《2013-2014学年第2学期《材料力学》复习要点参考简答题答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013-2014学年第2学期《材料力学》复习要点参考简答题答案（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2013-2014学年第2学期材料力学复习要点参考简答题答案1、什么是变形固体？材料力学中关于变形固体的基本假设是什么？【解答】：在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。材料力学中对变形固体所作的基本假设：连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质。 均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同。 各向同性假设：认为在物体内各个不同方向的力学性能相同。 小变形假设：认为固体在外力作用下发生的变形比原始尺寸小得很多，因此在列平衡方程求约束力或者求截面内力时，一般按构件原始尺寸计算。2、什么是截面法？简要说明截面法的四个基本步骤。【解答】：用一个假想截面，将受力构件分开为两个
2、部分，取其中一部分为研究对象，将被截截面上的内力以外力的形式显示出来，根据保留部分的平衡条件，确定该截面内力大小、内力性质（轴力、剪力、扭转还是弯矩，符号的正负）的一种方法。截面法贯穿于材料力学的始终，一定要反复练习，熟练掌握。截面法的四个基本步骤：（1）截：在需要确定内力处用一个假想截面将杆件截为两段。 （2）取：取其中任何一段为研究对象（舍弃另一段）。（3）代：用被截截面的内力代替舍弃部分对保留部分所产生的作用。（4）平：根据保留部分的平衡条件，确定被截截面的内力数值大小和内力性质。3、什么是材料的力学性能？低碳钢拉伸试验要经历哪四个阶段？该试验主要测定低碳钢的哪些力学性能指标？【解答】：
3、材料的力学性能是指：在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的各种力学指标。如强度高低、刚度大小、塑性或脆性性能等。低碳钢拉伸试验要经历的四个阶段是：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩断裂阶段。低碳钢拉伸试验主要测定低碳钢的力学性能指标有：屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等。4、什么是极限应力？什么是许用应力？轴向拉伸和压缩的强度条件是什么（内容、表达式）？利用这个强度条件可以解决哪三类强度问题？【解答】：材料失效时所达到的应力，称为极限应力。 塑性材料以屈服极限为极限应力，脆性材料以强度极限为极限应力。许用应力：保证构件安全正常工作，材料允许承受的最大应力。 轴向拉伸和压缩杆件的强度条
4、件：为保证构件安全可靠地工作，构件内实际的工作应力的最大值不超过构件材料的许用应力，表达式为： 。轴向拉伸和压缩的三类强度计算问题：（1）强度校核；（2）设计截面尺寸；（3）确定许可载荷。5、什么是拉伸或压缩绝对变形？什么是纵向线应变？简要叙述拉压胡克定律的内容，写出其表达式，并解释每个符号所代表的意义。【解答】：杆件变形前后长度之差，称为杆的伸长（或缩短）量，表示杆件的绝对变形大小。纵向线应变：伸长（或缩短）量与杆原长之比，称为杆的纵向线应变，是表示杆件相对变形程度的量。拉压胡克定律：轴向拉伸和压杆的伸长（缩短）量，与轴力及杆长成正比，与杆的横截面积及材料的弹性模量成反比。表达式为： 。其中
5、，表示轴力；表示杆长；表示材料的弹性模量；表示杆的横截面积。6、求解拉压超静定问题的基本步骤是什么？【解答】：求解拉压超静定问题的基本步骤：（1）画受力图，列平衡方程；（2）根据结构受力和约束特点，列出变形协调关系在这个结构中，各部分变形之间的几何关系；（3）根据拉压胡克定律，将变形几何关系转化为力与力的关系物理方程，得到补充方程；（4）联立前面的平衡方程，求解全部未知量。7、写出实用计算的剪切强度条件（内容、表达式），剪切强度计算的三类问题是什么？【解答】：受剪切件，一般为短粗件，其受力、变形复杂，难以简化成简单的计算模型，切应力在截面上分布规律很难确定，为简化计算，假设切应力在截面上均匀分
