1、精品文檔精品文檔PAGEPAGE193精品文檔PAGE材料力學(xué)解析與思考題集第一章緒論和基本觀點(diǎn)一、選擇題1.對(duì)于確定截面內(nèi)力的截面法的合用范圍，有下列四種說(shuō)法：【D.合用于無(wú)論等截面或變截面、直桿或曲桿、基本變形或組合變形、橫截面或隨意截面的普通情況。2.對(duì)于下列結(jié)論的正確性：【C1.同一截面上正應(yīng)力與剪應(yīng)力必須相互垂直3.同一截面上各點(diǎn)的剪應(yīng)力必相互平行?！?.下列結(jié)論中那個(gè)是正確的：【B.若物體各點(diǎn)均無(wú)位移，則該物體必然無(wú)變形】4.根據(jù)各向同性假定，可認(rèn)為構(gòu)件的下列量中的某一種量在各方向都相同：【B材料的彈性常數(shù)】5.根據(jù)平均性假定，可認(rèn)為構(gòu)件的下列量中的某個(gè)量在各點(diǎn)處都相同：【C材料的

2、彈性常數(shù)】6.對(duì)于下列結(jié)論：【C1.應(yīng)變分為線應(yīng)變和切應(yīng)變2.應(yīng)變?yōu)闊o(wú)量綱量3.若物體的各部分均無(wú)變形，則物體內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)變均為零】7.單元體受力后，變形如圖虛線所示，則切應(yīng)變?yōu)椤綛2】二、填空題1.根據(jù)材料的主要性能作如下三個(gè)基本假定連續(xù)性假定，平均性假定和各向同性假設(shè)。2.構(gòu)件的承載能力包括強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性三個(gè)方面。3.圖示構(gòu)造中，桿1發(fā)生軸向拉伸變形，桿2發(fā)生軸向壓縮變形，桿3發(fā)生彎曲變形。4.圖示為構(gòu)件內(nèi)A點(diǎn)處取出的單元體，構(gòu)件受力后單元體的地點(diǎn)為虛線表示，則稱(chēng)du/dx為A點(diǎn)沿x方向的線應(yīng)變，dv/dy為【A點(diǎn)沿y方向的線應(yīng)變】，(a1a2)為【A在xy平面內(nèi)的角應(yīng)變】。5.認(rèn)為固體

3、在其整個(gè)幾何空間內(nèi)無(wú)空隙地充滿(mǎn)了物質(zhì)，這樣的假定稱(chēng)為連續(xù)性假定。根據(jù)這一假定，構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變和位移就能夠用坐標(biāo)的連續(xù)性函數(shù)來(lái)表示。6.在拉（壓）桿斜截面上某點(diǎn)處散布內(nèi)力集度稱(chēng)為應(yīng)力(或全應(yīng)力），它沿著截面法線方向的分量稱(chēng)為正應(yīng)力，而沿截面切線方向的分量稱(chēng)為切應(yīng)力。第二章桿件的內(nèi)力解析一、選擇題1.單位寬度的薄壁圓環(huán)受力如下列圖，p為徑向壓強(qiáng)，其n-n截面上的內(nèi)力FN有四個(gè)答案：【BpD/2】2.梁的內(nèi)力符號(hào)與坐標(biāo)系的關(guān)系是：【B剪力、彎矩符號(hào)與坐標(biāo)系無(wú)關(guān)】3.梁的受載情況對(duì)于中央截面為反對(duì)稱(chēng)（如圖）。設(shè)Fqa/2,FSC和MC表示梁中央截面上長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院的剪力和彎矩，則下列結(jié)論

4、中哪個(gè)是正確的？【BFSC0,MC0】4.若梁的受力情況對(duì)于梁的中央截面為反對(duì)稱(chēng)（如圖），則下列結(jié)論中哪個(gè)是正確的？【DFS圖對(duì)稱(chēng)，M圖反對(duì)稱(chēng)，中央截面上彎矩為零】5.圖示帶中間鉸的連續(xù)梁，AB和BC部分的內(nèi)力情況有四種答案：【DFS、M為零，F(xiàn)N不為零】6.懸臂梁受載如圖，彎矩圖有三種答案：圖（A）、圖（B），圖（C）?！綜】FN、FS相同，M不同】7.圖示受載梁，截面C左、右兩側(cè)的內(nèi)力有四種答案：【B8.簡(jiǎn)支梁承受散布載荷，取坐標(biāo)系如圖，則M、FS、q間的微分關(guān)系有四種答案：【BdFS/dxq,dM/dxFS】FS圖不變，只M圖改變】9.圖示梁中當(dāng)力偶m的地點(diǎn)改變時(shí)，有下列結(jié)論：【B10.

