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1、 刘鸿文（高教版） 材料力学习题集（附有答案） 第一章:绪论 一、填空 1 .构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料 的（ ）；具有一定的抵抗变形的能力为材料的（ ） ；保持其原有平衡状态的能力为材料的（ ）。 2 .现代工程中常用的固体材料种类繁多，物理力学 性能各异。所以，在研究受力后物体（构件）内部 的力学响应时，除非有特别提示，一般将材料看成 由（ ）、（ ）、（ ）的介质组成。 答案： 答案： 强度、刚度、稳定性。 连续性、均匀性、各向同性。 3 .构件所受的外力可以是各式各样的，有时是很复杂的 。材料力学根据构件的典型受力情况及截面上的内力分 量可分为（ ）、（ ）、（ ）、（
2、 ）四种基本变形。 答案： 拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 二、计算 1. 试求下列杆件中指定截面上内力分量，并指出相应的 变形形式。 解：各截面上内力分量的方向从略，仅记大小。 第二章:拉伸与压缩 一、填空 1.轴力是指通过横截面形心垂直于横截面作用的内 力，而求轴力的基本方法是（ ）。 答案： 截面法。 2.工程构件在实际工作环境下所能承受的应力称 为（ ），工件中最大工作应力不能超过此应力， 超过此应力时称为（ ）。 答案： 许用应力 ，失效 。 3.金属拉伸标准试件有（ ）和（ ）两种。 答案： 圆柱形，平板形 。 .在低碳钢拉伸曲线中，其变形破坏全过程可分为（ ） 个变形阶段，它们依
3、次是 （ ）、（ ）、（ ）、和（ ）。 答案： 四，弹性、屈服、强化和颈缩、断裂。 .用塑性材料的低碳钢标准试件在做拉伸实验过程中，将 会出现四个重要的极限应力；其中保持材料中应力与应变 成线性关系的最大应力为（ ）；使材料保持纯弹性变形 的最大应力为（ ）；应力只作微小波动而变形迅速增加 时的应力为（ ）；材料达到所能承受的最大载荷时的应 力为（ ）。 答案： 比例极限、弹性极限、屈服极限、强度 极限。 6.通过低碳钢拉伸破坏试验可测定强度指标（ ）和（ ）；塑性指标（ ）和（ ）。 答案： 屈服极限，强度极限 ；伸长率，断 面收缩率。 7.功能守恒原理是指对于始终处于静力平衡状态的物体
4、，缓慢施加的外力对变形体所做的外功W可近似认为全 部转化为物体的变形能U，即（ ）。 答案： W=U 8.当结构中构件所受未知约束力或内力的数目n多于静 力平衡条件数目m时，单凭平衡条件不能确定全部未知 力，相对静定结构（n=m），称它为（ ）。 称为（ ），这也是“多余”约束力或“多余”约束的 数目。 答案： 静不定结构，静不定次数。 二、选择题 1.所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性 能的最大特点是（ ）。 （A）强度低，对应力集中不敏感； （B）相同拉力作用下变形小； （C）断裂前几乎没有塑性变形； （D）应力-应变关系严格遵循胡克定律。 答案：C 2. 现有三种材料的拉伸曲线
5、如图所示。分别由此三种材 料制成同一构件，其中：1）强度最高的是（ ）；2） 刚度最大的是（ ）；3）塑性最好的是（ ）；4） 韧性最高，抗冲击能力最强的是（ ）。 答案：A，B，C，C 3.两端固定的阶梯杆如图所示，横截面面积 ， 受轴向载荷P后，其轴力图是（ ）。 答案：C 三、判断题 1.两端固定的等截面直杆受轴向载荷P作用，则图示AC 、CB段分别受压缩 和拉伸（ ） 答案： 2.图示结构由两根尺寸完全相同的杆件组成。AC杆为铜 合金，BC杆为低碳钢杆，则此两杆在力P作用下具有相 同的拉应力。 （ ） 答案： 3.正应变的定义为 （ ） 答案： 答案： 答案： 4.任何温度改变都会在结
6、构中引起应变与应力。 （ ） 5.对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑性材料， 工程上规定 作为名义屈服极限，此时相对应的 应变量为 （ ） 四、计算 1.矿井起重机钢绳如图（a）所示，AB段截面积 BC段截面积 钢绳的单位体积重量 长度 起吊重物的重量 求：1）钢绳内的最大 应力；2）作轴力图。 解：1）在可能危险的1段B面，2段C面截开（图b），有 所以 2）作轴力图 取1-1截面（AB段，见图（b） 取2-2截面（BC段） 由式（a） 由式（b） 在图(c)所示 坐标下,由式(a)、(b)知 随 呈 直线变化。由三个控制面上控制值 画出由 两段斜直线构成的轴力图。见下图 2.某车间一自制桅
