《《材料力学》复习资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《材料力学》复习资料（113页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1、注意：不要抱希望于有原题出现在期末考题中!期末考试时要有必要的文字分析、图形语言（受力图、内力图）；计算要写出公式后，再把具体的数据统一划成国际单位代入式子，最后再计算）2、 概念题、计算题要理解、搞懂，不需要死记硬背。全面复习的同时有侧重。3、本课件内容不丰富，结合课件、习题集，边看边想l老师曾经讲的内容。4、考试带计算器、直尺、铅笔、橡皮擦,同学们：,三、作图题（不写计算、作图步骤 20分） 1、作扭矩图（5分）2、作梁的剪力Fs图、弯矩M图。（ 15分）,四、轴向拉伸压强度和变形计算（ 14分）,五、弯曲正应力（ 10分）,六、弯扭组合变形强度计算。 （14分）,七、压杆稳定（11分
2、）。,一、单项选择题 (21分),1、剪切与挤压； 2、截面的几何性质；3、扭转变形的切应力、扭转角； 4、弯曲变形；5、求主应力；6、求相当应力；7、偏心拉（压）组合变形横截面应力计算。,（49分）,（51分）,二、判断题 (10分),1、构件的三大承载能力，材料力学的三大基本假设、四大基本变形、四大内力素、两种应力；2、胡克定理、剪切胡克定理、切应力互等定理；3、材料的力学性质；4、拉伸、扭转、弯曲时横截面上应力的分布；5、求弯曲变形积分法的边界条件和连续条件；6、强度理论的内涵、材料的破坏形式及其决定因素；7、拉压弯变形的危险面、危险点的判断；8、压杆稳定三种平衡状态，决定临界力、临界主
3、应力大小的因素；9、提高弯曲梁强度、刚度的措施，以及提高压杆稳定性的措施；10、疲劳破坏的特征及动荷载的概念。,四、轴向拉伸压强度和变形计算（ 14分）,五、弯曲正应力（ 10分）,六、弯扭组合变形强度计算。 （14分）,七、压杆稳定（11分）,（1）求约束力5（受力图2 方程2 结果1） （2）轴向拉压强度计算4（计算式2轴力1 面积1 ），（3）求变形5（计算式3 轴力1面积1）,（1）求约束力2 （2）内力分析判危险面2 （3）应力分析判危险点1 （4）强度计算5（2强度式子2危险点到中性轴的距离1惯性矩）,（1）外力分析判变形2 （2）内力分析判危险面8 （3）强度计算4（强度式子3抗
4、弯模模量1）,(1)求柔度 4 (2)计算判别柔度P、 S 2 (3)选择临界力公式并计算临界力 2 （4）稳定性校核 3,Mechanic of Materials,1、材料力学绪论内容 （1）构件的三大承载能力：强度、刚度、稳定性；（2）三大基本假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设；（3）四种基本变形：轴向拉压、剪切挤压、扭转、弯曲；（4）四种内力素：轴力、剪力、扭矩、弯矩；（5）两种应力：正应力、切应力。,2、胡克定理、剪切胡克定理、切应力互等定理 （1）虎克定理：当材料正应力不超过比例极限时，材料的正应力与纵向线应变成正比；（2）剪切虎克定律：当切应力不超过材料的剪切比例极限时，
5、切应力与切应变成正比关系；（3）切应力互等定理：在单元体相互垂直的两个平面上，切应力必然成对出现，且数值相等，两者都垂直于两平面的交线，其方向则共同指向或共同背离该交线。,3、材料的力学性质：(1)低碳钢拉伸应力应变曲线的四个阶段：弹性、屈服、强化、颈缩； （2） 四个强度指标：比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限； （3） 两个塑性指标：延伸率、截面收缩率； （4） 一个刚度指标：拉压弹性模量E； （5）冷作硬化：材料到达强化阶段后卸载，短期内再次加载，其弹性极限增高，伸长率降低，变硬变脆，这种现象称为冷作硬化。,二、判断题 (10分),材料的力学性质,Mechanic of Materi