5、多跨靜定梁受載情況如圖。設(shè)MA、FSA分別表示截面A處彎矩和剪力的絕對(duì)值，則下列結(jié)論中那個(gè)是正確的？【Bl值越大，則MA也越大】11.多跨靜定梁的兩種受載情況（1）和(2)如圖。下列結(jié)論中那個(gè)是正確的？【D兩種的FS圖相同，M圖不同】二、填空題1.簡(jiǎn)支梁某一段受均布載荷時(shí)，最大的彎矩在散布載荷的協(xié)力作用點(diǎn)處。這只對(duì)受力對(duì)稱(chēng)，散布載荷的情況是正確的，而對(duì)受力不對(duì)稱(chēng)散布載荷的情況則是錯(cuò)誤的。2.圖示梁受散布力偶作用，其值沿軸線按線性規(guī)律散布，則B端支反力恒為m0/2，彎矩圖為二次曲線，Mmax發(fā)生在l/2處。第三章截面圖形的幾何性質(zhì)一、選擇題1、由慣性矩的平行移軸公式，Iz2的答案有四種：【CIz

6、2Izbh3】2、矩形截面，C為形心，陰影面積對(duì)(Sz)A,其余部分面積對(duì)ZC軸的靜矩為(Sz)B,(Sz)A與(Sz)A之間的關(guān)系有四種答案：【D(Sz)A=-(Sz)B】3、已知平面圖形的形心為C，面積為A，對(duì)z軸的慣性矩為Iz，則圖形對(duì)z1軸的慣性矩有長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院四種答案：【DIz1Iz(b2a2)A】4、對(duì)于矩形ABCD中各軸有四種判斷答案：【Cy1、y2不是主軸】5、O為直角三角形ABD斜邊上的中點(diǎn)，y、z軸為過(guò)中點(diǎn)O且分別平行于兩條直角邊的兩根軸，對(duì)于慣性積和慣性矩有四種答案：【CIyz0】6、y軸上、下兩部分圖形面積相等，y1軸經(jīng)過(guò)O點(diǎn)，對(duì)于y1軸有四種答案:【C不

7、是主軸】7、平面圖形對(duì)一組相互平行軸的慣性矩中，對(duì)形心軸的慣性矩有四種答案：【B最小】二、填空題1.已知ZC為形心軸，則截面對(duì)ZC軸的靜矩SZC=0，ZC軸上下兩側(cè)圖形對(duì)ZC軸的靜矩SZC（上）與SZC（下）的關(guān)系是SZC（上）=SZC（下）。2x軸/x1軸，已知三角形Ix3/12,-bh3bh則Ix12.圖示4.3.隨意平面圖形最少有一對(duì)形心主慣性軸，等邊三角形有無(wú)窮多對(duì)形心主慣性軸。第四章桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算一、選擇題1.低碳鋼試件拉伸時(shí)，其橫截面上的應(yīng)力公式FN/A【D在試件拉斷前都試用】2.等截面直桿受力F作用發(fā)生拉伸變形。已知橫截面面積為A，則橫截面上的正應(yīng)力和45o斜截面上的正應(yīng)力

8、分別為：【AF/A,F/(2A)3.拉（壓）桿應(yīng)力公式FN/A的應(yīng)用條件是：【B外力協(xié)力作用線必須沿著桿的軸線】4.低碳鋼拉伸經(jīng)過(guò)冷作硬化后，以下四種指標(biāo)中哪一種獲得提高：【B比率極限】5.脆性材料擁有以下哪一種力學(xué)性質(zhì)：【B壓縮強(qiáng)度極限比拉伸強(qiáng)度極限大得多】6.當(dāng)?shù)吞间撛嚰?shí)驗(yàn)應(yīng)力s時(shí)，試件將【D產(chǎn)生很大的塑性變形】7.伸長(zhǎng)率（延長(zhǎng)率）公式(l1l)/l100%中l(wèi)1指的是什么，有以下四種答案：【D斷裂后實(shí)驗(yàn)段的長(zhǎng)度】8.圖示構(gòu)造中二桿的材料相同，橫截面面積分別為A和2A,該構(gòu)造的許可載荷有四種答案：【BFN2A】9.在A、B兩點(diǎn)連結(jié)繩索ACB，繩索上懸掛重物P，如圖。點(diǎn)A、B的距離保持不變

9、，繩索的許用應(yīng)力。試問(wèn)：當(dāng)a角取何值時(shí)，繩索的用料最??？有四種答案【C45o】10.構(gòu)造如圖，載荷F可在橫梁（剛性桿）DE上自由移動(dòng)。桿1和桿2的橫截面積均為A，長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院許用應(yīng)力均為（拉、壓相同）。求載荷F的最大許可值。有四種答案：【B2A/3】11.切應(yīng)力互等定理合用情況有下列四種答案：【D空間隨意應(yīng)力狀態(tài)】12.圖示鉚釘連結(jié)，鉚釘?shù)臄D壓應(yīng)力bs是：【BF/(2dt)】13.圖示A和B的直徑都為d，則兩者中最大切應(yīng)力為【B4(ab)P/(ad2)】14.圖示兩木桿（I和）連結(jié)接頭，承受軸向拉力作用。【D4-4為擠壓面】15.對(duì)于受扭的圓軸，對(duì)于如下結(jié)論【C2.在橫截面上和包