7、杆式起重机的简图如图(a)。已知 起重杆（杆1）为钢管，外径D=400mm，内径d=20mm， 许用应力 钢丝绳2的横截面积 ，许 用应力 若最大起重量P=55kN，试校核此起 重机的强度是否安全。 解：1）确定杆件受力 根据图（b）所示B铰受力图，在x-y坐标下 ，由平衡条件 解得 2）校核各杆强度 3.图（a）所示结构中，杆1材料为碳钢，横截面面积 为 ，许用应力 ；杆2材料为铜 合金，横截面积 ，许用应力 ， 试求此结构许可载荷 。 解: 1)结构中各杆应满足平衡条件 对节点C取图(b)所示研究对象，有 由式（a）、(b)解得各杆轴力与外载的关系 2）结构中各杆应满足各自强度条件 由式（
8、e）、式(f)，有 由式(f) 、式（d），有 4. 图示杆件由两种材料在I-I斜面上用粘结剂粘结 而成。已知杆件横截面面积 ，根据粘结剂 强度指标要求粘结面上拉应力不超过 ，剪 应力不超过 ，若要求粘结面上正应力与剪 应力同时达到各自容许值，试给定粘结面的倾角a并 确定其容许轴向拉伸载荷P。 解: 根据轴向拉伸杆件斜截面上正应力和剪力公式 ,各自的容许条件为 式(b)除以式(a),得 将此结果代入式(a),得 可利用式(b)校核结果是否正确 5. 图(a)所示简单桁架由AC杆、BC杆组成，杆的横截面 积为A，长度为 。试求节点C的铅垂位移，已知：1）材 料的弹性模量为E，在载荷P作用下处于线
9、弹性范围；2） 材料在P作用下的应力-应变关系为 （图（b）， 其中n，B为已知材料常数。 解: 1)对线弹性材料 (1)求杆的轴力 （2）求杆的变形 （3）求节点位移 2）对非线性弹性材料 同1），结果仍为式（a） (1) 求杆的轴力 2）由应力求杆的变形 两杆的正应力均为 3）求节点位移 第三章:扭转与剪切 一、填空 1.空心圆轴外径为D，内径为d=D/2，两端受扭转力偶 作用，则其横截面上剪应力呈（ ）分布， （ ）， 2.圆截面杆扭转时，其变形特点是变形过程中横截面始 终保持（ ），即符合（ ）假设。非圆截面杆扭转时 ，其变形特点是变形过程中横截面发生（ ），即不符 合（ ）假设。 答
10、案： 答案： 3.图（a）、图（b）所示两圆轴的材料、长度相同，扭 转时两轴表面上各点的剪应力相同 ，此时作用 于两端的扭转力偶之比 4.多边形截面棱柱受扭转力偶作用，根据（ ）定理可 以证明其横截面角点上的剪应力为（ ）。 答案： 答案： 二、选择 答案： 答案： 答案： 答案： 三、判断题 答案： 答案： 答案： 答案： 答案： 四、计算题 解:1)求I-I截面上的扭距 解:由钢管外径与壁厚可知 5. 如图(a)所示，实心轴和空心轴通过牙式离合器 连接在一起。已知轴的转速n100r/min，传递的 功率P 7.5kW，材料的许用切应力 。试 选择实心轴的直径d1和内外径比值为0.5的实心轴
11、 的外径D2。 第四章:弯曲内力与强度问题 一、填空 答案： 答案： 答案： 答案： 二、选择题 答案： 答案： 答案： 答案： 三、判断题 答案： 答案： 答案： 答案： 四、计算题 第五章:弯曲变形与静不定问题 一、填空 答案： 答案： 答案： 答案： 二、选择题 答案： 答案： 答案： 答案： 三、判断题 答案： 答案： 答案： 答案： 四、计算 对对ABAB段段 有有 对对BCBC段段 有 第六章:应力、应变分析 一、填空 答案： 答案： 答案： 答案： 二、选择题 答案： 答案： 答案： 答案： 三、判断题 答案： 答案： 答案： 答案： 四、计算 第七章:强度理论 一、填空 答案： 答案： 答案： 二、选择题 答案： 答案： 答案： 答案： 答案： 答案： 答案： 三、判断题 答案： 四、计算 第八章:组合变形 一、填空 答案： 答案： 答案： 二、选择题 答案： 答案： 答案： 答案： 三、判断题 答案： 答案： 四、计算 第九章:压杆稳定 一、填空 答案： 答案： 答案： 二、选择题 答案： 答案： 答案： 答案： 三、判断题 答案： 答案： 答案： 答案： 四、计算
