第一章绪论
一、是非判断题
材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。 ( × ) 内力只作用在杆件截面的形心处。 ( × )
杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。 ( × )
确定截面内力的截面法，适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。 ( ∨ )根据各向同性假设，可认为材料的弹性常数在各方向都相同。 ( ∨ )
根据均匀性假设，可认为构件的弹性常数在各点处都相同。 ( ∨ )
同一截面上正应力σ与切应力τ必相互垂直。 ( ∨ )
同一截面上各点的正应力σ必定大小相等，方向相同。 ( × )
同一截面上各点的切应力τ必相互平行。 ( × )
应变分为正应变ε和切应变γ。 ( ∨ )
应变为无量纲量。 ( ∨ )
若物体各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零。 ( ∨ )
若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。 ( × )
平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。 ( ∨ )
题图所示结构中，AD杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。 ( ∨ )
题图所示结构中，AB杆将发生弯曲与压缩的组合变形。 ( × )
B
题图题图
二、填空题
材料力学主要研究 受力后发生的
，以及由此产生的 。 拉伸或压缩的受力特征是 ，变形特征是 。 剪切的受力特征是 ，变形特征是
。 扭转的受力特征是 ，变形特征是 。
弯曲的受力特征是 ，变形特征是 。
组合受力与变形是指 。 构件的承载能力包括 ， 和 三个方面。 所谓 ，是指材料或构件抵抗破坏的能力。所谓 ，是指构件抵抗变形的
能力。所谓 ，是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。
根据固体材料的性能作如下三个基本假设 ， ， 。 认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了组成该物体的物质，这样的假设称
为 。根据这一假设构件的 、 和 就可以用坐标的连续函数来表示。
填题图所示结构中，杆1发生 变形， 杆2发生 变形，杆3发生 变形。 下图 (a)、(b)、(c)分别为构件内某点处取出的单元体，变形后
情况如虚线所示，则单元体(a)的切应变γ＝ ；
单元体(b)的切应变γ＝ ；单元体(c)的切应变γ＝
。
α
α
α
α
α
β
填题图
外力的合力作用线通过杆轴线
杆件 变形 应力，应变 沿杆轴线伸长或缩短
受一对等值，反向，作用线距离很近的力的作用 沿剪切面发生相对错动 外力偶作用面垂直杆轴线 任意二横截面发生绕杆轴线的相对转动 外力作用线垂直杆轴线，外力偶作用面通过杆轴线 梁轴线由直线变为曲线 包含两种或两种以上基本变形的组合 强度 刚度 稳定性 强度 刚度 稳定性 连续性 均匀性 各向同性 连续性假设 应力 应变 变形等
拉伸
压缩 弯曲 2α α-β 0
三、选择题
选题图所示直杆初始位置为ABC ，作用力P 后移至AB ’C ’，但右半段BCDE 的形状不发生变
化。试分析哪一种答案正确。 1、AB 、BC 两段都产生位移。
2、AB 、BC 两段都产生变形。 正确答案是 1 。
选题图所示等截面直杆在两端作用有力偶，数值为M ，力偶作用面与杆的对称面一致。关
于杆中点处截面 A —A 在杆变形后的位置（对于左端，由 A ’ —A ’表示；对于右端，由 A ”—A ”表示），有四种答案，试判断哪一种答案是正确的。
正确答案是 C 。
等截面直杆其支承和受力如图所示。关于其轴线在变形后的位置（图中虚线所示），有四种
答案，根据弹性体的特点，试分析哪一种是合理的。
正确答案是 C 。
选题图
选题图
P
B
C A
B ’
C ’ E
D
第二章 拉伸、压缩与剪切
一、是非判断题
因为轴力要按平衡条件求出，所以轴力的正负与坐标轴的指向一致。 ( × ) 轴向拉压杆的任意截面上都只有均匀分布的正应力。 ( × ) 强度条件是针对杆的危险截面而建立的。 ( × ) . 位移是变形的量度。 ( × )
甲、乙两杆几何尺寸相同，轴向拉力相同，材料不同，则它们的应力和变形均相同。
( × )
空心圆杆受轴向拉伸时，在弹性范围内，其外径与壁厚的变形关系是外径增大且壁厚也同
时增大。 ( × ) 已知低碳钢的σp ＝200MPa ，E =200GPa ，现测得试件上的应变ε＝，则其应力能用胡克定
律计算为：σ＝Eε=200×103
×=400MPa 。 ( × )
2.9 图示三种情况下的轴力图是不相同的。 ( × )
图示杆件受轴向力F N 的作用，C 、D 、E 为杆件AB 的三个等分点。在杆件变形过程中，此三
点的位移相等。 ( × )
钢
F
F
木
F
F
钢
F
F
选题图
对于塑性材料和脆性材料，在确定许用应力时，有相同的考虑。（×）连接件产生的挤压应力与轴向压杆产生的压应力是不相同的。（∨）二、填空题
轴力的正负规定为。
受轴向拉伸或压缩的直杆，其最大正应力位于横截面，计算公式
为，最大切应力位于450截面，计算公式
为。
拉压杆强度条件中的不等号的物理意义是最大工作应力σmax不超过许用应力[σ]，强度条件主要解决三个方面的问题是（1）强度校核；
（2）截面设计；（3）确定许可载荷。
轴向拉压胡克定理的表示形式有2种，其应用条件是σmax≤σp。
由于安全系数是一个__大于1_____数，因此许用应力总是比极限应力要___小___。
两拉杆中，A1=A2=A；E1＝2E2；υ1＝2υ2；若ε1′＝ε2′（横向应变），则二杆轴力F N1_=__F N2。低碳钢在拉伸过程中依次表现为弹性、屈服、强化、局部变形四个阶段，其特征点分别是σp，σe，σs，σb。
衡量材料的塑性性质的主要指标是延伸率δ、断面收缩率ψ。
延伸率δ＝（L1－L）/L×100％中L1指的是拉断后试件的标距长度。
塑性材料与脆性材料的判别标准是塑性材料：δ≥5%，脆性材料：δ< 5%。
图示销钉连接中，2t2>t1，销钉的切应力τ＝2F/πd2，销钉的最大挤压应力σbs= F/dt1。
A B
C D
F
E
拉力为正，压力为负
max
max
)
(A
F
N
=
σ
max
max
max
)
(A
F
N
2
2=
=σ
τ
螺栓受拉力F 作用，尺寸如图。若螺栓材料的拉伸许用应力为[σ]，许用切应力为[τ]，按
拉伸与剪切等强度设计，螺栓杆直径d 与螺栓头高度h 的比值应取d/
h = 4[τ]/[σ] 。 木榫接头尺寸如图示，受轴向拉力F 作用。接头的剪切面积A = hb ，切应力τ＝
F/hb ；挤压面积A bs = cb ，挤压应力σbs = F/cb 。
两矩形截面木杆通过钢连接器连接(如图示)，在轴向力F 作用下，木杆上下两侧的剪切面积
A = 2lb ，切应力τ＝ F/2lb ；挤压面积A bs =2δb ，挤压应力σbs = F/2δb 。
挤压应力与压杆中的压应力有何不同 挤压应力作用在构件的外表面，一般不是均匀分布；压
杆中的压应力作用在杆的横截面上且均匀分布 。 图示两钢板钢号相同，通过铆钉连接，钉与板的钢号不同。对铆接头的强度计算应
包括： 铆钉的剪切、挤压计算；钢板的挤压和拉伸强度计算 。 若将钉的排列由（a ）改为（b ），上述计算中发生改变的是
。对于（a ）、（b ）两种排列，铆接头能承受较大拉力的是（a ） 。（建议画板的轴力图分析）
钢板的拉伸强度计算 2
F 4
F 4
3F F
F
）
（+）
（+
三、选择题
为提高某种钢制拉（压）杆件的刚度，有以下四种措施：
(A) 将杆件材料改为高强度合金钢； (B) 将杆件的表面进行强化处理（如淬火等）； (C) 增大杆件的横截面面积； (D) 将杆件横截面改为合理的形状。
正确答案是 C 甲、乙两杆，几何尺寸相同，轴向拉力F 相同，材料不同，它们的应力和变形有四种可能： （A ）应力σ和变形△l 都相同； (B) 应力σ不同，变形△l 相同； （C ）应力σ相同，变形△l 不同； (D) 应力σ不同，变形△l 不同。