10、含桿件軸線的縱橫截?cái)嗝嫔暇鶡o(wú)正應(yīng)力3.圓軸內(nèi)最大拉應(yīng)力的值和最大切應(yīng)力的值相等】16.軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力公式pTp/IP合用于如下截面軸，有四種答案;【C圓形截面軸】17.公式pTp/IP對(duì)圖示四種橫截面桿受扭時(shí)，合用的截面有四種答案：（注：除（D外）其余為空心截面）【A】18.內(nèi)徑與外徑的比值為ad/D的空心圓軸，兩頭承受力偶發(fā)生扭轉(zhuǎn)。設(shè)四根軸a分別為0、0.5、0.6和0.8，但橫截面面積相等，其承載能力最大的軸有四種答案：【Da0.8】19.在圖示受扭圓軸橫截面上的切應(yīng)力散布圖中：【D】20.圖示圓桿，材料為鑄鐵，兩頭受力如圖，桿的損壞截面有四種答案：【B沿螺旋面1-1損壞】21.成立圓軸的扭

11、轉(zhuǎn)應(yīng)力公式pTp/IP時(shí)，“平面假定”起到的作用有下列四種答案：【B“平面假定”給出了圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形規(guī)律；】22.成立圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力公式pTp/IP時(shí)，沒(méi)有直接用到的關(guān)系式，現(xiàn)有四種答案：【C切應(yīng)力互等定理】23.隨意截面形狀的等直梁在彈性純彎曲條件下，中性軸的地點(diǎn)問(wèn)題有四種答案：【B經(jīng)過(guò)橫截面的形心】24.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并列或兩塊材料疊合（未粘接）組成，如圖（1）、（2）、（3）所示。采用max1、max2、max3分別表示這三種梁中橫截面上的最大正應(yīng)力，則下列結(jié)論中那個(gè)正確的？【Bmax1=max2max3】25.一梁擬用圖示方式放置，則兩種情況

12、下的最大應(yīng)力之比(max)a/(max)b為：【A1/4】26.圖示矩形截面采用兩種放置方式，從彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度觀點(diǎn)，承載能力（b）是（a）的多少倍？【A2】27.在推導(dǎo)彎曲正應(yīng)力公式My/Iz，由于作了“縱向纖維互不擠壓”假定，進(jìn)而有以下四種答案：【B使正應(yīng)力的計(jì)算可用單向擠壓胡克定律】長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院28.在推導(dǎo)梁平面彎曲的正應(yīng)力公式My/Iz，下面哪條假定不必要：【D材料的tc29.由梁彎曲時(shí)的平面假定，經(jīng)變形幾何關(guān)系解析獲得的結(jié)果有四種答案：【Cy/p】30.理想彈塑性材料梁，在極限彎矩作用下，截面上的中性軸地點(diǎn)有四種答案：【D將截面分紅面積相等的兩部分】31.圖示梁，采用加副

13、梁的方法提高承載能力，若主梁和副梁材料相同，截面尺寸相同，則副梁的最正確長(zhǎng)度有四種答案：【Bl/4】32.對(duì)于相同的橫截面積，同一梁采用下列何種截面，其強(qiáng)度最高?！綛】33.一鑄鐵工字形截面梁，欲在跨中截面腹板上鉆一圓孔布置有四種如圖：【D】34.如下列圖的懸臂梁，自由端受力偶M作用，梁中性層上正應(yīng)力及切應(yīng)力有四種答案：【C0,0】35.所謂等強(qiáng)度梁有以下四種定義：【D各橫截面最大正應(yīng)力相等】36.已知懸臂梁AB的橫截面邊為等邊三角形，C為形心，梁上作用有均布載荷q，其方向及地點(diǎn)如下列圖，該梁變形有四種答案：【A平面彎曲】37.偏心壓縮時(shí)，截面的中性軸與外力作用點(diǎn)位于截面形心的兩側(cè)，則外力作用

14、點(diǎn)到形心之距離e和中性軸到形心之距離d之間的關(guān)系有四種答案：【Ce越小，d越大】38.在圖示桿件中，最大壓應(yīng)力發(fā)生在截面上哪一點(diǎn)，現(xiàn)有四種答案：【CC點(diǎn)】39.一空心立柱，橫截面邊界為正方形，內(nèi)邊界為等邊三角形（二圖形形心重合）。當(dāng)立柱受沿圖示a-a線的壓力時(shí)，此立柱變形形態(tài)有四種答案：【B平面彎曲與中心壓縮組合】40.圖示矩形截面偏心受壓桿發(fā)生的變形有下列四種答案：【C軸向壓縮和斜彎曲組合】41.正方形截面的懸臂梁，長(zhǎng)為l，自由端受集中力F作用，力F的作業(yè)線方向如下列圖。關(guān)Wx、Wy、W,、W,，于下列闡述（式中xy分別為梁截面對(duì)x、y、y軸的抗彎截面系數(shù)）：【D2.maxFcos(45o)

15、l/Wx,Fsin(45o)l/Wy,3.max(Fcos)l/Wx】42.一空間折桿受力如下列圖，則AB桿的變形有四種答案：【A偏心拉伸】43.三種受壓桿如圖，設(shè)桿1、桿2和桿3中的最大壓應(yīng)力（絕對(duì)值）分別用max1、max2和max3表示，它們之間的關(guān)系有四種答案：【Cmax1max2max3】二、填空題1.對(duì)于沒(méi)有顯然服氣階段的塑性材料，平時(shí)用0.2表示其服氣極限。0.2是塑性應(yīng)變等于長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院0.2%時(shí)的應(yīng)力值。2.鑄鐵壓縮試件，損壞是在與軸成450角的斜截面發(fā)生剪切錯(cuò)動(dòng)，是由于最大切應(yīng)力惹起的。3.標(biāo)距為100mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，直徑為10mm，拉斷后測(cè)得伸長(zhǎng)后的標(biāo)距為1

