材料力学学习指导一.docx
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材料力学学习指导一.docx
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材料力学学习指导一
材料力学学习指导一
第一章绪论第二章拉伸、压缩与剪切
一、基本概念
1、构件;2、强度;3、刚度;4、稳定性;5、承载能力;6、变性固体;7、静荷载;8、动荷载;9、外力;10、内力;11、应力;12、正应力;13、切应力;14、变形;15、位移;16、弹性变形;17、塑性变形;18、应变;19、正应变;20、切应变;21、轴向拉压;22、剪切;23、扭转;24、弯曲;25、轴向拉压的力学模型;26、轴力;27、材料力学性能;28、弹性极限;29、屈服极限;
30、强度极限;31、弹性模量;32、伸长率;33、断面收缩率;34、名义屈服极限;35、失效;36、安全系数;37、许用应力;38、强度条件;39、泊松比;
40、超静定;41、温度应力;42、装配应力;43、应力集中;44、圣维南原理;
45、剪切面;46、挤压面。
二、基本理论
1、连续性假设;2、均匀性假设;3、各向同性假设;4、小变形假设;5、轴向拉压横截面上的应力计算公式;6、轴向拉压斜截面上的应力计算公式;7、胡克定律;8、轴向拉压的强度条件;9、轴向拉压强度条件的三个应用;10、轴向拉压变形计算公式;11、剪切强度条件;12、挤压强度条件。
三、基本方法
1、截面法;2、平衡法。
四、典型题:
P16-17例2-2,P29-31,例,2-3,例2-4,P33-35,例2-6,例2-7,P49-52,,例,2-14,例2-15,例,2-16,例2-17。
P53-70习题2-1,习题2-2,习题2-4,习题2-6,习题2-7,
习题2-10,习题2-11,习题2-12,习题2-13,习题2-14,
习题2-17,习题2-26,习题2-30,习题2-38,习题2-39,
习题2-55,习题2-56,习题2-57,习题2-63,习题2-64。
材料力学单元测验一
一、判断题:
(对√,错ⅹ)
1、材料力学的主要研究对象是等截面直杆。
()
2、材料力学研究的问题仅限于线弹性、小变形。
()
3、两根材料不同,截面面积不同,轴向拉力相同时,其内力是相同的。
()
4、两根材料不同,截面面积不同,内力相同时,其应力是相同的。
()
5、材料的力学性能是指材料在外力作用下表现出的变形与破坏的特性。
()
6、卸除外力后能完全恢复的变形为塑性变形。
()
7、卸除外力后不能完全恢复的变形为弹性变形。
()
8、断裂和出现塑性变形统称为失效。
()
9、产生0.2%的应变所对应的应力值作为屈服极限应力。
()
10、低碳钢拉伸断裂后的断口形状于轴线成450。
()
二、填空题:
1、构件安全正常工作应满足()、刚度和()的要求,设计构件时还必须尽可能地合理选用材料和(降低材料消耗量),以节约资金或减轻构件自重。
2、在材料力学的理论分析中,以均匀()、()的可变形固体作为力学模型,且在大多数场合下局限在弹性范围内的()条件下进行研究。
3、作用于杆件上的的作用线与杆件重合称为轴向拉压。
4、平面假设是指变形前为变形后仍为且仍垂直于轴线的变形。
5、因杆件外形突然变化而引起的局部应力急剧增大的现象称为。
6、铸铁压缩试件,破坏是在截面发生剪切错动,是由于引起的。
7、三根杆的尺寸相同、但材料不同,材料的应力-应变曲线如图。
问
材料的强度高材料的刚度大塑性好。
8、已知低碳钢的应力应变曲线,在点f试件被拉断,图中代表延伸率的线段是:
,代表消失的弹性变形的线段是 。
二、选择题
1、各向同性假设认为材料内部各点的()是相同的。
A.力学性质B.几何特性C.内力D.位移。
答:
A.力学性质(力学性能、机械性能)。
2、根据小变形假设可以认为()。
A.构件不变形B.构件不破坏C.构件仅发生弹性变形
D.构件的变形远小于构件的原始尺寸。
3、()。
4、
5、下列杆件中,发生轴向拉压的是()。
6、拉压杆的正应力计算公式σ=FN/A的应用条件是:
(CAB)。
A:
应力在比例极限内;
B:
应力在屈服极限内;
C:
外力的合力作用线必须沿杆件的轴线;
D:
杆件必须为圆形横截面杆;
※轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式σ=FN/A的应用是有条件的:
①、外力合力的作用线必须沿杆件的轴线;②、在平面假设成立的前提下,不论材料在弹性还是弹塑性范围均适用;③、尽管公式等直杆条件下推出,但可近似推广到锥度的变截面直杆;④、根据圣维南原理,除加力点附近及杆件面积突然变化处不能应用外,应力集中区以外的横截面上仍能应用。
7、一等直杆在两端承受拉力作用,若其一半为钢,另一半为铝,则两段的()。
A.应力相同,变形相同B.应力相同,变形不同
C.应力不同,变形相同D.应力不同,变形不同
8、轴向拉压杆,在与其轴线平行的纵向截面上()。
A.正应力为零,切应力不为零B.正应力不为零,切应力为零
C.正应力和切应力均不为零D.正应力和切应力均为零
9、对于没有明显屈服阶段的塑性材料,通常以产生()所对应的应力值作为材料的名义屈服极限。
A.0.2的应变B.0.2%的应变
C.0.2的塑性应变D.0.2%的塑性应变
10、图示结构合理的方案()。
三、已知杆件的轴力图,作杆件的受力图。
四、圆钢杆上有一铣槽,铣槽近似为一矩形,直径为D=20mm。
在力F=15KN的作用下,求1、2截面处的应力。
F
五、杆OD左端固定,受力如图,OC段的横截面面积是CD段横截面面积A的2倍。
求杆内最大轴力,最大正应力,最大切应力及其所在位置。
六、钢杆受力如图,截面面积为A=10cm2的,。
求指定截面上的应力。
七、简答题
1、轴向拉压的应力计算公式σ=N/A的适用范围是什么?