正确答案是 C 长度和横截面面积均相同的两杆，一为钢杆，另一为铝杆，在相同的轴向拉力作用下，两杆的应力与变形有四种情况；
（A ）铝杆的应力和钢杆相同，变形大于钢杆； (B) 铝杆的应力和钢杆相同，变形小于钢杆； （C ）铝杆的应力和变形均大于钢杆； (D) 铝杆的应力和变形均小于钢杆。
正确答案是 A 在弹性范围内尺寸相同的低碳钢和铸铁拉伸试件，在同样载荷作用下，低碳钢试件的弹性变形为1δ，铸铁的弹性变形为2δ，则1δ与2δ的关系是；
（A ）1δ>2δ ； （B ）1δ <2δ； （C ）1δ =2δ ； （D ）不能确定。
正确答案是 B
等直杆在轴向拉伸或压缩时，横截面上正应力均匀分布是根据何种条件得出的。 （A ）静力平衡条件； （B ）连续条件；
（C ）小变形假设； （D 平面假设及材料均匀连续性假设。
正确答案是 D
∵ E ms > E ci
见P33，表
∵ E s > E a
第三章 扭转
一、是非判断题
单元体上同时存在正应力和切应力时，切应力互等定理不成立。 （ × ） 空心圆轴的外径为D 、内径为d ，其极惯性矩和扭转截面系数分别为
16
16
,
32
32
334
4
d D W d D I t p ππππ-=
-
=
（ × ）
材料不同而截面和长度相同的二圆轴，在相同外力偶作用下，其扭矩图、切应力及相对扭转
角都是相同的。 （ × ）
连接件承受剪切时产生的切应力与杆承受轴向拉伸时在斜截面上产生的切应力是相同的。
（ × ）
二、填空题
图示微元体，已知右侧截面上存在与z 方向成θ 角的切应力τ，试根据切应力互等定理画
出另外五个面上的切应力。
试绘出圆轴横截面和纵截面上的扭转切应力分布图。
填题 填题
保持扭矩不变，长度不变，圆轴的直径增大一倍，则最大切应力τmax 是原来的 1/ 8 倍，
单位长度扭转角是原来的 1/ 16 倍。
两根不同材料制成的圆轴直径和长度均相同，所受扭矩也相同，两者的最大切应力_________
相等 __，单位长度扭转 _不同___ _______。
公式P I T ρτρ=的适用范围是 等直圆轴； τmax ≤ τp 。
对于实心轴和空心轴，如果二者的材料、长度及横截面的面积相同，则它们的抗扭能 力 空心轴大于实心轴 ；抗拉（压）能力 相同 。 当轴传递的功率一定时，轴的转速愈小，则轴受到的外力偶距愈__大__，当外力偶距一定时，
传递的功率愈大，则轴的转速愈 大 。
两根圆轴，一根为实心轴，直径为D 1，另一根为空心轴，内径为d 2，外径为D 2， 8.02==d α，
若两轴承受的扭矩和最大切应力均相同，则2
1D D 等截面圆轴上装有四个皮带轮，合理安排应为 D 、C 轮位置对调 。
y
3.10
图中T 为横截面上的扭矩，试画出图示各截面上的切应力分布图。
由低碳钢、木材和灰铸铁三种材料制成的扭转圆轴试件，受扭后破坏现象呈现为：图（b ），
扭角不大即沿45o螺旋面断裂；图（c ），发生非常大的扭角后沿横截面断开；图（d ），表面出现纵向裂纹。据此判断试件的材料为，图（b ）：
灰铸铁 ；图（c ）： 低碳钢 ， 图（d ）： 木材 。若将一支粉笔扭断，其断口形式应同图 （b ） .
三、选择题
图示圆轴，已知GI p ，当m 为何值时，自由端的扭转角为零。 （ B ）
A. 30 N ·m
；
B. 20 N ·m ；
C. 15 N ·m ；
D. 10 N ·m 。
C
2a
a
B
A
m
30
T
T
T
三根圆轴受扭，已知材料、直径、扭矩均相同，而长度分别为L ；2L ；4L ，则单位扭转角
θ必为 D 。
A.第一根最大；
B.第三根最大；
C.第二根为第一和第三之和的一半；
D.相同。 实心圆轴和空心圆轴，它们的横截面面积均相同，受相同扭转作用，则其最大切应力
是 C 。
A . 实空max max ττ>； B. 实空＝max max ττ； C. 实
空max
max ττ<； D. 无法比较。 一个内外径之比为α = d /D 的空心圆轴，扭转时横截面上的最大切应力为τ，则内圆周
处的切应力为 B 。
A. τ；
B. ατ；
C. （1－α3
）τ； D. （1－α4
）τ； 满足平衡条件，但切应力超过比例极限时，下列说法正确的是 D 。
A B C D
切应力互等定理： 成立 不成立 不成立 成立 剪切虎克定律： 成立 不成立 成立 不成立
在圆轴扭转横截面的应力分析中，材料力学研究横截面变形几何关系时作出的假设
是 C 。
A ．材料均匀性假设；
B ．应力与应变成线性关系假设；
C ．平面假设。
图示受扭圆轴，若直径d 不变；长度l 不变，所受外力偶矩M 不变，仅将材料由钢变为铝，
则轴的最大切应力（E ），轴的强度（B ），轴的扭转角（C ），轴的刚度（B ）。 A ．提高 B ．降低 C ．增大 D ．减小 E ．不变
实
空）（）（t t W W >Θ[][]A
S A S G G >>ττΘ
第四章弯曲内力
一、是非判断题
杆件整体平衡时局部不一定平衡。（×）
不论梁上作用的载荷如何，其上的内力都按同一规律变化。（×）
任意横截面上的剪力在数值上等于其右侧梁段上所有荷载的代数和，向上的荷载在该截面产生正剪力，向下的荷载在该截面产生负剪力。（×）
若梁在某一段内无载荷作用，则该段内的弯矩图必定是一直线段。（∨）简支梁及其载荷如图所示，假想沿截面 m－m将梁截分为二，若取梁的左段为研究对象，则该截面上的剪力和弯矩与q、M无关；若取梁的右段为研究对象，则该截面上的剪力和弯矩与F无关。（×）
二、填空题
外伸梁ABC承受一可移动的载荷如图所示。设F、l均为已知，
为减小梁的最大弯矩值则外伸段的合理长度
a= l /5。
∵Fa = F(l - a) / 4
图示三个简支梁承受的总载荷相同，但载荷的分布情况不同。在这些梁中，最大剪力F Qmax= F/
2 ；发生在三个梁的支座截面处；最大弯矩M max= F l/4 ；发生在(a)梁的C截
面处。
三、选择题
梁受力如图，在B截面处
D。
A. F s图有突变，M图连续光滑；
B. F s图有折角（或尖角），M图连续光滑；
C. F s图有折角，M图有尖角；
D. F s图有突变，M图有尖角。
图示梁，剪力等于零截面位置的x之
值为D。
A. 5a/6；
B. 5a/6；
C. 6a/7；
D. 7a/6。
在图示四种情况中，截面上弯矩 M为正，剪力F s为负的是( B )。
在图示梁中，集中力 F作用在固定于截面B的倒 L刚臂上。
题图
B
F
C
A
q
x
qa
B
a
C
3a
题图
q
A
F s F s F s
M
F s
M
(A)(B)(C)(D)
梁上最大弯矩 M max 与 C 截面上弯矩M C 之间的关系是 B 。
在上题图中，如果使力 F 直接作用在梁的C 截面上，则梁上max
M 与max s F 为 C 。
A ．前者不变，后者改变
B ．两者都改变
C ．前者改变，后者不变
D ．两者都不变
附录I 平面图形的几何性质
一、是非判断题
静矩等于零的轴为对称轴。 （ × ） 在正交坐标系中，设平面图形对y 轴和z 轴的惯性矩分别为I y 和I z ，则图形对坐标原点的
极惯性矩为I p = I y 2
+ I z 2
。 （ × ） 若一对正交坐标轴中，其中有一轴为图形的对称轴，则图形对这对轴的惯性积一定为零。
（ ∨ ）
二、填空题
任意横截面对形心轴的静矩等于___0________。
在一组相互平行的轴中，图形对__形心_____轴的惯性矩最小。
三、选择题
矩形截面，C 为形心，阴影面积对z C 轴的静矩为(S z )A ， 其余部分面积对z C 轴的静矩为(S z )B ，(S z )A 与(S z )B 之
z c C
∵M C =F D a = 2 a F/ 3 M max = F D 2a = 4 a F/ 3 2F/3
F/3
y
间的关系正确的是 D 。
A. (S z )A >(S z )B ；
B. (S z )A <(S z )B ；
C. (S z )A =(S z )B ；
D. (S z )A =－(S z )B 。
图示截面对形心轴z C 的W Zc 正确的是 B 。
A. bH 2
/6-bh 2
/6；
B. （bH 2
/6）〔1-（h /H ）3
〕； C. （bh 2
/6）〔1-（H /h ）3
〕； D. （bh 2
/6）〔1-（H /h ）4
〕。
已知平面图形的形心为C ，面积为 A ，对z 轴的
惯性矩为I z ，则图形对在z 1轴的惯性矩正确的是 D 。 A. I z +b 2
A ； B. I z +(a +b )2