6、als,现有钢、铸铁两种材料。托架两杆的直径相同，从承载能力和经济效益两方面考虑，图示结构两杆的合理选材方案 。,（A）1杆为钢材，2杆为铸铁； （B）两杆均为钢材； （C ）1杆为铸铁，2杆为钢材； （D）两杆均为铸铁。,三种材料的应力应变曲线分别如图所示，其中强度最高，刚度最大，塑性最好的分别是 。,顶点越高强度越好，开始部分越陡刚度越好，尾巴越长塑性越好,练习：,钢抗拉能力强度高、铸铁价格便宜但抗压强度高，一般压杆选用铸铁，拉杆选钢材,Mechanic of Materials,4、拉伸、扭转、弯曲时横截面上应力的分布 （1）拉伸：横截面上只有正应力，正应力在横截面上均匀分布。 （2）扭
7、转：横截面上只有与半径垂直，且与扭矩转向一致的切应力，切应力在横截面上呈线性分布，离圆心越远的点切应力越大。 （3）纯弯曲：横截面上只有正应力，正应力在横截面上呈线性分布。 （4）横力弯曲：横截面上既有呈线性分布的正应力，也有切应力。中性轴上正应力为零，切应力到达最大值，可能是切应力强度条件的危险点；离中性轴最远的边缘点切应力为零，正应力到达最大值，可能是正应力强度条件的危险点。,二、判断题 (10分),5、积分法求弯曲变形的边界条件和连续条件 边界条件：固定端挠度转角均为零，固定铰支座、可动铰支座挠度为零； 连续条件：两弯矩方程分界点处左右截面的转角、挠度分别相等。,6、强度理论的内涵、材料
8、的破坏形式及其决定因素 （1）材料强度失效的两种形式：塑性屈服：出现屈服现象或产生显著的塑性变形，由切应力、变形能引起；脆性断裂:未产生明显塑性变形而突然断裂,由最大拉应力或最大拉应变引起。（2）决定材料失效形式的因素：除了与材料的脆性和塑性有关外，还与材料所处的应力状态有关。（3）强度理论的内涵：认为无论是单向应力状态还是复杂应力状态，材料破坏都是由某一特定因素引起的，从而可利用单向应力状态下的试验结果，建立复杂应力状态的强度条件。,Mechanic of Materials,7、偏心拉伸危险点的判断 偏心拉伸的危险点：各横截面上轴力和弯矩一般是常值，横截面上离弯矩中性轴最远的边缘点弯曲正应
9、力分别到达拉压区的最大值，而轴力引起的应力在横截面上均匀分布，所以危险点只可能是横截面上离弯矩中性轴最远的边缘点。塑性材料一般采用有两个对称轴的截面，偏心拉伸构件中最大拉应力大于最大压应力，拉伸区边缘点是危险点；压弯构件中最大压应力大于最大拉应力，拉压区边缘点都是危险点。截面不关于中性轴对称时，构件一般采用脆性材料，要结合边缘点到中性轴的距离、许用拉压应力具体分析。,二、判断题 (10分),8、压杆稳定三种平衡状态，决定临界力、临界主应力大小的因素 压杆三种平衡状态：当外力小于临界力时压杆处于稳定平衡，等于临界力时压杆处于临界平衡，大于临界力时压杆处于不稳定平衡。,Mechanic of Ma
10、terials,9、提高弯曲梁强度、刚度的措施，以及提高压杆稳定性的措施 （1）提高弯曲强度的措施：合理安排梁的受力、支座降低最大弯矩;考虑材料特性合理设计截面； 设计为等强度梁。（2）提高梁刚度的措施：改善结构形式，减少弯矩值、合理选择截面形状。 （3）提高压杆稳定的措施：合理选择截面形状、改善约束条件、合理选择材料。,3、疲劳破坏的特征及动荷载有关概念 （1）动荷载概念：使构件产生明显的加速度的载荷或随时间变化的载荷，即产生不容忽视的惯性力的荷载。惯性载荷、冲击载荷、振动载荷、交变载荷均属于动荷载。 （2）静载荷：从零开始缓慢地增到终值，然后保持不变的载荷 （3）疲劳破坏特点：破坏时工作应
