《材料力學復習題》PPT課件.ppt

綜合復習 選擇題 1 關于確定截面內力的截面法的適用范圍有下列說法 正確的是 A 適用于等截面桿B 適用于直桿承受基本變形C 適用于不論基本變形還是組合變形 但限于直桿的橫截面D 適用于不論等截面或變截面 直桿或曲桿 基本變形或組合變形 橫截面或任意截面的普遍情況 2 下列結論正確的是 A 若物體產生位移 則必定同時產生變形B 若物體各點均無位移 則該物體必定無變形C 若物體無變形 則必定物體內各點均無位移D 若物體產生變形 則必定物體內各點均有位移 填空題1 根據(jù)材料的主要性能作如下三個基本假設 2 認為固體在整個幾何空間內無縫隙充滿了物質 這樣的假設稱為 根據(jù)這一假設 構件的 和 就可以用坐標的連續(xù)函數(shù)來表示 1 連續(xù)性均勻性各向同性2 連續(xù)性應力應變和位移3 02 3 如圖所示三個單元體 虛線表示其受力的變形情況 則單元體 a 的角應變?yōu)?單元體 b 的角應變?yōu)?單元體 c 的角應變?yōu)?4 如圖所示為從構件內A點處取出的單元體 構件受力后單元體的位置用虛線表示 則稱為 為 為 A點沿x方向的線應變 A點沿y方向的線應變 A在xy平面內的角應變 選擇題 1 拉 壓 桿應力公式的應用條件 A 應力在比例極限內B 外力合力作用線必須沿著桿的軸線C 應力在屈服極限內D 桿件必須為矩形截面桿2 等截面直桿受軸向拉力F作用而產生彈性伸長 已知桿長為L 截面積為A 材料彈性模量為E 波松比為 拉伸理論告訴我們 影響該桿橫截面上的應力因素是 A E FB L A FC L A E FD A F3 低碳鋼拉伸經過冷作硬化后 以下四種指標得到提高的是 A 強度極限B 比例極限C 斷面收縮率D 伸長率 4 為提高某種鋼制拉 壓 桿件的剛度 有以下四種措施 正確的是 A 將桿件材料改為高強度合金鋼B 將桿件的表面進行強化處理 如淬火 C 增大桿件的橫截面面積D 將桿件橫截面改為合理的截面形狀5 甲 乙兩桿 幾何尺寸相同 軸向拉力F相同 材料不同 他們的應力和變形有四種可能 正確的是 A 應力和變形都相同B 應力不同 變形相同C 應力相同 變形不同D 應力和變形均不同 4 C5 C 填空題1 對于沒有明顯屈服階段的塑性材料 通常用表示其屈服極限 表示 2 a b c三種材料的應力 應變曲線如圖所示 其中強度最高的材料是 彈性模量最小的材料是 塑性最好的材料是 1 表示塑性應變等于0 2 時的應力值 2 a c c 3 一軸向拉桿 橫截面為ab的矩形 受軸向載荷變形后截面長邊和短邊的比值為 一軸向拉桿 橫截面是長短半軸分別為a和b的橢圓形 受軸向載荷變形后橫截面的形狀為 4 如圖所示鉚釘結構 在外力作用下可能產生的破壞方式有 1 2 3 4 3 a b 橢圓4 鉚釘剪切破壞 鋼板和鉚釘擠壓破壞 鋼板拉伸破壞 鋼板端部剪切破壞 5 如圖所示 木榫接頭的剪切面面積為 和 擠壓面面積為 6 如圖所示在拉力F作用下的螺栓 已知材料的剪切許用應力 是拉伸許用應力的0 6倍 則螺栓直徑d和螺栓頭高度H的合理比值是 5 abbdbc6 12 5 計算題 1 一拱由剛性塊AB BC和拉桿AC組成 受均布載荷q 90kN m 若R 12m 拉桿的許用應力 150MPa 試設計拉桿的直徑d 解 1 受力分析解得 FCx 540kNFCy 1080kN 2 軸徑設計 2 如圖所示的等直桿 橫截面面積為A 材料的彈性模量為E 彈簧常數(shù)為k1和k2 k2 2k1 k1L EA q為沿軸向方向的均勻分布力 繪制桿的軸力圖 解 解除約束 