A ； C. I z +(a 2
-b 2) A ； D. I z +( b 2
-a 2
) A 。
选题图
第五章 弯曲应力
一、是非判断题
平面弯曲变形的特征是，梁在弯曲变形后的轴线与载荷作用面同在一个平面内。 （ ∨ ） 在等截面梁中，正应力绝对值的最大值│σ│max 必出现在弯矩值│M │max 最大的截面上。
（ ∨ ）
选题图
静定对称截面梁，无论何种约束形式，其弯曲正应力均与材料的性质无关。 （ ∨ ） 二、填空题
直径为d
此时钢丝的最大弯曲正
应力σmax ___钢丝___的直径
或增大 圆筒 的直径。
圆截面梁，保持弯矩不变，若直径增加一倍，则其最大正应力是原来的 1/8 倍。 横力弯曲时，梁横截面上的最大正应力发生在 截面的上下边缘 处，梁横截面上的最
大切应力发生在 中性轴 处。矩形截面的最大切应力是平均切应力的 3/2 倍。 矩形截面梁，若高度增大一倍（宽度不变），其抗弯能力为原来的 4 倍；若宽度增大
一倍（高度不变），其抗弯能力为原来的 2 倍；若截面面积增大一倍（高宽比不变），其抗弯能力为原来的 倍。
从弯曲正应力强度的角度考虑，梁的合理截面应使其材料分布远离 中性轴 。 两梁的几何尺寸和材料相同，按正应力强度条件，（B ）的承载能力是（A ）的 5 倍。
(A) (B)
图示“T ”型截面铸铁梁，有（A ）、（B ）两种截面放置方式，较为合理的放置方式为 。
第六章 弯曲变形
一、是非判断题
正弯矩产生正转角，负弯矩产生负转角。 ( × ) 弯矩最大的截面转角最大，弯矩为零的截面上转角为零。 ( × )
A A
B
（a ）
(b)
弯矩突变的地方转角也有突变。 ( × ) 弯矩为零处，挠曲线曲率必为零。 ( ∨ ) 梁的最大挠度必产生于最大弯矩处。 ( × ) 二、填空题
梁的转角和挠度之间的关系是
。 梁的挠曲线近似微分方程的应用条件是 等直梁、线弹性范围内和小变形 。 画出挠曲线的大致形状的根据是 约束和弯矩图 。判断挠曲线的凹凸性与拐点位
置的根据是 弯矩的正负；正负弯矩的分界处 。 用积分法求梁的变形时，梁的位移边界条件及连续性条件起 确定积分常数的 作用。 梁在纯弯时的挠曲线是圆弧曲线，但用积分法求得的挠曲线却是抛物线，其原因是
用积分法求挠曲线时，用的是挠曲线近似方程 。
两悬臂梁，其横截面和材料均相同，在梁的自由端作用有大小相等的集中力，但一
梁的长度为另一梁的2倍，则长梁自由端的挠度是短梁的 8 倍，转角又是 短梁的 4 倍。
应用叠加原理的条件是 线弹性范围内和小变形 。 试根据填题图所示载荷及支座情况，写出由积分法求解时，积分常数的数目及确定积分常
数的条件。积分常数 6 个；
支承条件 w = 0，θ = 0，w = 0 。 连续条件是 w = w ，w = w ，θ = θ 。 6.9 试根据填题图用积分法求图示挠曲线方程时，
需应用的支承条件是 w = 0，w = 0，w = 0 ； 连续条件是 w = w ，w = w ，θ = θ 。
填题图 填题图
第七章应力和应变分析强度理论
一、是非判断题
纯剪应力状态是二向应力状态。（∨）
一点的应力状态是指物体内一点沿某个方向的应力情况。（×）轴向拉（压）杆内各点均为单向应力状态。（∨）单元体最大正应力面上的切应力恒等于零。（∨）单元体最大切应力面上的正应力恒等于零。（×）等圆截面杆受扭转时，杆内任一点处沿任意方向只有切应力，无正应力。（×）单元体切应力为零的截面上，正应力必有最大值或最小值。（×）主方向是主应力所在截面的法线方向。（∨）单元体最大和最小切应力所在截面上的正应力，总是大小相等，正负号相反。（×）一点沿某方向的正应力为零，则该点在该方向上线应变也必为零。（×）二、填空题
一点的应力状态是指过一点所有截面上的应力集合，一点的应力状态可以用单元体和应力圆表示，研究一点应力状态的目的是解释构件的破坏现象；建立复杂应力状态的强度条件。
主应力是指主平面上的正应力；主平面是指τ=0的平面；主方
应力状态；当时是纯剪切应力状态。
在二个主应力相等的情况下，平面应力状态下的应力圆退化为一个点圆；
在纯剪切情况下，平面应力状态下的应力圆的圆心位于原点；
在单向应力状态情况下，平面应力状态下的应力圆与τ轴相切。
应力单元体与应力圆的对应关系是：点面对应；转向相同；转角二倍。
对图示受力构件，试画出表示A点应力状态的单元体。
三、选择题
图示单元体所描述的应力状态为平面应力状态，该点所有斜方向中最大的切应力为C。
A. 15 MPa
B. 65 MPa
C. 40 MPa
D. 25 MPa
图示各单元体中（d）为单向应力状态，（a）为纯剪应力状态。
(a) (b) (c) (d)
单元体斜截面上的正应力与切应力的关系中A。
A. 正应力最小的面上切应力必为零；
B. 最大切应力面上的正应力必为零；
(a
(c
第一章 静力学公理和物体的受力分析 一、是非判断题 1.1.1 在任何情况下，体内任意两点距离保持不变的物体称为刚体。 ( ∨ ) 1.1.2 物体在两个力作用下平衡的必要与充分条件是这两个力大小相等、方向相反，沿同一直线。 ( × ) 1.1.3 加减平衡力系公理不但适用于刚体，而且也适用于变形体。 ( × ) 1.1.4 力的可传性只适用于刚体，不适用于变形体。 ( ∨ ) 1.1.5 两点受力的构件都是二力杆。 ( × ) 1.1.6 只要作用于刚体上的三个力汇交于一点，该刚体一定平衡。 ( × ) 1.1.7 力的平行四边形法则只适用于刚体。 ( × ) 1.1.8 凡矢量都可以应用平行四边形法则合成。 ( ∨ ) 1.1.9 只要物体平衡，都能应用加减平衡力系公理。 ( × ) 1.1.10 凡是平衡力系，它的作用效果都等于零。 ( × ) 1.1.11 合力总是比分力大。 ( × ) 1.1.12 只要两个力大小相等，方向相同，则它们对物体的作用效果相同。 ( × ) 1.1.13 若物体相对于地面保持静止或匀速直线运动状态，则物体处于平衡。 ( ∨ ) 1.1.14 当软绳受两个等值反向的压力时，可以平衡。 ( × ) 1.1.15 静力学公理中，二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。 ( ∨ ) 1.1.16 静力学公理中，作用力与反作用力公理和力的平行四边形公理适用于任何物体。 ( ∨ ) 1.1.17 凡是两端用铰链连接的直杆都是二力杆。 ( × ) 1.1.18 如图所示三铰拱，受力F ，F 1作用，其中F 作用于铰C 的销子上，则AC 、BC 构件都不是二力构件。 ( × ) 二、填空题 1.2.1 力对物体的作用效应一般分为 外 效应和 内 效应。 1.2.2 对非自由体的运动所预加的限制条件称为 约束 ；约束力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向 相反 ；约束力由 主动 力引起，且随 主动 力的改变而改变。
昆 明 理 工 大 学 试 卷 （A ） 考试科目：材料力学B 考试日期：2010年6月22日 命题教师：郭然 一、是非判断题(每题2分，共20分。正确用√，错误用×，填入括号中) 1 杆件某截面上的内力是该截面上应力的矢量和。 ( ) 2 轴向拉压杆的任意截面上都只有均匀分布的正应力。 ( ) 3 单元体上同时存在正应力和切应力时，切应力互等定理不成立。 ( ) 4 材料不同而截面和长度相同的二圆轴，在相同外力偶作用下，其扭矩图、切应力及相对扭转角都是相同的。 ( ) 5 若一对正交坐标轴中，其中有一轴为图形的对称轴，则图形对这对轴的惯性积一定为零。 ( ) 6 正弯矩产生正转角，负弯矩产生负转角。 ( ) 7 一点沿某方向的正应力为零，则该点在该方向上线应变也必为零。 ( ) 8 连接件产生的挤压应力与轴向压杆产生的压应力是不相同的。 ( ) 9 低碳钢经过冷作硬化能提高其屈服极限，因而用同样的方法也可以提高用低碳钢制成的细长压杆的临界压力。 ( ) 10 静不定结构的相当系统和补充方程不是唯一的，但其解答结果是唯一的。 ( ) 二、选择题（每题3分，共12分） 1、关于确定截面内力的截面法的适用范围，下列四种说法正确的是： （A ）适用于等截面直杆； （B ）适用于直杆承受基本变形； （C ）适用于不论基本变形还是组合变形，但限于直杆的横截面； （D ）适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。 2、低碳钢制成的零件受到三向等值拉伸应力作用，应按下例哪个强度理论建立破坏准则，正确的是： （A ）第一强度理论； （B ）第二强度理论； （C ）第三强度理论； （D ）第四强度理论。