答:
1、应力应变在线弹性范围内;2、小变形条件。
2、轴向拉压强度条件的三个应用。
3、低碳钢拉伸时的四个变化阶段和每个变化阶段所表现出的力学性能。
4、画出低碳钢拉伸时的应力-应变关系曲线,并标上σp、σe、σs、σb,写出延伸率和截面收缩率的定义式。
5、何谓内力、何谓正应力、何谓切应力?
6、何谓平面假设?
7、何谓应力集中?
8、何谓圣维南原理?
9、何谓材料的屈服极限、材料的强度极限?
10、何谓塑性材料、脆性材料?
11、请分别指出低碳钢、铸铁在拉伸、压缩破坏时的断面。
并简述破坏的原因。
(哪一种应力引起的破坏?
)
12、简述:
为什么铸铁一般作为受压构件而不作受拉构件?
13、何谓剪切面、挤压面?
铆钉、镙栓的剪切面,铆钉、镙栓的挤压面。
典型题1
典型题2
典型题3
典型题4
如图所示AC为钢杆,面积A1=200mm2,材料的许用应力[
1]=160MPa。
BC为铜杆,A2=300mm2,材料的许用应力[
2]=100MPa,试确定该结构承受的许可载荷[P]。
解:
(一)静力平衡条件得
得:
S1=0.518PS2=0.732P
(二)由强度条件得
典型题5
典型题6
如图所示一铆钉连接件,受轴向拉力F作用。
已知:
F=100kN,钢板厚δ=8mm,宽b=100mm,铆钉d=16mm,许用切应力[τ]=140MPa,许用挤压应力[σc]=340MPa,钢板许用拉应力[σ]=170MPa。
试校核该连接件的强度。
典型题7
图3-15所示等截面杆,两端固定,在横截面C处承受轴向载荷F
作用。
试求杆端的支座反力。
解:
(一)静力平衡方程
在载荷F作用下,AC段伸长,CB段缩短,杆端支反力F舭与FB。
的方向如
图3-15所示.并与载荷F组成一共线力系,其平衡方程为
(a)
两个未知力,一个平衡方程,故为一度静不定。
(二)变形协调方程
根据杆两端的约束条件可知,受力后各杆段虽变形,但杆的总长不变,所以,
如果将AC与CB段的轴向变形分别用L\IAC与△ZCB表示,则变形协调方程为
(b)
(三)物理方程
由图示可以看出,AC与CB段的轴力分别为
故其轴向变形分别为
(c)
(d)
(四)计算支座反力
将式(c)和式(d)代入式(b),即得补充方程为
(e)
联立求解平衡方程(a)与补充方程(e),于是得
典型题8
图4-17a所示等截面圆轴AB,两端固定,在截面C处承受扭力
矩M作用。
试求轴两端的支反力偶矩。
解:
(一)静力平衡方程
设A端和B端的支反力偶矩分别为MA与MB(图4-17b),则轴的平衡方程为
(a)
(二)变形协调方程
在上述方程中,包括两个未知力偶矩,故为一度静不定问题,需要建立一个
补充方程才能求解。
根据轴两端的约束条件可知,横截面A和B间的相对转角即
扭转角cpAB应零,所以,轴的变形协调条件为
(b)
(三)物理方程
由图4-17b可知,AC与CB段的扭矩分别为
所以,AC与CB段的扭转角分另
(四)计算支座反力
将上述物理关系代入式(b),得变形补充方程为
(c)
联立求解平衡方程(a)与补充方程(c),于是得
典型题9
如图所示梁AB,在横截面C处承受轴向载荷F作用。
试求梁的支座反力。
解:
(一)静力平衡方程
∑Fy=0,F-FBY+FAY=0∑MA=0,MA+F×L/2-FBY×L=0(a)
(二)变形协调方程
=0
(三)物理方程
将上述物理关系代人式,得变形补充方程为
(c)
(四)计算支座反力
联立求解平衡方程(a)与补充方程(c),于是得
所得结果为正,说明所设支反力FBY的于实际方向相同。
多余支反力确定后,由平衡方程∑MA=0与∑Fy=0,得固定端处的支反
力与支反力偶矩分别为
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