分別代以相應的約束力靜力平衡方程 變形協(xié)調方程 物理方程 解得 3 圖示為鉸接的正方形結構 各桿的橫截面面積均為A 材料均為鑄鐵 其許用壓應力與許用拉應力的比值為 若不計桿的穩(wěn)定性 試求該結構的許用載荷 F 簡答題 1 若將圓形截面桿的直徑增加一倍 試問桿的抗拉剛度 抗扭剛度和抗彎剛度各增加多少倍 2 試求圖示單元體的主應力大小和主平面方位 圖中應力單位 MPa 3 試求圖示桿件斜截面m m上的正應力和切應力 4 試畫出圖示桿件的內力圖 并求內力絕對值的最大值 5 在設計圖示細長壓桿時 有正方形和圓形兩種截面可供選擇 它們的面積相同 試判斷哪種截面的穩(wěn)定性好 6 試計算圖示薄板在沖剪時的剪切面面積 7 試求圖示圖形的形心坐標 圖中 8 試指出用積分法求圖示外伸梁的彎曲變形時有幾個積分常數(shù) 并寫出確定這些積分常數(shù)時所用的邊界條件和連續(xù)條件 計算題 圖示為兩根材料 長度和約束都相同的細長壓桿 材料的彈性模量為E a 桿的橫截面是直徑為d的圓 b 桿的橫截面是的矩形 試問 a b 兩桿的臨界力之比為多少 1 如圖所示 等截面圓軸上裝有四個皮帶輪 下列答案正確的是 A 將C輪和D輪對調B 將B輪和D輪對調C 將B輪和C輪對調D 將B輪和D輪對調 然后再將B輪和C輪對調 如圖所示兩圓軸材料相同 外表面上與軸線平行的直線AB在軸變形后移到位置 已知 則 1 2 兩軸橫截面上的最大切應力有四種答案 正確的是 A B C D 無法比較 3 圓軸受集度為的均布扭轉力偶矩作用 如圖所示 則該軸的剛度條件下面正確的是 A B C D 答案 C 4 材料不同的兩根受扭圓軸 其直徑和長度均相同 在扭矩相同的情況下 他們的最大切應力之間和扭轉角之間的關系正確的是 填空題1 內外徑比值的空心圓軸受扭時如圖所示 若a點的角應變?yōu)橐阎?則b點的角應變 2 如圖所示的階梯形圓軸受扭轉力偶作用 材料的剪切模量為G 則相對扭轉角 在M1單獨作用時 計算題 1 某傳動軸 轉速n 300r min 如圖所示 輪1為主動輪 輸入功率P1 50kW 輪2 3 4為從動輪 輸出功率分別為P2 10kW P3 P4 20kW 1 試繪制該軸的扭矩圖 2 若將輪1和輪3的位置對調 分析對該軸是否有利 2 如圖所示內 外徑分別為d和D的空心圓軸 d D 0 8 25MPa G 80GPa 求外徑D 解 由強度條件得由剛度條件得最后取直徑D 65mm 力偶單位 kN m 3 左端固定 右端自由的等截面圓桿 受力如圖所示 已知均布力偶矩的集度為mq 軸的直徑d 長度a和剪切模量G M 2mqa 繪制扭矩圖 并求出兩端面間的相對扭轉角 4 如圖所示的階梯實心圓軸 材料的 50MPa 試設計軸的直徑D2 選擇題1 梁的內力符號與坐標的關系是 A 剪力 彎矩符號與坐標系有關B 剪力 彎矩符號與坐標系無關C 剪力符號與坐標系有關 彎矩符號與坐標系無關D 彎矩符號與坐標系有關 建立符號與坐標系無關 2 長為L的鋼筋混凝土梁用繩向上吊起 如圖所示 鋼繩綁扎處離梁端部的距離為x 梁內由自重引起的最大彎矩值 Mmax 為最小時的x值為 1 B2 C 3 梁上作用任意分布載荷 其集度q q x 是x的連續(xù)函數(shù) 且規(guī)定向上為正 采用如圖所示的坐標系xoy 則M Fs q之間的微分關系為 3 D 填空題 如圖所示梁C截面彎矩MC 為使MC 0 則m 為使全梁不出現(xiàn)正彎矩 則m 試作圖示外伸梁的剪力圖和彎矩圖 并給出最大彎矩和最大剪力 選擇題 1 在推導彎曲正應力公式時 由于作了 