

8、系數(shù) nst=3.0。試由BC桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載 F。13 .槽形截面梁尺寸及受力圖如圖所示，AB=3m , BC=1m , z軸為截面形心軸，Iz=1.73 x fmm4, q=15kN/m 。材料許用壓應(yīng)力cc=160MPa,許用拉應(yīng)力(r=80MPa。試求：畫梁的剪力圖、彎矩圖。按正應(yīng)力強度條件校核梁的強度。14 .圖所示平面直角剛架 ABC在水平面xz內(nèi)，AB段為直徑d=20mm的圓截面桿。在垂直平面內(nèi)F二0.4kN , 在水平面內(nèi)沿z軸方向F2=0.5kN ,材料的產(chǎn)140MPa。試求：作 AB段各基本變形的內(nèi)力圖。按第三 強度理論校核剛架 AB段強度。15.圖所示

9、由5根圓鋼組成正方形結(jié)構(gòu)，載荷P=50KkN , l=1000mm ,桿的直徑d=40mm ,聯(lián)結(jié)處均為錢鏈。已知材料 E=200GPa, cp=200MPa,(s=235MPa , a=304MPa, b=1.12MPa,穩(wěn)定安全系數(shù) ns=2.5, (=140MPa。試校核1桿是否安全。(15分)q、a及Q不計梁的自重，求 A、B、C三處的約束力。16 .圖所示為一連續(xù)梁，已知17 .圖所示直徑為d的實心圓軸，受力如圖示，試求：作軸各基本變形的內(nèi)力圖。用第三強度理論導(dǎo)出此軸危險點相當應(yīng)力的表達式。18 .如圖所示，AB=800mm , AC=600mm , BC=1000mm,桿件均為等直

10、圓桿，直徑d=20mm ,材料為 Q235鋼。已知材料的彈性模量E=200GPa, cp=200MPa, (s=235MPa, a=304MPa, b=1.12MPa。壓桿的穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3,試由CB桿的穩(wěn)定性求這個三角架所能承受的外載F。參考答案一、填空題：1 .剛體2.破壞3.正4二次拋物線5軸向壓縮與彎曲6.柔索軸線7.原有平衡狀態(tài)8.力與軸相交或平行9.中性軸10.100MPa11.變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))與運動效應(yīng)(外效應(yīng))12彈性變形13相等14.5F/2A15.突變16.接觸面的公法線17塑性變形18.不共線19.C20.2(22.平衡22應(yīng)力23.突變24. . 2 4 2 2

11、5大柔度(細長)26二力構(gòu)件27.等值、反向、共線28.力、力偶、平衡29.7Fa/2 EA 30斜直線二、計算題：2 .解：以CB為研究對象，建立平衡方程Mb(F) 0：10 1 0.5 Fc 2 0Fy 0： Fb Fc 10 1 0解得： Fb 7.5kNFc 2.5kN以AC為研究對象，建立平衡方程Fy 0:FAy Fc 0Ma(F) 0: Ma 10 Fc 2 0解得： FAy 2.5kNMA 5kN m3 .解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖Mb(F) 0:10 2 1 20 3 Fd 4 0Fy 0:Fb Fd 10 2 20 0解得：Fb 30kNFd 10kN副心加14梁的強

12、度校核y1 157.5mmV2 230 157.572.5mm拉應(yīng)力強度校核B截面tmaxM bY220 103 72.5 10 3Iz60125000 101224.1MPatC截面tmaxM cyi10 103 157.5 103IzT I1260125000 1026.2MPat壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在B截面）M b y1 cmax "I z3320 10 157.5 1060125000 101252.4MPac所以梁的強度滿足要求3解：以整個系統(tǒng)為為研究對象,建立平衡方程Mx（F） 0：FtF 1kNF- 2.5kNM 1kN m求支座約束力，作內(nèi)力圖 由題可得：

13、解得：（3分）由內(nèi)力圖可判斷危險截面在 C處M2 T232 （M； Mz2） T2r3d3 32, （M2 M；） T25.1mm4.解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖Ma(F) 0： FDy 2 2P 1 P 3 0Fy 0：FAy FDy 2P P 0解得：1p2FDyfPFAy5解:精選文檔1.5P梁的強度校核 拉應(yīng)力強度校核C截面tmaxMey20.5Pa y2IztP 24.5kND截面tmaxMd9Pa yiIzIztP 22.1kN壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）MdY2 Pa y2cmax cI z I zP 42.0kN所以梁載荷P 22.1kN由內(nèi)力圖可判斷危險截