16、23mm，頸縮處的最小直徑為6.4mm，則該材料的延長(zhǎng)率=23%，截面收縮率=59%。4.a、b、c三種材料的應(yīng)力一應(yīng)變曲線如下列圖，其中強(qiáng)度最高的材料是a，彈性模量最小的材料是c，塑性最好的材料是c.5.如下列圖三個(gè)單元體，虛線表示其受力的變形情況，則單元體（a）切應(yīng)變a0；單元體（b）的切應(yīng)變b2a；單元體（c）的切應(yīng)變ca。6.圖示鉚釘構(gòu)造，在外力作用下可能產(chǎn)生的損壞方式有：（1）鉚釘剪切損壞；（2）鋼板和鉚釘擠壓損壞；（3）鋼板拉伸損壞；（4）鋼板端部剪切損壞。7.圖示木榫接頭，其剪切面面積為ab，擠壓面積為bc，拉斷面面積為0.5b(hc)。8.厚度為t的基礎(chǔ)上有一方柱，柱受軸向壓力

17、F作用，則基礎(chǔ)剪切面面積為4at，擠壓面積a2。9.圖示在拉力F作用下的螺栓，已知材料的剪切許用應(yīng)力是拉伸許用應(yīng)力的0.6倍。螺栓直徑d和螺栓頭高度h的合理比值是2.4。10.擠壓壓力bs與壓應(yīng)力c比較，其相同之處是bs與c應(yīng)力矢量箭頭方向指向截面；不同之處是bs為局部應(yīng)力，c為非局部應(yīng)力。11.剪切胡克定律可表示為Gr，該定律的應(yīng)用條件是切應(yīng)力未超過(guò)剪切比率極限即。12.由切應(yīng)力互等定理可知，圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)在縱截面上有平行于軸線的切應(yīng)力，在軸線處其切應(yīng)力值為0。13.圓截面桿扭轉(zhuǎn)時(shí)，最大拉應(yīng)力max發(fā)生在與軸線成450角的螺旋截面上；最大切應(yīng)力發(fā)生在與軸線成900角的橫截面上。14.圓截面等直桿

18、受力偶作用如圖（a），試在圖（b）上畫(huà)出ABCD截面（直徑面）上沿BC線的切應(yīng)力散布。15.切應(yīng)力互等定理可表述為在相互垂直平面上，切應(yīng)力成對(duì)存在且數(shù)值相等，兩者都垂直于兩個(gè)平面的交線，方向則共同指向或共同背離這一交線。16.圖示受扭圓桿嗎，沿與軸向成450方向損壞，說(shuō)明桿的材料為脆性材料。并在圖上畫(huà)出外力偶方向。17.一受扭等截面圓軸，當(dāng)直徑縮小一半時(shí)，其最大切應(yīng)力是原來(lái)的8倍。長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院18.圓軸的極限扭矩是指橫截面上切應(yīng)力都達(dá)到剪切服氣極限時(shí)，圓軸所擔(dān)當(dāng)扭矩。對(duì)于理想彈塑性材料，等直圓軸的極限扭矩是剛開(kāi)始出現(xiàn)塑性變形時(shí)扭矩的4/3。19.用矩形梁的切應(yīng)力公式FSSz*/(

19、bIz)計(jì)算圖示截面AB線上各點(diǎn)的時(shí)，式中的Sz*是面積ABGH或面積ABCD的負(fù)值對(duì)中心軸z的靜矩。t小于許用壓應(yīng)力c，如果不改變截面尺寸而要提20.某鑄鐵梁，已知：許用拉應(yīng)力高梁強(qiáng)度。（C為形心）可形的方法是：截面倒量。21.若變截面梁各橫截面上的最大正應(yīng)力相等且都等于許用應(yīng)力，就是等強(qiáng)度梁。22.圖中（A）和（B）截面梁的材料相同，（B）梁為疊合梁，層間無(wú)摩擦。從強(qiáng)度考慮，（A）梁所能承受的最大荷載與（B）梁所能承受最大荷載之比為2:1。23.圖示由木、鋼兩種材料組成的矩形橫截面彎曲梁，木、鋼的彈性模量分別為E110GPa,E2210GPa，則木材與鋼材所受彎矩之比M1:M21:4.2。