縱向纖維互不擠壓 假設 從而有以下四種答案 正確的是 A 保證法向內力系的合力為零 B 使正應力的計算可用單向拉壓胡克定律C 保證梁為平面彎曲D 保證梁的橫向變形為零2 在推導梁平面彎曲的正應力公式時 下面哪條假設不必要 A B 平面假設C 材料拉壓時彈性模量相同D 材料的 3 由梁彎曲時的平面假設 經變形幾何關系分析得到的結果有四種答案 正確的是 A 中性軸通過截面形心B C D 梁只產生平面彎曲 4 下列截面中 彎曲中心與其形心重合的是 A Z字形型鋼B 槽鋼C T字形型鋼D 等邊角鋼 5 受力情況相同的三種等截面梁 它們分別由整塊材料或兩塊材料疊合 未粘接 組成 如圖所示 若用分別表示這三種梁中橫截面上的最大正應力 則下列結論正確的是 6 懸臂梁自由端外力沿y軸方向作用 C為截面形心 在如圖所示的四種情況中 能用公式計算截面應力的是 填空題1 如圖所示的簡之梁的EI已知 如在梁跨中作用一集中力F 則中性層在A處的曲率半徑 2 如圖所示的鑄鐵T字形截面梁的許用拉應力 t 50MPa 許用壓應力 c 200MPa 則上下邊緣距中性軸的合理比值y1 y2 C為形心 4 1 3 用矩形梁的切應力公式計算如圖所示截面AB線上各點的 時 式中的是面積 對中性軸z的靜矩 4 矩形截面梁若Fsmax Mmax和截面寬度b不變 而將高度增加一倍 則最大彎曲正應力為原來的 倍 最大彎曲切應力為原來的 倍 3 ABGH 4 1 4 1 2 計算題 1 如圖所示的箱式截面懸臂梁稱受均布載荷 試求 1 截面A B兩點處的正應力 2 該梁的最大正應力 解 2 已知 T形鑄鐵外伸梁 t 35MPa c 120MPa Iz 5000 104mm4 y1 70mm y2 130mm z軸過形心 試求 1 按圖 a 放置時的許用載荷 F 2 按圖 a b 兩種放置那種更合理 為什么 解 1 作彎矩圖 MB F MC 0 5F 由C截面得由B截面得又故取 F 25kN 2 按 b 圖求得 F 13 9kN 按圖 a 放置合理 填空題 1 寫出如圖所示梁的支承條件 光滑條件和連續(xù)條件 邊界條件 連續(xù)條件 光滑條件 2 應用疊加原理求梁的位移 必須滿足的條件有 小變形 材料服從胡克定律 3 已知如圖所示 a 梁B端的撓度為 轉角為 則圖 b 所示梁的C截面得轉角為 試指出用積分法求圖示外伸梁的彎曲變形時有幾個積分常數(shù) 并寫出確定這些積分常數(shù)時所用的邊界條件和連續(xù)條件 選擇題 1 如圖所示梁上a點的應力狀態(tài)正確的是 2 如圖所示的三種應力狀態(tài) a b c 之間的關系 正確的是 A 三種應力狀態(tài)相同B 三種應力狀態(tài)均不同C b 和 c 相同D a 和 c 相同 1 C2 D 3 關于如圖所示單元體屬于哪種應力狀態(tài) 有以下四種答案 正確的是 A 單向應力狀態(tài)B 二向應力狀態(tài)C 三向應力狀態(tài)D 純剪切應力狀態(tài) 4 關于如圖所示單元體的最大切應力作用面有下列四種答案 正確的是 5 三向應力狀態(tài)中 若三個主應力相等 則三個主應變?yōu)?6 已知如圖所示單元體x和y方向的線應變 關于有下列四種答案 正確的是 7 如圖所示應力狀態(tài) 按第三強度理論校核 強度條件為 8 兩危險點的應力狀態(tài)如圖所示 且 由第四強度理論比較其危險程度 下面正確的是 A a 應力狀態(tài)危險B b 應力狀態(tài)危險C 兩者的危險程度相同D 不能判斷 a b 9 折桿危險截面上危險點的應力狀態(tài) 如圖所示 