变形固体的基本假设、内力、截面法、应力、位移、变形和应变的概念、杆件变形的基本形式；轴力和轴力图、直杆横截面上的应力和强度条件、斜截面上的应力、拉伸和压缩时杆件的变形、虎克定律、横向变形系数、应力集中；扭转的概念、纯剪切的概念、薄壁圆筒的扭转，剪切虎克定律、切应力互等定理；静矩、惯性矩、惯性积、惯性半径、平行移轴公式、组合图形的惯性矩和惯性积的计算、形心主轴和形心主惯性矩概念；应力状态的概念、主应力和主平面、平面应力状态分析—解析法、图解法（应力圆）、三向应力圆，最大切应力、广义胡克定律、三个弹性常数E 、G 、μ间的关系、应变能密度、体应变、畸变能密度；强度理论的概念、杆件破坏形式的分析、最大拉应力理论、最大拉应变理论、最大切应力理论、畸变能理论、相当应力的概念；疲劳破坏的概念、交变应力及其循环特征、持久极限及其影响因素。 第一章 a 绪论 变形固体的基本假设、内力、截面法、应力、位移、变形和应变的概念、杆件变形的基本形式 第一节 材料力学的任务与研究对象 1、 变形分为两类：外力解除后能消失的变形成为弹性变形；外力解除后不能消失的变形，称为塑性变形或 残余变形。 第二节 材料力学的基本假设 1、 连续性假设：材料无空隙地充满整个构件。 2、 均匀性假设：构件内每一处的力学性能都相同 3、 各向同性假设：构件某一处材料沿各个方向的力学性能相同。 第三节 内力与外力 截面法求内力的步骤：①用假想截面将杆件切开，得到分离体②对分离体建立平衡方程，求得内力 第四节 应力 1、 切应力互等定理：在微体的互垂截面上，垂直于截面交线的切应力数值相等，方向均指向或离开交线。 胡克定律 2、 E σε=，E 为（杨氏）弹性模量 3、 G τγ=，剪切胡克定律，G 为切变模量 第二章 轴向拉压应力与材料的力学性能 轴力和轴力图、直杆横截面上的应力和强度条件、斜截面上的应力、拉伸和压缩时杆件的变形、虎克定律、横向变形系数、应力集中 第一节 拉压杆的内力、应力分析 1、 拉压杆受力的平面假设：横截面仍保持为平面，且仍垂直于杆件轴线。即，横截面上没有切应变，正应
专业 学号 姓名 日期 评分 第一章 绪论 一、是非判断题 1.1 材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。 ( × ) 1.2 内力只作用在杆件截面的形心处。 ( × ) 1.3 杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。 ( × ) 1.4 确定截面内力的截面法，适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变 形、横截面或任意截面的普遍情况。 ( ∨ ) 1.5 根据各向同性假设，可认为材料的弹性常数在各方向都相同。 ( ∨ ) 1.6 根据均匀性假设，可认为构件的弹性常数在各点处都相同。 ( ∨ ) 1.7 同一截面上正应力σ与切应力τ必相互垂直。 ( ∨ ) 1.8 同一截面上各点的正应力σ必定大小相等，方向相同。 ( × ) 1.9 同一截面上各点的切应力τ必相互平行。 ( × ) 1.10 应变分为正应变ε和切应变γ。 ( ∨ ) 1.11 应变为无量纲量。 ( ∨ ) 1.12 若物体各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零。 ( ∨ ) 1.13 若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。 ( × ) 1.14 平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。 ( ∨ ) 1.15 题1.15图所示结构中，AD 杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。 ( ∨ ) 1.16 题1.16图所示结构中，AB 杆将发生弯曲与压缩的组合变形。 ( × ) 二、填空题 1.1 材料力学主要研究 受力后发生的 以及由此产生 1.2 拉伸或压缩的受力特征是 ，变形特征B 题1.15图 题1.16图 外力的合力作用线通过杆轴线 杆件
专业 学号 姓名 日期 评分 是 。 1.3 剪切的受力特征是 ，变形特征是 。 1.4 扭转的受力特征是 ，变形特征是 。 1.5 弯曲的受力特征是 ，变形特 征是 。 1.6 组合受力与变形是指 。 1.7 构件的承载能力包括 ， 和 三个方面。 1.8 所谓 ，是指材料或构件抵抗破坏的能力。所谓 ，是指构件抵抗变形 的能力。所谓 ，是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。 1.9 根据固体材料的性能作如下三个基本假设 ， ， 。 1.10 认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了组成该物体的物质，这样的假设称 为 。根据这一假设构件的 、 和 就可以用坐标的连续函数来表示。 1.11 填题1.11图所示结构中，杆1发生 变形， 杆2发生 变形，杆3发生 变形。 1.12 下图 (a)、(b)、(c)分别为构件内某点处取出的单元体，变形 后情况如虚线所示，则单元体(a)的切应变γ＝ ；单元体 (b)的切应变γ＝ ；单元体(c)的切应变γ＝ 。 α＞β α α α α α β (a) (b) (c) 填题1.11图 沿杆轴线伸长或缩短 受一对等值，反向，作用线距离很近的力的作用 沿剪切面发生相对错动 外力偶作用面垂直杆轴线 任意二横截面发生绕杆轴线的相对转动 外力作用线垂直杆轴线，外力偶作用面通过杆轴线 梁轴线由直线变为曲线 包含两种或两种以上基本变形的组合 强度 刚度 稳定性 强度 刚度 稳定性 连续性 均匀性 各向同性 连续性假设 应力 应变 变形等 拉伸 压缩 弯曲 2α α-β 0
一、基本概念 1 材料力学的任务是：研究构件的强度、刚度、稳定性的问题，解决安全与经济的矛盾。 2 强度：构件抵抗破坏的能力。 3 刚度：构件抵抗变形的能力。 4 稳定性：构件保持初始直线平衡形式的能力。 5 连续均匀假设：构件内均匀地充满物质。 6 各项同性假设：各个方向力学性质相同。 7 内力：以某个截面为分界，构件一部分与另一部分的相互作用力。 8 截面法：计算内力的方法，共四个步骤：截、留、代、平。 9 应力：在某面积上，内力分布的集度(或单位面积的内力值)、单位Pa。 10 正应力：垂直于截面的应力(σ) 11 剪应力：平行于截面的应力( ) 12 弹性变形：去掉外力后，能够恢复的那部分变形。 13 塑性变形：去掉外力后，不能够恢复的那部分变形。 14 四种基本变形：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 二、拉压变形 15 当外力的作用线与构件轴线重合时产生拉压变形。 16 轴力：拉压变形时产生的内力。 17 计算某个截面上轴力的方法是：某个截面上轴力的大小等于该截面的一侧各个轴向外力的代数和，其中离开该截面的外力取正。 18 画轴力图的步骤是： ①画水平线，为X轴，代表各截面位置； ②以外力的作用点为界，将轴线分段； ③计算各段上的轴力； ④在水平线上画出对应的轴力值。（包括正负和单位） 19 平面假设：变形后横截面仍保持在一个平面上。 20 拉（压）时横截面的应力是正应力，σ=N/A 21 斜截面上的正应力：σα=σcos2α 22 斜截面上的切应力： α=σSin2α/2 23 胡克定律：杆件的变形时与其轴力和长度成正比，与其截面面积成反比，计算式△L=NL/EA（适用范围σ≤σp） 24 胡克定律的微观表达式是σ=Eε。 25 弹性模量（E）代表材料抵抗变形的能力（单位Pa）。 26 应变：变形量与原长度的比值ε=△L/L（无单位），表示变形的程度。 27 泊松比（横向变形与轴向变形之比）μ=∣ε1/ε∣ 28 钢（塑）材拉伸试验的四个过程：比例阶段、屈服阶段、强化阶段、劲缩阶段。 29 比例极限σp ：比例阶段的最大应力值。 30 屈服极限σs ：屈服阶段的最小应力值。 31 强化极限σb ：断裂前能承担的最大应力值。 32 脆、塑材料的比较： ①脆材无塑性变形，抗压不抗拉；塑材抗拉也抗压。 ②脆材对应力的集中的反应敏感，塑材不敏感。。 33 应力集中：在形状变化处，应力特别大的现象。 34 延伸率：拉断后，变形量与原长的比值(δ=△L1/L，≥5%为塑材) 35 冷作硬化：进入强化阶段后，卸载再重新加载，比例极限增大的现象。 38 极限应力σjx：失去承载能力时的应力 39 许用应力〔σ〕:保证安全允许达到的最大应力。 42 计算思路：外力内力应力。 43 超静定问题：未知力多于平衡方程个数的问题（用平衡方程不能或不能全部计算出构件的外力）。 44 计算超静定问题：除平衡方程以外，更需依据变形实际建立补充方程。 45 剪力：平行于截面的内力（Q），该截面称作剪切面。 46 单剪：每个钉有一个剪切面。双剪：每个钉有两个剪切面。 48 挤压力：两构件相互接触面所承受的压力。 三、扭转 1 外力偶矩的矢量方向与杆件的轴线重合时杆件发生（扭转）变形。杆件的两个相邻截面发生绕轴线的相对转动。 2 传动轴所传递的功P(kw)，转速n(r/min),则此外力偶矩为Me=9.549P/n(N*m)。 3 扭转变形时，杆件横截面上的内力称扭矩。表示各截面上扭矩大小的图形，称作扭矩图。 4 两正交线之间的直角的改变量（ ），称为剪应变。表示剪切变形的严重程度。 5 剪切胡克定律τ=G ，式中G称为材料剪切弹性模量。 6 薄壁扭转构件横截面上某点的剪应力 n δ，式中 为圆形横截面包围的面积，δ为该点处的壁厚。 7 Ip=∫Aρ2dA称为截面的极惯性矩。 四、弯曲应力： 1 梁弯曲时，作用线与横截面平行的内力，称为剪力。数值上等于该截面之左侧或右侧梁上各个横向外力的代数和，绕截面顺转的力为正。 2 梁弯曲时，作用面垂直于轴线的内力偶矩，称为弯矩。数值上等于该截面之左侧或右侧梁上各个外力（包括力偶）对截面力矩的代数和，使截面处产生凹变形的力矩为正。 3 无均布载荷梁段，剪力为水平直线。 无剪力（零）的梁段，弯矩为水平直线。 在集中力作用的截面，剪力图上发生转折，在集中力偶作用的截面，弯矩图上发生跃变。 在剪力为零的截面，弯矩有极大值。最大弯矩发生在Q=0 ，集中力偶两侧、悬臂梁根部和集中力的截面上。 Iz=∫Ay2dA称为截面的轴惯性矩。式中y是微面积dA到中性轴的距离。 中性轴通过截面的形心，是拉压区的分界线。 五、弯曲时的位移 1 挠度是梁弯曲时横截面的形心在垂直于梁轴线方向的位移。 2 转角是梁变形时横截面绕其中性轴旋转的角度。 六、超静定问题 1 使用静力平衡方程不能求出结构或构件全部约束力或内力的问题。 2 多余约束力 解除维持构件平衡的多余约束后，以力代替该约束对构件的作用力。 变形协调方程 多余约束力与基本力共同作用的变形满足梁的约束条件。 七、应力状态和强度理论 1 应力状态： 受力构件内部一点处不同方位截面应力的集合。 单元体：围绕构件内一点处边长为无穷小的立方体。 主平面：单元体上剪力为零的截面 4 截面核心：压力作用线通过此区域，受压杆横截面上无拉应力。 5 弯矩扭合构件选用空心圆形截面比较合理。 九、压杆稳定 1 稳定性：受压杆件保持原有直线平衡形式的能力。 2 临界力Pcr：受压杆件能保持稳定的最大压力。 9 提高稳定措施：①环形截面；②减小长度；③固定牢固。 冷拉是在常温条件下，以超过原来钢筋屈服点强度的拉应力，强行拉伸钢筋，使钢筋产生塑性变形以达到提高钢筋屈服点强度和节约钢材为目的。 冷拔-是材料的一种加工工艺，对于金属材料，冷拔指的是为了达到一定的形状和一定的力学性能，而在材料处于常温的条件下进行拉拔。冷拔的产品较之于热成型有：尺寸精度高和表面光洁度好的优点。第一章绪论 §1.1 材料力学的任务 二、基本概念 1、构件：工程结构或机械的每一组成部分。（例如：行车结构中的横梁、吊索等） 材料力学—研究变形体，研究力与变形的关系。 2、变形：在外力作用下，固体内各点相对位置的改变。(宏观上看就是物体尺寸 和形状的改变） 弹性变形—随外力解除而消失 塑性变形(残余变形)—外力解除后不能消失 刚度：在载荷作用下，构件抵抗变形的能力 3、内力：构件内由于发生变形而产生的相互作用力。（内力随外力的增大而增大） 强度：在载荷作用下，构件抵抗破坏的能力。 4、稳定性：在载荷作用下，构件保持原有平衡状态的能力。 强度、刚度、稳定性是衡量构件承载能力的三个方面，材料力学就是研究构件承 载能力的一门科学。 三、材料力学的任务 材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全 的构件，提供必要的理论基础和计算方法 研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在进行理论分 析的基础上，实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。 四、材料力学的研究对象 构件的分类：杆件、板壳*、块体* 材料力学主要研究杆件﹜直杆——轴线为直线的杆曲杆——轴线为曲线的 杆 等截面杆——横截面的大小形状不变的杆变截面杆——横截面的大小或形状 变化的杆 等截面直杆——等直杆 §1.2 变形固体的基本假设 在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。在材料力学中，对变 形固体作如下假设： 1、连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质 灰口铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织 2、均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同 普通钢材的显微组织优质钢材的显微组织 3、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 （沿不同方向力学性能不同的材料称为各向异性材料。如木材、胶合板、纤维增 强材料等） 4、小变形与线弹性范围：认为构件的变形极其微小，比构件本身尺寸要小得多。 如右图，δ远小于构件的最小尺寸，所以通过节点平衡求各杆内力时，把支架的 变形略去不计。计算得到很大的简化。 §1.3 外力及其分类 外力：来自构件外部的力（载荷、约束反力） 按外力作用的方式分类 体积力：连续分布于物体内部各点的力。如重力和惯性力 表面力： 分布力：连续分布于物体表面上的力。如油缸内壁的压力，水坝受到的水压力等 均为分布力 集中力：若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。 按外力与时间的关系分类 静载：载荷缓慢地由零增加到某一定值后，就保持不变或变动很不显著，称为静 载 动载：载荷随时间而变化。如交变载荷和冲击载荷 §1.4 内力、截面法和应力的概念 内力：外力作用引起构件内部的附加相互作用力。 求内力的方法—截面法 (1)假想沿m-m横截面将杆切开(2)留下左半段或右半段(3)将弃去部分对留 下部分的作用用内力代替(4)对留下部分写平衡方程，求出内力的值。 §1.4 内力、截面法和应力的概念 为了表示内力在一点处的强度，引入内力集度,即应力的概念。 §1.5 变形与应变 1.位移：MM' 刚性位移；变形位移。 2.变形：物体内任意两点的相对位置发生变 化。 取一微正六面体 两种基本变形： 线变形——线段长度的变化角变形——线段间夹角的变化 3.应变 正应变（线应变） x方向的平均应变：切应变（角应变） 杆件的基本变形：拉伸（压缩）、剪切、扭转、弯曲 第二章拉伸、压缩与剪切(1) §2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 受力特点与变形特点：作用在杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合，杆件 变形是沿轴线方向的伸长或缩短。 §2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 2、轴力：截面上的内力 由于外力的作用线与杆件的轴线重合，内力的作用线也与杆件的轴线重合。所以 称为轴力。 4、轴力图：轴力沿杆件轴线的变化 杆件的强度不仅与轴力有关，还与横截面面积有关。必须用应力来比较和判断杆 件的强度。 在拉（压）杆的横截面上，与轴力FN对应的应力是正应力。根据连续性假设， 横截面上到处都存在着内力。 观察变形： 平面假设—变形前原为平面的横截面，变形后仍保持为平面且仍垂直于轴线。 