6、布。由此得到符合工程实际的实用剪切强度条件： 。剪切强度计算的三类问题：强度校核、设计截面尺寸、确定许可载荷。8、说明有效挤压面面积的两种计算法，写出实用计算的挤压强度条件（内容、表达式），挤压强度计算的三类问题是什么？【解答】：有效挤压面积（计算挤压面积） 的两种确定方法：（1）接触面为平面时，Abs=实际挤压面面积。（2）接触面为半圆柱面时，Abs=实际接触面的正投影面面积。实用挤压强度条件：工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。挤压强度计算的三类问题：（1）强度校核；（2）截面设计尺寸；（3）确定许可载荷。9、什么是圆轴扭转的平面假设？画出圆轴扭转切应力的分布规律示意图，并写出切应力计
7、算公式，解释公式中各符号的含义。【解答】：圆轴扭转平面假设：变形前为平面的横截面变形后仍为平面，它像刚性平面一样绕轴线旋转了一个角度。圆轴扭转切应力的分布规律示意图如右图所示。圆轴扭转切应力计算公式：。T代表圆轴上一个截面上的扭矩，代表一点到圆心的距离，代表截面对圆心的极惯性矩。10、写出等直圆轴扭转强度条件（内容、表达式），应用这个强度条件解决的三类强度问题是什么？【解答】：等截面圆轴扭转的强度条件是：轴内最大工作切应力不超过材料的许用切应力，其强度条件表达式为：。扭转强度计算的三类问题：（1）校核强度；（2）设计截面尺寸；（3）确定许可载荷。11、写出扭转角、单位长度扭转角的计算公式，圆轴
8、扭转刚度条件（内容、表达式）是什么？圆轴扭转刚度计算的三类问题是什么？【解答】：扭转角计算公式：。单位长度扭转角计算公式：等直圆轴扭转刚度条件：。圆轴扭转刚度计算的三类问题：校核刚度、设计截面尺寸（一般为设计轴径）、确定许可载荷。12、平面弯曲的三个特点是什么？作用在梁上的载荷主要有哪三种？梁两端的支座简化为哪三种？静定梁包括哪三种？【解答】：平面弯曲的三个特点：（1）梁具有纵向对称面；（2）外力都作用在此面内；（3）弯曲变形后轴线变成纵向对称面内的平面曲线。 作用在梁上的载荷主要有：集中力、分布载荷、集中力偶。梁两端的支座简化为：固定铰支座、活动铰支座、固定端约束。静定梁包括：简支梁、外伸梁
9、和悬臂梁三种。13、梁弯曲时，剪力是由什么内力形成的？剪力计算规则和符号规则分别是什么？【解答】：剪力是由平行于横截面的内力系形成的合力，剪力使梁发生剪切变形，在横截面上引起切应力。剪力计算法则：梁上任一截面上的剪力=该截面任何一侧（左侧或者右侧）全部垂直于轴线外力的代数和。剪力的符号规则：按梁的剪切变形规定：当梁沿剪切面发生左侧向上、右侧向下的错位变形时，剪力规定为正简称“左上右下剪力为正”，反之为负。 按梁上外力的方向规定：当截面左侧的外力方向向上时，对该截面所产生的剪力规定为正简称“左上右下剪力为正”，反之为负。 应用时，应理解为：“左上为正，右下为正，左下为负，右上为负。”14、平面弯
10、曲时，弯矩是由什么内力形成的？弯矩的计算规则和符号规则分别是什么？【解答】：弯矩是由垂直于横截面的内力系形成的合力偶矩，弯矩使梁发生弯曲变形，在横截面上引起正应力。弯矩计算法则：梁上任一截面上的弯矩=该截面任何一侧（左侧或者右侧）全部外力对该截面形心之力矩的代数和。弯矩的符号规则：按梁的弯曲变形规定：当梁弯曲变形成上侧凹进、下侧凸出的曲线形状时，弯矩规定为正简称“上凹下凸弯矩为正”，反之为负。按梁上外力矩的转向规定：当截面左侧梁上的外力绕截面形心的力矩为顺时针转向时，对该截面产生的弯矩为正简称“左顺右逆弯矩为正”，反之为负，即“左逆右顺弯矩为负”。 15、材料力学中杆件内力符号的规定与静力平衡