20、25.圖示受壓桿橫截面最大壓應(yīng)力的地點(diǎn)在切四段各截面be邊上各點(diǎn)處。26.Z形截面懸臂梁，受圖示外力作用時(shí)，變形形式為斜彎曲。27.圖為懸臂梁的橫截面圖形，若在梁的自由端作用有垂直梁軸的力F，其作用方向在圖中以虛線表示，圖（a）的變形為斜彎曲；圖（b）的變形為平面彎曲。偏心壓縮實(shí)際上就是軸向壓縮和彎曲的組合變形問(wèn)題。第五章桿件的變形與剛度計(jì)算一、選擇題1.在彈性范圍內(nèi)尺寸相同的低碳鋼和鑄鐵拉伸試件，在同樣載荷作用下，低碳鋼試件的彈性變形為1，鑄鐵的彈性變形為2，則1與2的關(guān)系是：【B1(Fcr)b，(Fcr)c(Fcr)d；（B）(Fcr)a(Fcr)d；C）(Fcr)a(Fcr)b，(Fcr

21、)c(Fcr)d；（D）(Fcr)a(Fcr)b，(Fcr)cV2V3V4；（B）V1V2V3V2V4；（D）V1V3(d)b；（C）(d)a(d)b；（C）(d)a(d)b；（D）無(wú)法比較。8、邊長(zhǎng)為d的正方形截面桿（1）和（2），桿（1）為等截面，桿（2）為變截面，如圖所示。兩桿受同樣的沖擊荷載作用，對(duì)于這兩種情況的動(dòng)荷系數(shù)Kd和桿內(nèi)最大動(dòng)荷應(yīng)力dmax，有下列結(jié)論，正確答案是（A）。長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院PPhDddlL(1)(2)（A）(Kd)1(Kd)2，(dmax)1(dmax)2；（B）(Kd)1(dmax)2；（C）(Kd)1(Kd)2，(dmax)1(Kd)2，(dmax

22、)1(dmax)2。二、填空題1、圖示均質(zhì)等截面鋼桿AB，繞y軸以等角速度截旋轉(zhuǎn)時(shí)，最大應(yīng)力發(fā)生在B面；最小應(yīng)力發(fā)生在A截面。yACAPhBBCDl/2l/2l/3l/2l題1圖題2圖Kd2h12、重為P的物體自由下落沖擊于梁上時(shí)，其動(dòng)荷系數(shù)為Vst。其中靜位移一項(xiàng)，指的是梁上C點(diǎn)沿鉛垂方向的線位移。4pl3、圖示梁在突加載荷作用下其最大彎矩Mdmaxq。APBC2l/3l解答：突加載荷Kd2hh021VstMstmax2Pl2Pl3g93MdKdMst4Pl9土木與建筑學(xué)院長(zhǎng)沙理工大學(xué)max4、材料相同長(zhǎng)度相等的兩桿如圖（a）、（b）所示，圖（a）為等截面圓桿，圖（b）Vst為變截面圓桿，圖

23、（a）桿件承受沖擊荷載的能力強(qiáng)，因?yàn)樽兘孛鏃U2等截面桿。PPh2dddl/10l(a)(b)三、計(jì)算題1、用兩根吊索向上勻加快平行地吊起一根32a的工字鋼（工字鋼單位長(zhǎng)度重qst516.8N/m，Wz70.810-6m3），加快度a10m/s2，吊索橫截面面積A1.0810-4m2，若不計(jì)吊索自重，計(jì)算吊索的應(yīng)力和工字鋼的最大應(yīng)力。ayaz2m8m2m工32a解答：1）qd1aqst1044Nmg2）Fy0,2FNdqd120可解得：FNd6264N對(duì)吊索：dFNd6264N58MPaA1.08104對(duì)工字鋼梁：Mdmax6264NgmdmaxMdmax626488MPaWz70.8106長(zhǎng)沙

24、理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院2、桿AB繞鉛垂軸在水平面內(nèi)作勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，桿端B有一重量為P的重物，桿橫截面面積為A，抗彎截面系數(shù)為W，許用應(yīng)力為，不計(jì)桿自重，試確定桿所允許的最大角速度。ABPl解答：轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)AB桿為拉伸與彎曲的組合變形，危險(xiǎn)截面在A截面，危險(xiǎn)點(diǎn)在其上邊緣處。al2慣性力FdmaxmanMdmaxPlgMdmaxFdmaxdPl2在危險(xiǎn)點(diǎn)處，有：dmaxPlWzAzWgAmaxPl1ggaW3、圖示均質(zhì)桿AB，長(zhǎng)為l，重量為P，以等角速度繞鉛垂軸在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，求AB桿內(nèi)的最大軸力，并指明其作用地點(diǎn)。xABl解答：qdPgaP2gllglP2x2FNdxxdxP2qdldlx00glg

25、l2當(dāng)xl時(shí)，F(xiàn)NdmaxP2l2P2lgllglg24、圓軸AB，在B端裝有飛輪C，軸與飛輪以角速度作等角速度旋轉(zhuǎn)，飛輪對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J，軸質(zhì)量忽略不計(jì)。試求當(dāng)A端被突然制動(dòng)時(shí)，軸內(nèi)的最大切應(yīng)力。設(shè)圓長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院軸的抗扭剛度為GIP，抗扭截面系數(shù)為WP。CABl解答：在A段剎車(chē)時(shí)飛輪損失的動(dòng)能，Ek1I2而變形能：102，勢(shì)能：UL2MdEdpEkEpUL由能量守恒定理可知即：Md2l1I22GIP2TdMdgGIPIldmaxTdgGIPIWpWp5、材料相同的兩桿，a200mm，A100mm2，重物重量P10N，h100mm，材料彈性模量E200GPa，試用近似動(dòng)荷系