从平面假设可以判断： （1）所有纵向纤维伸长相等（2）因材料均匀，故各纤维受力相等 （3）内力均匀分布，各点正应力相等，为常量 §2.3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 实验表明：拉（压）杆的破坏并不总是沿横截面发生，有时却是沿斜截面发生的 §2.4 材料拉伸时的力学性能 一试件和实验条件：常温、静载 二低碳钢的拉伸 明显的四个阶段 1、弹性阶段ob 2、屈服阶段bc（失去抵抗变形的能力） 3、强化阶段ce（恢 复抵抗变形的能力） 4、局部径缩阶段ef 两个塑性指标: 断后伸长率断面收缩率 δ＞5%为塑性材料δ＜5%为脆性材料 低碳钢的S≈20-30% ψ≈60%为塑性材料 三卸载定律及冷作硬化 1、弹性范围内卸载、再加载 2、过弹性范围卸载、再加载 材料在卸载过程中应力和应变是线性关系，这就是卸载定律。 材料的比例极限增高，延伸率降低，称之为冷作硬化或加工硬化。 四其它材料拉伸时的力学性质 对于没有明显屈服阶段的塑性材料，用名义屈服极限σp0.2来表示。 对于脆性材料（铸铁），拉伸时的应力应变曲线为微弯的曲线，没有屈服和径缩 现象，试件突然拉断。断后伸长率约为0.5%。为典型的脆性材料。 拉伸与压缩在屈服阶段以前完全相同 三脆性材料（铸铁）的压缩 脆性材料的抗拉与抗压性质不完全相同 压缩时的强度极限远大于拉伸时的强度极限 一、安全因数和许用应力 变形特点：位于两力之间的截面发生相对错动。 切应力强度条件：[τ]许用切应力，常由实验方法确定 第三章扭转 §3.1 扭转的概念和实例 扭转受力特点及变形特点: 杆件受到大小相等,方向相反且作用平面垂直于杆件 轴线的力偶作用, 杆件的横截面绕轴线产生相对转动。 1.材料力学就是研究构件强度、刚度、稳定性理论 2.变形性质分为弹性变形、塑性变形 3.研究内力的方法是截面法 4.表示内力密集的程度是应力 5.基本变形有：轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲 6轴力图是表示轴力与横截面积关系 7.平面假设是受轴向拉伸的杆件，变形后横截面积仍保持不变为平面，两平面相 对位移了一段距离 8.应力集中是会在其局部应力骤然增大的现象 9低碳钢的四个表现阶段弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段 10.代表材料强度性能的主要指标是屈服强度和抗拉强度 11塑性指标主要是伸长率和断面收缩率 12.5 ≥ δ%为塑性材料% 5 < δ为脆性材料 13连接杆主要有铆钉链接、螺栓链接、焊接、键连接、销轴链接 14剪切计算主要有安全计算、加工计算、运算安全计算 15焊接的对焊接和搭焊接两种，其中对焊接有对接、V型、 X型 16按照强度条件设计的构件尺寸取大值，许应用荷载取小值， 17切应力互等原理是在单元体互相垂直的平面上，垂直于两面交线的切应力数值 相等，其方向均指向或背离该交线， 18脆性材料的抗拉能力低于其抗剪能力，塑性材料的抗剪能力则低于抗拉能力 19纯弯曲是指梁横截面上只有弯矩无剪力的弯曲 20横力弯曲指的是梁横截面上既有弯矩又有剪力的弯曲变形 21材料力学的基本假设连续性假设、均匀性假设、各向同性假设
昆明理工大学2007～2008学年第一学期《理 论力学》期末考试试卷（A 卷）答案 1. 是非判断题(每题2分，共20分。) 1、×'; 2、×; 3、√; 4、×; 5、×; 6、×; 7、√; 8、√; 9、√;10、√ 二、选择题（每题3分，共12分） ACD;AAA;C;C; 三、填空题 （本题共13分） 1. （本题6分） 图(a )的 ω = 0 ，α =R a /； 图(b ) 的ω =R a /cos θ， α =R a /sin θ； 图(c ) 的ω =R a /，α = 0 。 2. （本题4分） L 2m ω(1分); ωω2 2 2224652322131mL L m L m mL = ??? ????????? ????? ??+??? ??+(1分); 画出方向(共2分) 3. （本题2分） PL/2 4. （本题2分） 5 四、计算题 1. （本题10分）如图4.1所示横梁，F 1= F 2= F 3=F 用虚位移原理求解系统B 和D 处反力。 解：(1)把B 点约束力视作为主动力。设给系统虚位移如图（图2分）。系统虚功方程为： 021=---δ?δδδM y F y F y F F E B B (2分) ==>56 7111M F F B += (1分) (2)把D 点约束力视作为主动力。设给系统虚位移如图（图2分）。系统虚功方程为： 032=++G F D D y F y F y F δδδ (2分) ==>F F B 28 27= (1分)
2. （本题15分） 3. 弯成直角的曲杆OAB 以角速度ω= 常数绕O 点作逆时针转动。在曲杆的AB 段装有滑筒C ， 滑筒与在滑道内运动的铅直杆DC 铰接于C ，O 点与DC 位于同一铅垂线上。设曲杆的OA 段长为r ，求当φ=30°时DC 杆的速度和加速度。 （解）：如图，在点O 建立参考基和曲杆连体基1e e 和。 对于曲杆OAB ，CD 杆上的C 点为动点。 C 点的速度为：r C e C e tC C v v v v ++=ω11 见图2 由于曲杆作定轴转动，01=e tC v r OC v C ωωω33 221= ?= 利用几何关系： ωωr tg v v e C C 3 2301= = 所求即CD 杆的绝对速度，方向向上。 同时可以求得：ωr v v v C C r C 3 4230cos /=== 下面进行加速度分析 由动点加速度：C e C e C e tC r C C a a a a a a ++++=αω 由于曲杆作匀角速度定轴转动，有： 0,0 ==e C e tC a a α 因此，C e C r C C a a a a ++=ω，如图3所示。 其中， 2 2 33 2ωωωr OC a e C == 2 3 82ωωr v a r C C = = 将加速度在科氏加速度方向上投影，有： 图3 30cos 30cos e C C C a a a ω-= 可得： 2 2 2 39 1033 233 23 8ωω ω r r r a C = - ? = 所求即杆CD 的加速度，方向向上。 解：（1）OA 杆做刚体定轴转动。 ()s m OA v A /4.03.060 240.ππω=??= = (3 分) （2）AB 杆做刚体平面运动。 由于刚体CB 做平动，因此，B v 与C v 同向，
第一章 静力学公理与物体的受力分析 一、就是非判断题 1.1.1 在任何情况下,体内任意两点距离保持不变的物体称为刚体。 ( ∨ ) 1.1.2 物体在两个力作用下平衡的必要与充分条件就是这两个力大小相等、方向相反,沿同一直线。 ( × ) 1.1.3 加减平衡力系公理不但适用于刚体,而且也适用于变形体。 ( × ) 1.1.4 力的可传性只适用于刚体,不适用于变形体。 ( ∨ ) 1.1.5 两点受力的构件都就是二力杆。 ( × ) 1.1.6 只要作用于刚体上的三个力汇交于一点,该刚体一定平衡。 ( × ) 1.1.7 力的平行四边形法则只适用于刚体。 ( × ) 1.1.8 凡矢量都可以应用平行四边形法则合成。 ( ∨ ) 1.1.9 只要物体平衡,都能应用加减平衡力系公理。 ( × ) 1.1.10 凡就是平衡力系,它的作用效果都等于零。 ( × ) 1.1.11 合力总就是比分力大。 ( × ) 1.1.12 只要两个力大小相等,方向相同,则它们对物体的作用效果相同。 ( × ) 1.1.13 若物体相对于地面保持静止或匀速直线运动状态,则物体处于平衡。 ( ∨ ) 1.1.14 当软绳受两个等值反向的压力时,可以平衡。 ( × ) 1.1.15 静力学公理中,二力平衡公理与加减平衡力系公理适用于刚体。 ( ∨ ) 1.1.16 静力学公理中,作用力与反作用力公理与力的平行四边形公理适用于任何物体。 ( ∨ ) 1.1.17 凡就是两端用铰链连接的直杆都就是二力杆。 ( × ) 1.1.18 如图1、1所示三铰拱,受力F ,F 1作用,其中F 作用于铰C 的销子上,则AC 、BC 构件都不就是二力构件。 ( × ) 二、填空题 1.2.1 力对物体的作用效应一般分为 外 效应与 内 效应。 1.2.2 对非自由体的运动所预加的限制条件称为 约束 ;约束力的方向总就是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向 相反 ;约束力由 主动 力引起,且随 主动 力的改变而改变。 1.2.3 如图1、2所示三铰拱架中,若将作用于构件AC 上的力偶M 搬移到构件BC 上,则A 、