14、面在 A處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為FnM 4F2W32 (F2a)2 出)2d3TWP16F1ad3r332 .(Fza)2 (Fil)d32) L)2 4(16：?)2 d精選文檔6.解：以CD桿為研究對象，建立平衡方程Mc(F) 0:0.8 Fab 0.650 0.9 0解得:Fab 93.75kNAB桿柔度1 100010040/42E2 200 109200 10699.3由于FcrcrA2 200 109100240-10- 248.1kN4AB屬于大柔度桿工作安全因數(shù)248.193.752.65nst所以AB桿安全7解：梁的強度校核y1 96.4mmV225096

15、.4 153.6mm拉應(yīng)力強度校核A截面tmaxMaYi0.8P yiIzIzt52.8kNC截面tmaxM C y2Iz0.6P y2 Izt44.2kN壓應(yīng)力強度校核(經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在A截面)cmaxMAy20.8P y2IzIzcP 132.6kN所以梁載荷P 44.2kN8.解：點在橫截面上正應(yīng)力、切應(yīng)力FnA_34 700 1030.1289.1MPa16 6 1030.1330.6MPa點的應(yīng)力狀態(tài)圖如下圖:WPT由應(yīng)力狀態(tài)圖可知(x=89.1MPa, (y=0, .30.6MPax ycos2x sin24T 13.95MPa4545o75.15MPa由廣義胡克定律45。1(強

16、度校核45o45o )1T9200 1096-(13.95 0.3 75.15) 104.2975 10r489.12 3 30.62103.7MPa 所以圓軸強度滿足要求9解：以梁AD為研究對象，建立平衡方程Ma(F) 0:Fab 4 20 52.5 0解得:Fbc62.5kNBC桿柔度謐0 200p ，2 200 109200 10699.3由于所以壓桿BC屬于大柔度桿2 _2A二上cr242 200 10920022680248.1kN工作安全因數(shù)248.1 3.9762.5nst所以柱BC安全10.解：以整個系統(tǒng)為研究對象,建立平衡方程解得:Fx 0:Fy 0:Ma(F)0:Fex20

17、 0FEy 60 08 20 3 60 6FEx 20kNFEy52.5kN7.5kN過桿FH、FC、BC作截面，取左半部分為研究對象，建立平衡方程12Mc(F) 0：FAy 4 Fhf 05解得：Fhf 12.5kN為由內(nèi)力圖可判斷危險截面在固定端處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力12.解:Fnr33Mz 4 30 10Wz0.08216 7000.0833231.2 100.0g29.84MPa6.96MPa.29.84 4 6.96232.9MPa 所以桿的強度滿足要求以節(jié)點C為研究對象，由平衡條件可求F BCBC桿柔度l 1 1000200 20/4ip ，249200 102

18、00 10699.3由于所以壓桿BC屬于大柔度桿crA2 _ 9200 1020022620 10 15.5kNFcr15.5nst3.0解得：F 5.17kN13.解：求支座約束力，作剪力圖、彎矩圖Ma(F) 0：FBy 3 15 4 2 0Fy 0：Fa FBy 15 4 0解得：FAy 20kNFBy 40kN梁的強度校核 拉應(yīng)力強度校核D截面3MdM tmax .I z14.1MPa t40/3 10 183 101.73 108 1012B截面tmaxM By27.5 103 400 103Iz8121.73 10 1017.3MPa t壓應(yīng)力強度校核（經(jīng)分析最大壓應(yīng)力在D截面）m d 丫2tmax40/3 1 03 400 1 03Iz8121.73 10 1030.8MPa c所以梁的強度滿足要求14.解：由內(nèi)力圖可判斷危險截面在 A處，該截面危險點在橫截面上的正應(yīng)力、切應(yīng)力為97.8MPa16 600.02338.2MPar3 . 2 4 297.82 4 38.22 124.1MPa 所以剛架AB段的