26、數(shù)公式Kd=(2h/st)1/2比較此二桿的沖擊應(yīng)力。h4AaAAa4Aa解答：變截面桿：P2astE4AdmaxKdKd1PaEAstmax20.1115511071.53100.27422001091001061.510mm1.510m11.5510010115.5MPa105100等截面桿：stKd1120.1817.493107P3a2003100.21063107mm3104mEA109100817.491081.7MPadmaxKdstmax100106maxdmax115.51.414281.7長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院6、圖示矩形截面鋼梁，A端是固定鉸支座，B端為彈簧支承。在該

27、梁的中點(diǎn)C處受到重量為P40N的重物，自高度h60mm處自由下落沖擊到梁上。已知彈簧剛度k25.32N/mm，鋼彈性模量E210GPa，。求梁內(nèi)最大沖擊應(yīng)力（不計(jì)梁的自重）。PACh10B40040040解答：沖擊點(diǎn)：VstWcB2Pl31P248EI2K400.83401.004mm4821010910.040.013425.3210312Kd112h120.0611.98Vst11.004103stmaxMmax400.812MPaWz0.04240.016dmaxKdstmax11.9812143.76MPa7、圖示工字鋼梁右端置于彈簧上，已知Iz1130104mm4，Wz141103m

28、m3，彈簧常數(shù)k0.8kN/mm，梁彈性模量E200GPa，160MPa，重物P自由下落，求許可下落高度h。P=5kNhz1m1m工16解答：沖擊點(diǎn)：Pl31P2Vst48EI2K51032351031.93mm48200109113010840.8106stmaxMmaxpl5103217.73MPaWz4Wz4141106土木與建筑學(xué)院長(zhǎng)沙理工大學(xué)Kd112hVstdmaxKdstmaxh61.17103m61.17mm8、自由落體沖擊如圖，沖擊物重為P，離梁頂面的高度為H，梁的跨度為l，矩形截面尺寸為bh，材料的彈性模量為E，求梁的最大撓度。HPBCAhl/2l/2l/2b解答：Kd11

29、2hVst其中VstPl3,Ibh348EI12WcdKdWcst2h2hKd131Vstl112Pl3Pl3Pl3WcstPlPllWdst32EIB216EI48EI48EI232EIWmaxWcdKdWcst112hPl3Pl332EI48EI9、AB梁支承在二懸臂梁的端點(diǎn)，有重P的物體自h高處自由下落在AB梁的中點(diǎn)，三根梁的長(zhǎng)度和EI均相同，AB梁的抗彎截面系數(shù)為W，求梁的dmax。PhABlll解答：沖擊點(diǎn)：VstWAWBWAB2Pl3Pl33Pl323EI48EI16EI長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院stmaxMABmaxplWz4WzKd112h132hEIV3Pl3stPldKds

30、tKd4Wmaxmax10、等截面剛架的抗彎剛度為EI，抗彎截面系數(shù)為W，重物P自由下落時(shí)，求剛架內(nèi)最大動(dòng)應(yīng)力dmax（不計(jì)軸力）。Paha解答：沖擊點(diǎn)：VaMx1Mx1dx1aMx2Mx2dx2Vst00PEIPEIP1aPx1x1dx1aPaadx2EI00Pa3Pa33EIEI4Pa33EIQKd112h113EIhV2Pa3stdmaxKdVstmaxKdPa113EIhPaW2Pa3W11、設(shè)重量為P的物體，以速度v水平?jīng)_擊到直角剛架的C點(diǎn)，試求最大動(dòng)應(yīng)力。已知AB和BC為圓截面桿，直徑均為d，材料的彈性模量為E。CvPaABl長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院解答：沖擊點(diǎn)：cVaMx1Mx

31、1dxaMx2Mx2dxV2stP0EIP10EIP1ax1dx1aEI0Px1Paadx20Pa3Pa2l3EIEIQKdV2VcgVstPa3Pa2lg3EIEIstmaxPaP32Pa4PWzAd3d2KdVstmaxV32Pa4PdmaxPa3Pa2ld3d2P的重物12、圖示AB、CD兩梁材料、橫截面均相同，二者互相垂直放置。在重量為g3EIEI沖擊下，求兩梁最大正應(yīng)力之比和各自吸收的能量之比。llAPBDCll解答：MstmaxCDP2lKd11dmaxCDstmaxCDW24dmaxABKdstmaxABMstmaxABP2l2W4PdCDVdCDPP3VCDKdPstCDKdV

32、stCD2l1222248EIVABPdABVdABKdPstABKdVstABPP342l248EI13、圖示重物P從高度H處自由下落到鋼質(zhì)曲拐上，AB段為圓截面，CD段為矩形截面，試按第三強(qiáng)度理論寫(xiě)出截面A的危險(xiǎn)點(diǎn)的相當(dāng)應(yīng)力（自重不計(jì)）。AdHPhCBbla長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院解答：沖擊點(diǎn)：cVaMx1Mx1dx1lMx2Mx2dx2lTx2Tx2dx2VstP0EIBCP0EIABP0GIPABP1a1ax2dx21aPaadx2Px1x1dx1Px20EIBC0EIAB0GIPABPa3Pl3Pa2l3EIBC3EIABGIPAB4Pa364Pl332Pa2lEbh33Ed4Gd

