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eBook工程力学习题详细解答教师用书(第8章)2011-10-1范 钦 珊 教 育 教 学 工 作 室FAN Qin-Shan ,s Education & Teaching Studio习题8－1 习题8－2 习题8－3 习题8－4 习题8－5 习题8－6 习题8－7 习题8－8 习题8－9 习题8－10 习题8－9 习题8－10习题8－11 习题8－12 习题8－13 习题8－14 习题8－15 习题8－16 习题8－17 习题8－18 习题8－19 习题8－20习题8－21工程力学习题详细解答之八第8章 弯曲强度问题8－1 直径为d 的圆截面梁，两端在对称面内承受力偶矩为M 的力偶作用，如图所示。
若已知变形后中性层的曲率半径为ρ；材料的弹性模量为E 。
根据d 、ρ、E 可以求得梁所承受的力偶矩M 。
现在有4种答案，请判断哪一种是正确的。
(A) ρ64π4d E M ＝(B) 4π64d E M ρ＝(C) ρ32π3d E M ＝(D) 3π32dE M ρ＝正确答案是 A 。
8－2 矩形截面梁在截面B 处铅垂对称轴和水平对称轴方向上分别作用有F P1和F P2，且F P1=F P2，如图所示。
关于最大拉应力和最大压应力发生在危险截面A 的哪些点上，有4种答案，请判断哪一种是正确的。
(A) +max σ发生在a 点，−max σ发生在b 点M习题8－1图A Ba b cd P2z固定端习题8－2图(B) +max σ发生在c 点，−max σ发生在d 点 (C) +max σ发生在b 点，−max σ发生在a 点 (D) +max σ发生在d 点，−max σ发生在b 点正确答案是 D 。
8－3 关于平面弯曲正应力公式的应用条件，有以下4种答案，请判断哪一种是正确的。
(A) 细长梁、弹性范围内加载；(B) 弹性范围内加载、载荷加在对称面或主轴平面内；(C) 细长梁、弹性范围内加载、载荷加在对称面或主轴平面内；(D) 细长梁、载荷加在对称面或主轴平面内。
工程力学的强度名词解释工程力学是应用力学原理和方法来研究和解决工程问题的一门学科。
它涉及到材料的强度、结构的稳定性、力的传递和分布等方面。
在工程力学中，强度是一个基本概念，它指的是材料或结构所能承受的外部力量而不发生破坏或塑性变形的能力。
一、强度的定义强度可以理解为材料或结构抵抗外部力破坏的能力。
在工程力学中，有两种主要的强度概念：抗拉强度和抗压强度。
抗拉强度是指材料在受到拉力作用时能够抵御破坏的能力；抗压强度则是指材料在受到压力作用时能够抵御破坏的能力。
二、强度与材料性能的关系强度与材料的性能密切相关，不同的材料具有不同的强度。
材料的强度通常由其晶体结构、原子间键合情况、晶粒大小等因素决定。
晶体结构越完整、原子间键合越牢固的材料往往具有较高的强度。
此外，添加合适的合金元素或进行热处理也可以提高材料的强度。
三、强度与设计安全系数在工程设计中，为了确保结构的安全可靠，通常会使用安全系数来考虑强度。
安全系数是指实际应力与允许应力之间的比值，用于保证结构在额定工作载荷下不会超过其强度极限。
常见的安全系数范围为2～4，具体取值根据不同工程和材料的特点而定。
四、强度的测试方法强度的测试是工程力学研究的重要内容之一。
常用的测试方法包括拉伸试验、压缩试验、剪切试验等。
通过施加不同的外部力对材料进行测试，可以得到材料的强度性能参数。
值得注意的是，不同材料的测试方法会有所不同，需要根据实际情况选择合适的测试方法。
五、强度计算与结构设计在工程实践中，强度计算是设计过程中非常重要的一部分。
通过力学原理和经验公式，可以计算出结构在受到不同荷载情况下的应力和应变，并进一步评估结构的强度。
结构的材料以及工况条件都会影响其强度计算结果，因此需要充分考虑这些因素来进行准确的强度计算和结构设计。
六、强度的应用领域强度的概念和方法在各个工程领域都有广泛应用。
例如，建筑工程中的房屋结构、桥梁和高楼大厦的设计都需要考虑强度方面的问题；机械工程中的机器设备和零部件的设计也需要考虑强度以确保其正常工作；航空航天工程中的飞行器结构和材料也需要满足一定的强度要求。
第八章 强度设计§8.1金属材料轴向拉压时的力学性能一、教学目标和教学内容1、教学目标了解低碳钢和铸铁，作为两种典型的材料，在拉伸和压缩试验时的性质。
了解塑性材料和脆性材料的区别。
2、教学内容材料在拉伸和压缩时的力学性能；塑性材料和脆性材料性质的比较；二、重点难点无三、教学方式采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。
四、计划学时 1学时五、实施学时六、讲课提纲材料在拉伸和压缩时的力学性质一、 概述＊为什么要研究材料的力学性质为构件设计提供合理选用材料的依据。
强度条件：[]σσ≤工作应力理论计算求解 通过试验研究材料力学性质得到＊＊何谓材料的力学性质材料在受力和变形过程中所具有的特征指标称为材料的力学性质。
＊＊＊材料的力学性质与哪些因素有关？与材料的组成成分、结构组织（晶体或非晶体）、应力状态、温度和加载方式等诸因素有关。