正確答案是 填空題1 如圖所示梁的A B C D四點中 單向應力狀態(tài)的是 純剪應力狀態(tài)的是 在任何截面上應力均為零的點是 A B D C 2 A B兩點的應力狀態(tài)如圖所示 已知兩點處的主拉應力相同 則B處的 3 如圖所示單元體的最大切應力 40MPa 50MPa 4 某點的應力狀態(tài)如圖所示 已知材料的彈性模量E和波松比 則該點沿x和方向的線應變分別為 5 設單元體的主應力 1 2 3 則單元體只有體積改變而無形狀改變的條件是 單元體只有形狀改變而無體積改變的條件是 6 按第三強度理論計算如圖所示單元體的相當應力 r3 7 危險點接近于三向均勻受拉的塑性材料 應選用 強度理論進行計算 因為此時材料的破壞形式為 8 任一點的體積改變與 無關 而與該點任意三個相互垂直的 之和成正比 9 鑄鐵構件危險點的應力狀態(tài) 材料的E 均已知 莫爾強度理論的表達式為 若用第二強度理論和莫爾強度理論計算的結果完全一致 則兩理論的等效條件為 7 第一 斷裂8 切應力 主應力 選擇題 1 三種受壓桿如圖所示 設桿1 桿2和桿3中的最大壓應力 絕對值 分別用 max1 max2和 max3表示 它們之間的關系是 2 如圖所示結構 其中AD桿發(fā)生的變形為 A 彎曲變形B 壓縮變形C 彎曲與壓縮的組合變形D 彎曲與拉伸的組合變形 3 如圖所示Z形截面桿一端自由 在自由端作用一集中力F 這個桿的變形是 A 平面彎曲變形B 斜彎曲變形C 彎扭組和變形D 壓彎組和變形 4 用第三強度理論校核如圖所示桿的強度時 下列正確的是 填空題 1 如圖所示圓截面空間折桿 該桿各段的變形形式 AB段為 BC段為 CD段為 彎扭組和變形 彎曲變形 軸向壓縮變形 計算題 1 如圖所示傳動軸 B輪皮帶張力沿鉛錘方向 C輪皮帶張力沿水平方向 B C兩輪直徑為D 600mm 軸的 80MPa 試按第三強度理論確定軸徑d 解 B點右側截面為危險截面 2 直徑為d的圓截面鋼桿處于水平面內 AB垂直于CD 鉛錘作用力F1 2kN F2 6kN 如圖所示 已知d 7cm 材料 110MPa 用第三強度理論校核該桿的強度 解 A截面為危險面 安全 選擇題 1 如圖所示的中心受壓桿 其材料 長度及抗彎剛度相同 若兩兩對比 則臨界壓力相互關系為 2 如圖所示的是材料 截面形狀和面積都相同的壓桿AB和BC 桿長l1 2l2 在受壓時 其失穩(wěn)情況是 A AB桿先失穩(wěn)B BC桿先失穩(wěn)C 兩者同時失穩(wěn)D 無法判斷失穩(wěn)情況 3 若壓桿在兩個方向上的約束情況不同 且 那么該壓桿的合理截面應滿足 4 兩根中心受壓桿的材料和支撐情況相同 若兩桿的所有尺寸均成比例 即彼此幾何相似 則兩桿的臨界壓力 A 相等B 不等C 只有兩桿均為細長桿時 才相等D 只有兩桿均非細長桿時 才相等 5 兩根細長桿 直徑 約束均相同 但材料不同 且E1 2E2 則兩桿臨界應力的關系為 填空題 1 如圖所示的三種結構 各自的總長度相等 所有壓桿截面形狀和尺寸以及材料均相同 且均為細長桿 已知兩端鉸支壓桿的臨界壓力為Fcr 20kN 則圖 b 壓桿的臨界壓力為 圖 c 壓桿的臨界壓力為 80kN 80kN 2 將圓截面壓桿改成面積相等的圓環(huán)截面壓桿 其他條件不變 其柔度將 臨界應力將 3 非細長桿如果誤用了歐拉公式計算臨界力 結果比實際 橫截面上的正應力有可能 2 降低 增大3 大 超過比例極限 危險 計算題 如圖所示的結構 載荷F沿鉛錘方向 各桿材料的E 200GPa 1 100 2 61 6 臨界應力經驗公式 