33、4QKd112hVstc32221M2T2122PlPar3stPlPad3WW故截面A的危險(xiǎn)點(diǎn)的相應(yīng)應(yīng)力：r3dKdr3st14、求當(dāng)重量為P的重物自由落下沖擊AB梁時(shí)C點(diǎn)的撓度。DPEAlhEIACBl/2l/2解答：沖擊點(diǎn)：cPlPl3Vst4EI48EIKd12h1VstcVstcKdVstc代入可求得。第11章疲勞與斷裂一、選擇題長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院1、圓軸受力如圖，當(dāng)它以等角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，其橫截面上危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力有四種答案，正確答案是（B）。FCl/2l/2（A）脈動(dòng)循環(huán)；（B）對(duì)循環(huán)稱(chēng)；（C）不變的彎曲應(yīng)力；（D）非對(duì)稱(chēng)的循環(huán)。2、受F力作用的圓軸，在=300范圍內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，則

34、跨中橫截面上B點(diǎn)的應(yīng)力循環(huán)有四種答案，正確答案是（B）。BF（A）對(duì)循環(huán)稱(chēng)；（B）脈動(dòng)循環(huán)；（C）非脈動(dòng)循環(huán)；（D）靜荷應(yīng)力。3、在圖示交變應(yīng)力-t曲線情況下，其平均應(yīng)力、應(yīng)力幅和循環(huán)特點(diǎn)有四種答案，正確答案是（B）。（MPa）600t10（A）m=25MPa,=35MPa,r=-6；（B）m=25MPa,=35MPa,r=-1/6；（C）m=35MPa,=25MPa,r=-6；（D）m=35MPa,=25MPa,r=-1/6。解答：m1maxmin1601025MPa22a1maxmin1601035MPa224、圖示四種交變應(yīng)力，哪min10一種1同時(shí)知足條件：r0和m+1，1，1；（B）

35、K1，1；（C）K1，1，1，可大于1，也可小于1。9、能夠提高構(gòu)件長(zhǎng)久極限的有效舉措有如下四種答案，正確答案是（B）。（A）增大構(gòu)件的幾何尺寸；（B）提高構(gòu)件表面的光潔度；（C）減小構(gòu)件連結(jié)部分的圓角半徑；（D）盡量采用強(qiáng)度極限高的材料。長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院10、圖示以角速度旋轉(zhuǎn)的圓軸，需在其表面打上鋼印，從疲勞強(qiáng)度考慮打鋼印最合適處有四種選擇，正確答案是（D）。FaaaABCDE（A）AB段；（B）BC段；（C）CD段；（D）DE段。二、填空題1、表示交變應(yīng)力情況的有5個(gè)量值：（平均應(yīng)力），（應(yīng)力幅），r（循環(huán)特點(diǎn)），m及max和min，其中只有2個(gè)是獨(dú)立的。2、某構(gòu)件內(nèi)一點(diǎn)處的交變

36、應(yīng)力隨時(shí)間變化的圖線如下列圖，則該交變應(yīng)力的循環(huán)特點(diǎn)是0.5，最大應(yīng)力是是m25MPa。max100MPa，最小應(yīng)力是min50MPa，平均應(yīng)力(MPa)H1000t(s)-50w題2圖題3圖解答：min500.5100maxm1maxmin11005025MPa223、圖示簡(jiǎn)支梁在電動(dòng)機(jī)重力作用下，中間截面的撓度w5mm，開(kāi)動(dòng)電機(jī)后，梁發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)，中間截面的振幅B3mm，則梁內(nèi)危險(xiǎn)點(diǎn)在重力作用下的循環(huán)特點(diǎn)r1，開(kāi)1動(dòng)電機(jī)后的循環(huán)特點(diǎn)r。4解答：簡(jiǎn)支架承受電機(jī)作用發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)如圖。若在電機(jī)作用下，跨出的靜撓度為f，梁強(qiáng)迫振動(dòng)的振幅為B，則危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力的循環(huán)特點(diǎn)：fB531fB5344、在交變應(yīng)

37、力作用下，經(jīng)過(guò)好多次應(yīng)力循環(huán)后，構(gòu)件表面將形成宏觀裂紋，裂紋周邊長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院地區(qū)的材料處于三向拉伸應(yīng)力狀態(tài)。5、疲勞損壞的三個(gè)階段是：裂紋形成（萌發(fā)），裂紋擴(kuò)展，突然斷裂（脆斷）。6、疲勞損壞的主要特點(diǎn)有損壞時(shí)，應(yīng)力遠(yuǎn)小于靜強(qiáng)度極限；顯然塑性變形下突然斷裂；端口處呈圓滑和顆粒狀粗拙的兩個(gè)地區(qū)。7、提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的主要舉措有：減緩應(yīng)力集中，提高表面圓滑度，表面滲碳、氯的辦理。8、構(gòu)件的長(zhǎng)久極限比材料的長(zhǎng)久極限低（填“高”或“低”），影響構(gòu)件的長(zhǎng)久極限的主要因素有：構(gòu)件外形的影響、構(gòu)件尺寸的影響和構(gòu)件表面質(zhì)量的影響。9、在對(duì)稱(chēng)循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度條件能夠?qū)懗桑貉h(huán)應(yīng)變應(yīng)力下的許用應(yīng)