材料力学基本概念 一、单项选择题 1．材料的失效模式 B 。 A 只与材料本身有关，而与应力状态无关； B 与材料本身、应力状态均有关； C 只与应力状态有关，而与材料本身无关； D 与材料本身、应力状态均无关。 2．下面有关强度理论知识的几个论述，正确的是 D 。 A 需模拟实际构件应力状态逐一进行试验，确定极限应力； B 无需进行试验，只需关于材料破坏原因的假说； C 需要进行某些简单试验，无需关于材料破坏原因的假说； D 假设材料破坏的共同原因，同时，需要简单试验结果。 3、 轴向拉伸细长杆件如图所示，__ A _。 A ．1-1、2-2面上应力皆均匀分布； B ．1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布； C ．1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布； D ．1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。 4、塑性材料试件拉伸试验时，在强化阶段__ D ___。 A ．只发生弹性变形； B ．只发生塑性变形； C ．只发生线弹性变形； D ．弹性变形与塑性变形同时发生。 5、比较脆性材料的抗拉、抗剪、抗压性能：__ B ____。 A ．抗拉性能>抗剪性能<抗压性能； B ．抗拉性能<抗剪性能<抗压性能； C ．抗拉性能>抗剪性能>抗压性能； D ．没有可比性。 6、水平面内放置的薄壁圆环平均直径为d ，横截面面积为A 。当其绕过圆心的轴在水平面内匀角速度旋转时，与圆环的初始尺寸相比_ A ___。 A ．d 增大，A 减小； B ．A 增大，d 减小； C ．A 、d 均增大； D ．A 、d 均减小。 7、如右图所示，在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高___D __。 A ．螺栓的拉伸强度； B ．螺栓的挤压强度； C ．螺栓的剪切强度； D ．平板的挤压强度。 8、 图中应力圆a 、b 、c 表示的应力状态分别为 C A 二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态； B 单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态； C 单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态； D 单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。 9．压杆临界力的大小 B ， A 与压杆所承受的轴向压力大小有关； B 与压杆的柔度大小有关； C 与压杆的长度大小无关； D 与压杆的柔度大小无关。 10．一点的应力状态如下图所示，则其主应力1σ、2σ、3σ分别为 D A 30MPa 、100 MPa 、50 MPa B 50 MPa 、30MPa 、-50MPa C 50 MPa 、0、-50MPa D -50 MPa 、30MPa 、50MPa 11. 对于静不定问题，下列陈述中正确的是（ C ）。 A 未知力个数小于独立方程数； B 未知力个数等于独立方程数 ；
号 位 座 题昆明理工大学试卷（A） 试 考 考试科目：材料力学 B 考试日期：2010年6月22日命题教师：郭 然 号序课答 题号一二三四(1) 四(2) 四(3) 四(4) 总分 评分 阅卷人 得 名 姓师教课任 1 杆件某截面上的内力是该截面上应力的矢量和。( ) 2 轴向拉压杆的任意截面上都只有均匀分布的正应力。( ) 3 单元体上同时存在正应力和切应力时，切应力互等定理不成立。( ) 4材料不同而截面和长度相同的二圆轴，在相同外力偶作用下，其扭矩图、 一、是非判断题( 每题 2 分，共20 分。正确用√，错误用×，填入括号中) 不 切应力及相对扭转角都是相同的。( ) 5 若一对正交坐标轴中，其中有一轴为图形的对称轴，则图形对这对轴的惯 性积一定为零。( ) 6 正弯矩产生正转角，负弯矩产生负转角。( ) 号7 一点沿某方向的正应力为零，则该点在该方向上线应变也必为零。 学 ( ) 内 8 连接件产生的挤压应力与轴向压杆产生的压应力是不相同的。( ) 9 低碳钢经过冷作硬化能提高其屈服极限，因而用同样的方法也可以提高用 低碳钢制成的细长压杆的临界压力。( ) 10 静不定结构的相当系统和补充方程不是唯一的，但其解答结果是唯一的。 名 姓 线二、选择题（每题 3 分，共12分） () 1、关于确定截面内力的截面法的适用范围，下列四种说法正确的是： （A）适用于等截面直杆； 级班（B）适用于直杆承受基本变形； （C）适用于不论基本变形还是组合变形，但限于直杆的横截面； 业 专 封（D）适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。
材料力学阶段总结 一.材料力学的一些基本概念 1.材料力学的任务： 解决安全可靠与经济适用的矛盾。 研究对象：杆件 强度：抵抗破坏的能力 刚度：抵抗变形的能力 稳定性：细长压杆不失稳。 2.材料力学中的物性假设 连续性：物体内部的各物理量可用连续函数表示。 均匀性：构件内各处的力学性能相同。 各向同性：物体内各方向力学性能相同。 3.材力与理力的关系 , 内力、应力、位移、变形、应变的概念 材力与理力：平衡问题，两者相同； 理力：刚体，材力：变形体。 内力：附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。 应力：正应力、剪应力、一点处的应力。应了解作用截面、作用位置（点）、作用方向、 和符号规定。 压应力 正应力拉应力 线应变 应变：反映杆件的变形程度角应变 变形基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 4.物理关系、本构关系虎 克定律；剪切虎克定律： 拉压虎克定律：线段的拉伸或压缩。 E —— Pl l EA 剪切虎克定律：两线段夹角的变化。Gr 适用条件：应力～应变是线性关系：材料比例极限以内。 5.材料的力学性能（拉压）： 一张σ - ε图，两个塑性指标δ 、ψ ，三个应力特征点：p、s、b，四个变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。 拉压弹性模量，剪切弹性模量，泊松比 v ， G E （V） E G 2 1 塑性材料与脆性材料的比较： 变形强度抗冲击应力集中
塑性材料流动、断裂变形明显 较好地承受冲击、振动不敏感 拉压s 的基本相同 脆性无流动、脆断仅适用承压非常敏感 6.安全系数、许用应力、工作应力、应力集中系数 安全系数：大于 1的系数，使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。过小，使 构件安全性下降；过大，浪费材料。 许用应力：极限应力除以安全系数。 s0 塑性材料 s n s b 脆性材料0b n b 7.材料力学的研究方法 1)所用材料的力学性能：通过实验获得。 2)对构件的力学要求：以实验为基础，运用力学及数学分析方法建立理论，预测理 论应用的未来状态。 3)截面法：将内力转化成“外力” 。运用力学原理分析计算。 8.材料力学中的平面假设 寻找应力的分布规律，通过对变形实验的观察、分析、推论确定理论根据。 1)拉（压）杆的平面假设 实验：横截面各点变形相同，则内力均匀分布，即应力处处相等。 2)圆轴扭转的平面假设 实验：圆轴横截面始终保持平面，但刚性地绕轴线转过一个角度。横截面上正应力 为零。 3)纯弯曲梁的平面假设 实验：梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁的纵向纤维；正应力成线性分 布规律。 9小变形和叠加原理 小变形： ①梁绕曲线的近似微分方程 ② 杆件变形前的平衡 ③ 切线位移近似表示曲线 ④ 力的独立作用原理 叠加原理： ① 叠加法求内力 ② 叠加法求变形。 10材料力学中引入和使用的的工程名称及其意义（概念） 1)荷载：恒载、活载、分布荷载、体积力，面布力，线布力，集中力，集中力偶， 极限荷载。 2)单元体，应力单元体，主应力单元体。