若穩(wěn)定安全因數(shù)nst 2 4 求此結構的許可載荷 F 解 選擇題 1 如圖所示的兩梁抗彎剛度相同 彈簧的剛度系數(shù)也相同 兩梁最大動應力的關系為 2 如圖所示的四根圓截面桿受沖擊載荷作用 桿 1 的重物F初始高度為零 h 0 桿 2 的重物F的初始高度為h 桿 3 的頂端有一橡皮墊 其厚度 h 桿 4 為變截面 這四根桿中動應力最小的是 A 1 B 2 C 3 D 4 填空題1 重為F的物體自由下落沖擊于梁上時 其動荷因數(shù)為 其中靜位移指的是梁上 點沿 方向的線位移 C點垂直 2 材料相同長度相等的兩桿如圖所示 圖 a 為等截面圓桿 圖 b 為變截面圓桿 圖 桿件承受沖擊載荷的能力強 因為 a 靜變形大 動荷因數(shù)小 動應力小 3 如圖所示懸臂梁AB 在B端受重物F的自由落體沖擊 設 st B h 當h增加一倍時 動荷因數(shù)增加 倍 選擇題 1 可以提高構件持久極限的有效措施是 A 增大構件的幾何尺寸B 提高構件表面的光潔度C 減小構件連續(xù)部分的圓角半徑D 盡量采用強度極限高的材料2 軸AB以轉速n轉動 受橫向力F和軸向力F1作用 如圖所示 關于1 1截面周邊上任一點的應力有 A 非對稱循環(huán)的交變應力B 對稱循環(huán)的交變應力C 脈動循環(huán)的交變應力D 不變的靜應力 3 關于理論應力集中系數(shù) 和有效應力集中系數(shù)K 下列說法正確的是 A 兩者都與構件的材料性質和幾何形狀有關 B 兩者都與構件的材料性質和幾何形狀無關 C 兩者都與構件的幾何形狀有關 與構件的材料性質無關 D 兩者都與構件的幾何形狀有關 K 與構件的材料性質無關 4 影響構件持久極限的主要因素有構件外形 構件尺寸 表面質量 其影響系數(shù)分別為有效應力集中系數(shù)K 尺寸系數(shù) 表面質量系數(shù) 它們的值域是 A K 1 1 1C K 1 1 1 可大于1 也可小于1 填空題 1 有效應力集中系數(shù)不僅與構件的形狀 尺寸有關 而且與 有關 2 表示交變應力情況的有5個量值 m 平均應力 a 應力幅 r 循環(huán)特征 及 max和 min 其中只有 個是獨立的 3 三根材料相同的試件 分別在循環(huán)特征r 1 r 0 r 0 5的交變應力下進行疲勞試驗 則 1 r 的持久極限最大 2 r 的持久極限最小 1 材料強度極限 b 2 2個3 05 1 4 構件的持久極限比材料的持久極限 填 高 或 低 影響構件的持久極限的主要因素是 和 5 疲勞破壞的三個階段是 6 某構件內一點處的交變應力隨時間變化的圖線如圖所示 則該交變應力的循環(huán)特征是 最大應力是 最小應力是 平均應力是 4 低 構件形狀 構件尺寸 表面加工質量5 裂紋形成 裂紋擴展 脆性斷裂6 0 5 100MPa 50MPa 25MPa 選擇題 1 如圖所示位同一根梁的三種載荷情況 但均在線彈性范圍內工作 下列正確的是 已知 2 抗拉剛度為EA的直桿受軸向拉伸如圖所示 該桿的變形能下列正確的是 3 懸臂梁如圖所示 加載次序有以下三種方式 第一種為F M同時按比例增加 第二種為先加F 后加M 第三種為先加M 后加F 在線彈性范圍內 它們的變形能應為 A 第一種大B 第二種大C 第三種大D 一樣大 填空題 1 材料相同的兩根圓截面直桿如圖所示 它們的變形能分別是 a 桿 b 桿 材料的彈性模量E已知 2 如圖所示桿AB在F1單獨作用時 其伸長為 在F2單獨作用時 其自由端的撓度為 則在F1 F2共同作用時桿的總變形能為