二、材料在拉伸时的力学性质1、低碳钢的拉伸试验低碳钢是工程上广泛使用的材料，其力学性质又具典型性，因此常用它来阐明钢材的一些特性。
（1）拉伸图与应力---应变曲线FP-ΔL图σ- 曲线（受几何尺寸的影响）（反映材料的特性）（2）拉伸时的力学性质低碳钢材料在拉伸、变形过程中所具有的特征．．．．：．．和性能指标一条线（滑移线）二个规律（FP∞△L 规律、卸载规律）三个现象（屈服、冷作硬化、颈缩）四个阶段（弹性、屈服、强化、颈缩）五个性能指标（ E 、S σ、b σ、δ、φ）下面按四个阶段逐一介绍：Ⅰ弹性阶段（OB 段）① OB 段---产生的弹性变形；② 该阶段的一个规律：FP∞△L 规律③ 该阶段现有两个需要讲清的概念：比例极限p σ弹性极限e σ④ 该阶段可测得一个性能指标——弹性模量ELAL F E p ∆∆= 也就是：OA 直线段的斜率：tg α=E =εσ Ⅱ 屈服阶段（BD 段）⑴进入屈服阶段后，试件的变形为弹塑性变形；⑵在此阶段可观察到一个现象——屈服（流动）现象；⑶可测定一个性能指标——屈服极限：s σ=AP FS注意：FPS 相应于FP-ΔL 图或ơ-є曲线上的C‘点，C‘点称为下屈服点；而C 称为上屈服点。
工程力学中强度的概念是引言在工程力学中，强度是一个重要的概念。
它是指材料能够承受的外部载荷而不发生破坏或变形的能力。
在工程设计和结构分析中，强度是确定结构安全性和可靠性的关键指标之一。
本文将介绍强度的概念、计算方法以及如何提高结构的强度。
强度的概念强度是指材料抵抗外部载荷的能力。
一般来说，强度可以分为静态强度和动态强度两种。
静态强度是指材料在静态载荷作用下抵抗断裂或变形的能力；而动态强度是指材料在动态载荷作用下抵抗破坏的能力。
一般情况下，工程设计中更常用的是静态强度。
强度通常用应力来表示。
应力是单位面积上的力，可以用公式表示为：其中，σ为应力，F为受力大小，A为受力面积。
应力的单位通常使用帕斯卡（Pa）。
不同材料的强度不同，常见的材料的强度可以通过试验获得。
强度的计算方法在工程中，我们需要计算结构的强度，以确保结构在设计载荷下不会发生破坏或变形。
计算结构强度的常用方法包括以下几种：1.理论计算方法：通过应力分析和力学公式，计算结构在设计载荷下的应力分布，并与材料的强度进行比较，从而确定结构的强度。
2.试验方法：通过对实际结构进行试验，测量结构在不同载荷下的应力和变形情况，从而获得结构的强度参数。
3.数值模拟方法：利用计算机数值模拟软件，对结构进行建模，并进行应力分析，从而获得结构的强度。
不同的计算方法适用于不同的情况，工程师通常会根据具体的设计要求和实际条件选择合适的计算方法。
提高结构的强度在工程设计中，提高结构的强度是至关重要的。
下面是几种常用的提高结构强度的方法：1.选择合适的材料：不同的材料具有不同的强度特性，工程师可以通过选择合适的材料来提高结构的强度。
2.加强结构连接：结构的连接部位通常是强度较弱的地方，通过加强连接部位的设计和加固措施，可以提高结构整体的强度。
3.增加结构的截面积：结构的截面积越大，可以承受更大的载荷，因此通过增加结构的截面积，可以提高结构的强度。
4.使用优化设计方法：通过使用优化设计方法，可以在不改变结构整体形状的情况下，减少结构的应力集中区域，从而提高结构的强度。
工程力学之应力状态分析和强度计算工程力学是研究物体受力和变形规律的学科，其基础之一就是应力状态分析和强度计算。
应力状态分析主要是通过计算和评估物体内部的应力分布情况，强度计算则是根据应力状态来确定物体的强度和稳定性。
应力状态分析是力学中的一个重要步骤，它不仅可以用来评估物体的受力情况，还可以为工程设计提供依据。
在进行应力状态分析时，首先需要确定物体所受的外力，然后利用力学原理和相关公式计算物体内部的应力分布。
具体来说，首先我们需要确定物体所受的外力，包括静力、动力以及热力等，这些外力会作用在物体的不同部位上。
然后，通过应用牛顿第二定律、平衡方程等力学原理，可以计算得到物体内部的应力分布情况。
在实际工程中，通常使用数值计算方法来解决这些力学方程，比如有限元法和边界元法等。
强度计算则是根据应力状态来评估物体的强度和稳定性，以确定物体是否满足设计和使用要求。
在进行强度计算时，首先需要确定物体的强度参数，比如抗拉强度、屈服强度、抗剪强度等。
然后，根据物体所受的应力状态，通过应力分析和计算，可以得到物体内部的应力大小。
接下来，比较物体内部的应力和其强度参数，就可以判断物体是否安全和稳定。
应力状态分析和强度计算在各个工程领域中都有广泛的应用。
在土木工程中，它可以用来评估建筑物、桥梁和道路等结构的受力情况，以确保它们的安全使用。
在机械工程中，它可以用来评估机械零件和设备的强度和稳定性，以确保它们能够正常工作。
在航空航天工程中，它可以用来评估飞机和航天器在各种飞行状态下的受力情况，以确保它们在高速和极端环境下的安全性。
总之，应力状态分析和强度计算是工程力学的重要内容，它们不仅可以为工程设计提供依据，还可以用来评估物体的强度和稳定性。
在实际应用中，我们可以通过数值计算的方法来解决应力分析和强度计算问题，从而确保工程项目的安全性和可靠性。
在工程实践中，应力状态分析和强度计算是非常重要的步骤，涉及到许多领域，如结构工程、材料工程、土木工程等。