11、计算中力的符号有何不同？【解答】：材料力学中内力的符号规定，是按照变形的性质决定的。例如：轴向拉伸时，轴力取正号；轴向压缩时，轴力取负号；剪切变形时，剪切面左边部分向上运动，或者剪切面右边部分向下运动，则剪切面上的剪力取正号，简称“左上右下剪力为正”；弯曲变形时，梁的轴线由直线变成“上凹下凸”形状的曲线时，弯矩取正号等等。计算一个截面的内力（轴力、剪力、扭矩、弯矩）时，只取这个截面一侧（既可以单独取截面左侧，也可以单独取截面右侧）的全部外力来计算，而舍弃截面另一侧的全部外力。单独取截面左侧的外力计算内力与单独取截面右侧的外力计算内力，符号规定的标准是相反的。无论取哪一侧计算，同一截面的内力，必
12、定大小相等，符号相同（就是对杆件产生的变形性质相同）。静力平衡计算中力的符号，是对力在坐标轴上的投影和力对点之矩进行符号规定，主要根据力的方向，坐标轴正向和矩心位置等因素决定。如果一个方向的力在坐标轴上的投影规定为正，则与之相反方向的力在同一坐标轴上的投影则要规定成负；力对点取力矩时，如果一个转向规定为正，则与之相反转向的力矩则要规定成负。列平衡方程时，作用在同一物体上的所有外力都参加计算，全部外力按照同一标准规定符号。16、简要叙述剪力图和弯矩图的基本规律。【解答】：剪力图和弯矩图的基本规律：（1）在没有分布载荷作用（q0）的一段梁内，剪力图为水平直线；弯矩图为斜直线。（2）在有均布载荷作用
13、（q=常数）的一段梁内，剪力图为斜直线；弯矩图为抛物线，剪力Fs=0处，弯矩取极值。（3）集中力作用处，剪力图发生突变；弯矩图发生转折（即出现尖角，斜率改变）。（4）集中力偶作用处，剪力图不受影响（保持原有特性延伸，斜率不发生改变）；弯矩图发生突变。17、简要叙述简捷作图法作剪力图和弯矩图的基本步骤。【解答】：（1）根据载荷及约束力的作用位置，确定控制面。控制面是指画剪力图和弯矩图起关键作用的截面位置，这些位置剪力和弯矩值必须求出，才能描点、连线作图。 控制面包括：梁的左右端点；集中力作用处（含支座）；集中力偶作用处（含固定端支座）；分布载荷的起点和终点；剪力等于零处，弯矩有极值。 （此段文字
14、重在理解，可以不写在答案中）（2）应用截面法确定控制面上的剪力和弯矩数值。（3）建立FSx和Mx坐标系，并将控制面上的剪力和弯矩值标在相应的坐标系中。 （4）根据剪力图和弯矩图的基本规律，确定各段控制面之间的剪力图和弯矩图的形状，进而画出剪力图与弯矩图。18、纯弯曲平面假设的内容是什么？画出矩形截面梁纯弯曲正应力分布规律示意图，并写出正应力计算公式，说明公式中每个符号的含义。【解答】：弯曲平面假设：梁在纯弯曲时，梁的各个横截面在变形后仍保持为平面，并仍垂直于变形后的轴线，只是横截面绕某一轴旋转了一个角度。矩形截面梁纯弯曲正应力分布规律如右图所示。弯曲正应力计算公式：。公式中，表示截面上的弯矩；
15、表示所求应力点到中性轴的距离；表示截面对中性轴的惯性矩。19、弯曲正应力强度条件（内容、表达式）是什么？应用这个条件能够解决哪三类弯曲强度计算问题？【解答】：弯曲正应力强度条件：保证梁安全正常工作的条件是，最大工作应力不超过材料的许用弯曲正应力，表达式为： 。弯曲正应力强度计算的三类问题：校核梁的强度。设计梁的截面尺寸。确定梁的许可载荷。20、提高梁的弯曲强度有哪些主要措施？【解答】：根据弯曲正应力的强度公式，减少梁的工作应力的办法，主要是降低最大弯矩值和增大弯曲截面系数。因此提高梁弯曲强度的主要措施有：合理安排梁的支座与载荷（目的是减小最大弯矩）；采用合理的截面形状（目的是在用料相同的情况下，尽量增大弯曲截面系数）；采用等强度梁（目的是节省和充分利用材料）。提高梁的弯曲刚度有哪些主要措施？供理解参考，不列为必须题目提高梁弯曲刚度，就是要尽量减小梁的最大挠度和最大转角，主要措施有：缩小梁的跨度或增加支座（目的是减小最大挠度和最大转角、加强约束）；选择合理的截面形状（目的是在用料相同的情况下，尽量增大截面的惯性矩）；改善载荷的作用情况（目的是在同等受载的情况下，尽量减小最大挠度和最大转角）。21、什么是挠度？什么是转角？挠曲线方程与转角方程之间的关系是什么？【