38、力。max1，這里1是構(gòu)件在對(duì)稱(chēng)10、如部件的規(guī)定安全因數(shù)為n，疲勞工作安全因數(shù)為n，則用安全因數(shù)表示的疲勞強(qiáng)度條件為nn。第12章扭轉(zhuǎn)與彎曲的幾個(gè)補(bǔ)充問(wèn)題一、選擇題1、矩形截面桿受扭時(shí)，橫截面上邊緣各點(diǎn)的切應(yīng)力必平行于截面周邊，且在截面角點(diǎn)處切應(yīng)力為零。導(dǎo)出上述結(jié)論的根據(jù)是什么？有四種答案，正確答案是（D）。（A）平面假定；（B）變形協(xié)調(diào)條件；（C）剪切胡克定律；（D）切應(yīng)力互等定理。2、截面為圓形的開(kāi)口薄壁桿（1）和閉口薄壁桿（2）發(fā)生自由扭轉(zhuǎn)，如兩桿的平均半徑、壁厚、長(zhǎng)度和所受扭矩相同，則兩桿的最大切應(yīng)力的關(guān)系有四種答案，正確答案是（B）。（A）12；（C）1=2；（D）無(wú)法比較；3、影

39、響梁截面彎曲中心地點(diǎn)的主要因素有四種答案，正確答案是（C）。（A）材料的力學(xué)性質(zhì)；（B）荷載的散布情況；長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院（C）截面的幾何形狀和尺寸；（D）支承條件。4、槽形截面梁受橫向力作用產(chǎn)生平面彎曲時(shí)，橫向力F經(jīng)過(guò)彎曲中心是為了獲得以下結(jié)果，正確答案是（D）。FeA）切應(yīng)力沿截面周邊作用；（B）上下翼緣的切應(yīng)力增大；C）腹板上切應(yīng)力散布平均；（D）除去截面上散布切應(yīng)力惹起的扭轉(zhuǎn)作用；5、懸臂梁端部受集中力F作用（F垂直于軸線），截面形狀及況，圖中C為形心。使梁只發(fā)生平面彎曲的是哪一種？正確答案是（FFFFaCCCa(A)(B)(C)的方向如圖示四種情）。FC(D)6、圖示懸臂梁的

40、A截面，除有繞中性軸的轉(zhuǎn)動(dòng)外，還有（C）。(A)F(B)C（A）下移；（B）只有順針向轉(zhuǎn)動(dòng)；（C）下移并順針向轉(zhuǎn)動(dòng)；（D）下移并逆針向轉(zhuǎn)動(dòng)；7、圖示Z形截面桿一端自由，在自由端作用集中力F，這個(gè)桿的變形設(shè)有四種答案，正確答案是（B）。CF長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院（A）平面彎曲變形；（B）斜彎曲變形；（C）彎扭組合變形；（D）壓彎組合變形。8、開(kāi)口薄壁管一端自由，自由端受集中力F作用，梁的橫截面和力F作用線如下列圖（C為橫截面形心），該梁的變形形態(tài)有四種答案，正確答案是（D）。FC（A）平面彎曲；（B）斜彎曲；（C）平面彎曲+扭轉(zhuǎn)；（D）斜彎曲+扭轉(zhuǎn)。9、懸臂梁的橫截面為等邊角鋼，外力F垂直于

41、梁軸，其作用線與形心軸y重合，那么該梁所發(fā)生的變形有四種答案，正確答案是（C）。FxCzy（A）平面彎曲；（B）兩個(gè)相互垂直平面（xy面和xz面）內(nèi)的平面彎曲；（C）扭轉(zhuǎn)和斜彎曲；（D）斜彎曲。二、填空題1、圖示兩薄壁截面扭桿：ABETCD(a)(b)（a）桿危險(xiǎn)點(diǎn)位于A點(diǎn)，（b）桿危險(xiǎn)點(diǎn)位于D點(diǎn)。2、下列截面中，彎曲中心與其形心重和者是（A）（E）。（A）工字形鋼；（B）槽鋼；（C）T字形型鋼；（D）等邊角鋼；（E）Z字形型鋼；長(zhǎng)沙理工大學(xué)土木與建筑學(xué)院3、梁只發(fā)生彎曲，不發(fā)生扭轉(zhuǎn)的條件是使橫向力經(jīng)過(guò)。4、一等邊角鋼懸臂梁。在自由端作用一垂直梁軸的集中力F，其作用地點(diǎn)如下列圖。該梁的變形為正面彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形（彎扭組合變形）。FC題4圖題5圖5、試畫(huà)出下列各薄壁截面彎曲中心的大體地點(diǎn)。若剪力FS的方向垂直向下，試畫(huà)出切應(yīng)力流的方向。6、圖示薄壁截面梁，若剪力