2016年云南昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷 一、填空题（每空1分，共30分。其中1-5小题任选3个，多答不得分。6-9小题为必答题） 1.晶体是原子呈且重复排列的固体物质。如将晶体结构抽象为空间点阵，则所有晶体可划分为大晶系，种布拉维（或布拉菲）点阵。（3分） 2.体心立方、面心立方和密排六方晶体的堆垛密度ξ分别是：、、。（3分） 3.影响合金相结构（形成固溶体相或化合物相）的因素包括：、、及其他因素。（3分） 4.晶体中的化学键可以分为、、、分子键和氢键五种。（3分） 5.金刚石晶体的空间群国际符号为Fd3m，其中F表示，d表示，根据其空间群符号可知金刚石属于晶系。（3分） -----------------------------------------以上1-5题中任选3题，将题号在答题卡上写清楚---------------------------------------- 6.刃型位错的运动形式有滑移和，而螺型位错特有的滑移方式是。（2分） 7.从热力学角度看，烧结的基本驱动力为；从动力学角度要通过各种复杂的过程；烧结后材料宏观上表现为；微观上表现为。（4分） 8.单晶体的塑性形变基本方式为和。多晶体的塑性形变的微观特点表现为：多方式、和，由于上述微观特点，使多晶体的塑性变形产生了如下现象：、、形成纤维组织和。（7分） 9. 按热力学观点，一级相变在相变点自由能的一阶偏导数不为零，相变过程中和（热力学参数）发生改变，相变（有、无）热效应；二级相变在相变点自由能的二阶偏导数不为零，相变过程、和发生不连续变化；按动力学机制，相变分为和。（8分） -------------------------------------------------6-9题为必答题，将题号在答题卡上写清楚------------------------------------------ 二、名词解释（从下面14个题目中选做10个，每题3分，共30分。答题不得多于10个） 1.配位数； 2.置换式固溶体； 3.弗兰克尔（或弗伦克尔）点缺陷； 4.分位错； 5.交滑移； 6.稳态扩散； 7.再结晶； 8.动态回复； 9.加工硬化；10.均匀形核；11.类质同像；12.尖晶石型结构；13.对称轴；14.对称型。 三、简答题（从下面7个小题中任选5个做答，每题6分，共30分。答题不得多于5个）
第七章 点的合成运动 一、是非题 7.1.1动点的相对运动为直线运动，牵连运动为直线平动时，动点的绝对运动必为直线运动。 （ × ） 7.1.2无论牵连运动为何种运动，点的速度合成定理r e a v v v +=都成立。 （ ∨ ） 7.1.3某瞬时动点的绝对速度为零，则动点的相对速度和牵连速度也一定为零。 （ × ） 7.1.4当牵连运动为平动时，牵连加速度等于牵连速度关于时间的一阶导数。 （ ∨ ） 7.1.5动坐标系上任一点的速度和加速度就是动点的牵连速度和牵连加速度。 （ × ） 7.1.6 （ × ） 7.1.7只要动点的相对运动轨迹是曲线，就一定存在相对切向加速度。 （ × ） 7.1.8在点的合成运动中，判断下述说法是否正确： （1）若r v 为常量，则必有r a =0。 （ × ） （2）若e ω为常量，则必有e a =0. （ × ） （3）若e r ωv //则必有0=C a 。 （ ∨ ） 7.1.9在点的合成运动中，动点的绝对加速度总是等于牵连加速度与相对加速度的矢量和。 ( × ) 7.1.10当牵连运动为定轴转动时一定有科氏加速度。 （ × ） 二、 填空题 7.2.1 牵连点是某瞬时 动系 上与 动点 重合的那一点。 7.2.2e a v v =大小为，在一般情况下，若已知v e 、v r ，应按a 的大小。 三、选择题： 7.3.1 动点的牵连速度是指某瞬时牵连点的速度，它相对的坐标系是（ A ）。 A 、 定参考系 B 、 动参考系 C 、 任意参考系 7.3.2 在图示机构中，已知t b a s ωsin +=， 且t ω?=（其中a 、b 、 ω均为常数），杆长为L ，若取小球A 为动点，动系固结于物块B ，定系 固结于地面，则小球的牵连速度v e 的大小为（ B ）。 A 、 ωL B 、 t b ωωcos C 、 t L t b ωωωωcos cos + D 、ωωωL t b +cos 四、计算题 7.4.1 杆OA 长L ，由推杆BC 通过套筒B 推动而在图面内绕点O 转动，如图所示。假定推杆的速度为v ，其弯头高为b 。试求杆端A 的速度的大小（表示为由推杆至点O 的距离x 的函数）。
第一章 绪论 一、是非判断题 材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。 ( × ) 内力只作用在杆件截面的形心处。 ( × ) 杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。 ( × ) 确定截面内力的截面法，适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、 横截面或任意截面的普遍情况。 ( ∨ ) 根据各向同性假设，可认为材料的弹性常数在各方向都相同。 ( ∨ ) 根据均匀性假设，可认为构件的弹性常数在各点处都相同。 ( ∨ ) 同一截面上正应力σ与切应力τ必相互垂直。 ( ∨ ) 同一截面上各点的正应力σ必定大小相等，方向相同。 ( × ) 同一截面上各点的切应力τ必相互平行。 ( × ) 应变分为正应变ε和切应变γ。 ( ∨ ) 应变为无量纲量。 ( ∨ ) 若物体各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零。 ( ∨ ) 若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。 ( × ) 平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。 ( ∨ ) 题图所示结构中，AD 杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。 ( ∨ ) 题图所示结构中，AB 杆将发生弯曲与压缩的组合变形。 ( × ) 二、填空题 材料力学主要研究 受力后发生的 ，以及由此产生的 。 拉伸或压缩的受力特征是 ，变形特征是 。 剪切的受力特征是 ，变形特征是 。 B 题图 题图 外力的合力作用线通过杆轴线 杆件 变形 应力，应变 沿杆轴线伸长或缩短 受一对等值，反向，作用线距离很近的力的作用 沿剪切面发生相对错动
扭转的受力特征是 ，变形特征是 。 弯曲的受力特征是 ，变形特征是 。 组合受力与变形是指 。 构件的承载能力包括 ， 和 三个方面。 所谓 ，是指材料或构件抵抗破坏的能力。所谓 ，是指构件抵抗变形的能力。所谓 ，是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。 根据固体材料的性能作如下三个基本假设 ， ， 。 认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了组成该物体的物质，这样的假设称 为 。根据这一假设构件的 、 和 就可以用坐标的连续函数来表示。 填题图所示结构中，杆1发生 变形， 杆2发生 变形，杆3发生 变形。 下图 (a)、(b)、(c)分别为构件内某点处取出的单元体，变形后 情况如虚线所示，则单元体(a)的切应变γ＝ ；单元体(b)的切应变γ＝ ；单元体(c)的切应变γ＝ 。 三、选择题 选题图所示直杆初始位置为ABC ，作用力P 后移至AB ’C ’，但右半段BCDE 的形状不发生变 化。试分析哪一种答案正确。 1、AB 、BC 两段都产生位移。 α＞ α α α α α β (a) (b) (c) 填题图 ’ 外力偶作用面垂直杆轴线 任意二横截面发生绕杆轴线的相对转动 外力作用线垂直杆轴线，外力偶作用面通过杆轴线 梁轴线由直线变为曲线 包含两种或两种以上基本变形的组合 强度 刚度 稳定性 强度 刚度 稳定性 连续性 均匀性 各向同性 连续性假设 应力 应变 变形等 拉伸 压缩 弯曲 2α α-β 0