11、力远低于极限应力；要经多次循环 ；表现为脆性断裂；断口通常呈现两个区域，即光滑区和粗糙区。 （4）影响疲劳极限的因素有：应力集中、构件尺寸、表面加工质量等 （5）交变应力的分类及其循环特征：对称循环r =-1、脉动循环r =0或、静循环r = 1,二、判断题 (10分),正,Mechanic of Materials,一、轴向拉压的应力和变形、强度,作图题、计算题,选一个坐标系，用其横坐标表示横截面的位置，纵坐标表示相应截面上的轴力。拉力绘在x轴的上侧，压力绘在x轴的下侧。（熟悉后可以不画坐标）,从左到右，外力作用处轴力发生突变，突变之值为力的大小，突变的方向左上右下。而两相邻外力之间轴力为常
12、数。轴力图从左端的零开始，经过一些列的变化最后回归到零。,例1 作图示构件的轴力图,Mechanic of Materials,10,50,5,20,（+）,（+）,（-）,（+）,一、轴向拉压的应力和变形、强度,作图题、计算题,压缩时的轴力为负，即压力为负。,拉伸时的轴力为正，即拉力为正；,Mechanic of Materials,A横截面面积,横截面上的应力,一、轴向拉压的应力和变形、强度,1、 E拉压弹性模量 ， A横截面面积 EA杆件的抗拉（压）刚度 2、当轴力、抗拉压刚度EA有变化时，要分段计算再求和，分段后每一段的轴力、抗拉压刚度EA应为常数,轴力引起的应力在横截面上均匀分布。,
13、2、横截面应力,3、拉压杆变形,作图题、计算题,A1=500mm2,A2=200mm2,E=200GPa,例2 已知:,1)求最大的工作正应力。,2)求杆的绝对变形量l。,试：,FN图 （kN ）,一、轴向拉压的应力和变形、强度,Mechanic of Materials,Pa,图 （MPa ）,作图题、计算题,A1=500mm2,A2=200mm2,E=200GPa,Mechanic of Materials,一、轴向拉压的应力和变形、强度,作图题、计算题,4、基本概念,（1）三种应力,极限应力u：构件在外力作用下，当内力达到一定数值时，材料就会发生破坏，这时，材料内破坏点处对应的应力就称为
14、危险应力或极限应力。,Mechanic of Materials,一、轴向拉压的应力和变形、强度,塑性材料屈服极限 作为塑性材料的极限应力。,脆性材料强度极限 作为脆性材料的极限应力。,许用应力：工程实际中材料安全、经济工作所允许的理论上的最大值。,工作应力：构件在外力作用下正常工作时横截面上点的正应力 。,安全因素n：材料要有安全储备， n为大于1的系数,作图题、计算题,Mechanic of Materials,一、轴向拉压的应力和变形、强度,危险面、危险点,危险面：轴力绝对值最大、横截面最小、两者居中,危险点：危险横截面上各点正应力最大。,（2）脆性构件在荷载作用下正常工作条件是：,（1
15、）塑性构件在荷载作用下正常工作条件是：,5、强度条件：,作图题、计算题,6、强度计算,对于轴向拉压构件，因 ，于是根据强度条件， 我们可以解决-强度条件的三大应用：,（2）设计截面 (构件安全工作时的合理截面形状和大小),（1）强度校核 (判断构件是否破坏),（3）许可载荷的确定 (构件最大承载能力的确定),Mechanic of Materials,一、轴向拉压的应力和变形、强度,作图题、计算题,例1、图示空心圆截面杆，外径D18mm，内径d15mm，承受轴向荷载F22kN作用，材料的屈服应力s235MPa，安全因数n=1.5。试校核杆的强度。,解： (1)杆件横截面上的正应力为:,Mechanic of Materials,(2)材料的许用应力为:,显然，工作应力大于许用应力，说明杆件不能够安全工作。,一、轴向拉压的应力和变形、强度,作图题、计算题,例2、如图所示，钢木组合桁架的尺寸及计算简图如图a所示。已知P=16KN，钢的许用应力 =120MPa,试选择钢拉杆D I的直径d,Mechanic of Materials,解：（1）求拉杆DI的轴力FN,用一假想载面m-m截取桁架的左边部分研究（图b），列平衡方程,一、轴向拉压的应力和变形、强度,
