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材料力学例题及解题指导（第二章至第六章）第二章拉伸、压缩与剪切例2-1试画出图a直杆的轴力图解：此直杆在A、B、C、D点承受轴向外力。
先求AB段轴力。
在段内任一截面1-1处将杆件截开，考察左段（图2-5b）。
在截面上设出正轴力2。
由此段的平衡方程ZX = 0得N L 6= 0, N i =+ 6kN图2-5理得CD段内任一截面的轴力都是一4kN。
画内力图，以水平轴x表示杆的截面位置, 的比例尺画出轴力图，如图N i得正号说明原先假设拉力是正确的，同时也就表明轴力是正的。
AB段内任一截面的轴力都等于+6kN。
再求BC段轴力，在BC段任一截面2-2处将杆件截开，仍考察左段（图2-5C）,在截面上仍设正的轴力N 2,由ZX= 0得—6 + 18+ N2 = 0N2=- 12kNN2得负号说明原先假设拉力是不对的（应为压力），同时又表明轴力N2是负的。
2-5 （d）所示。
由此图可知数值最大的轴力发生在BC段内任一截面的轴力都等于—12kN。
同以垂直x的坐标轴表示截面的轴力，按选定BC段内。
解题指导：利用截面法求轴力时，在切开的截面上总是设出正轴力N，然后由3X= 0求出轴力N ,如N得正说明是正轴力（拉力），如得负则说明是负轴力（压力）。
例2-3图2-7所示两根圆截面杆材料相同，试计 算两杆的应变能，并比较其大小。
解：a 杆:U aP 2 丨=P 2 l _ 22EA 2E 「：d4二 2 P lE d例2-2试求自由悬挂的直杆（图2-6a ） 由纵向均匀分布荷载 q （力/长度）引起 的应力和纵向变形。
设杆长 I 、截面积A 及弹性模量E 均已知。
解：在杆上距下端为 x 处取一任意横 截面m-m ,则该截面轴力为 N （x ）= qx , 根据此式可作出轴力图如图 2-6b 所示。
m-m 截面的应力为 （x ） = N （x ）/A = qx/A 。
显然，悬挂端有最大轴力 N max = ql 及最 大正应力■- 'max =ql / A 。
一、一结构如题一图所示。
钢杆1、2、3的横截面面积为A=200mm 2，弹性模量E=200GPa,长度l =1m 。
制造时3杆短了△=0。
8mm.试求杆3和刚性梁AB 连接后各杆的内力。
（15分）aalABC123∆二、题二图所示手柄，已知键的长度30 mm l =，键许用切应力[]80 MPa τ=，许用挤压应力bs[]200 MPa σ=，试求许可载荷][F 。
（15分）三、题三图所示圆轴，受eM 作用。
已知轴的许用切应力[]τ、切变模量G ,试求轴直径d 。
(15分）四、作题四图所示梁的剪力图和弯矩图。
（15分)五、小锥度变截面悬臂梁如题五图所示,直径2bad d =，试求最大正应力的位置及大小。
（10分）六、如题六图所示,变截面悬臂梁受均布载荷q 作用，已知q 、梁长l 及弹性模量E .试用积分法求截面A 的得分评分人F键40633400Aal bM eBd a a aqqaqa 2dbBda AF挠度w A 和截面C 的转角θC .（15分)七、如图所示工字形截面梁AB ,截面的惯性矩672.5610zI -=⨯m 4，求固定端截面翼缘和腹板交界处点a 的主应力和主方向。
（15分）一、（15分)（1）静力分析（如图（a）)1N F2N F3N F图(a)∑=+=231,0N N N yF F F F（a)∑==31,0N N CF F M(b)（2）几何分析（如图（b)）1l∆2l∆3l∆∆图（b）wql /3x lhb 0b (x )b (x )BAC 50kN AB0.75m303030140150zya∆=∆+∆+∆3212l l l(3）物理条件EA l F l N 11=∆，EA l F l N 22=∆，EAl F l N 33=∆ （4）补充方程∆=++EAlF EA l F EA l F N N N 3212 （c） （5）联立（a）、（b）、(c)式解得:kN FkN FF N N N 67.10,33.5231===二、(15分）以手柄和半个键为隔离体，S0, 204000OM F F ∑=⨯-⨯=取半个键为隔离体，bsS20F F F ==由剪切：S []s FA ττ=≤，720 N F = 由挤压:bs bs bs bs[][], 900N FF Aσσ=≤≤取[]720N F =.三、（15分）eABM M M +=0ABϕ=， A B M a M b ⋅=⋅得 e B a M M a b =+, e A b MM a b=+当a b >时 e316π ()[]M ad a b τ≥+；当b a >时 e316π ()[]M bd a b τ≥+。
材料力学复习题第2章1． 如下列图桁架结构，各杆的抗拉刚度均为EA ，如此结点C 的竖向位移为：〔 〕 〔A 〕αcos 2EA Fh 〔B 〕α2cos 2EA Fh 〔C 〕α3cos 2EA Fh 〔D 〕α3cos EA Fh2． 如下列图正方形截面柱体不计自重，在压力F 作用下强度不足，差%20，〔即F/A=1.2[σ]〕为消除这一过载现象〔即F/A ‘= [σ]〕，如此柱体的边长应增加约：〔 〕 〔A 〕 %5 〔B 〕%10 〔C 〕%15 〔D 〕%203． 如下列图杆件的抗拉刚度kN 1083⨯=EA ，杆件总拉力kN 50=F ，假如杆件总伸长为杆件长度的千分之五，如此载荷1F 和2F 之比为：〔 〕 〔A 〕 5.0 〔B 〕1 〔C 〕5.1 〔D 〕24． 如下列图结构，AB 是刚性梁，当两杆只产生简单压缩时，载荷作用点的位置距左边杆件的距离x 为：〔 〕〔A 〕 4a 〔B 〕3a 〔C 〕2a 〔D 〕32a习题1 图习题5图F2习题4图习题3图1F 习题2 图5． 图示杆件的抗拉刚度为EA ，其自由端的水平位移为3Fa/EA ，杆件中间截面的水平位移为Fa/EA 。
6．图示桁架结构各杆的抗拉刚度均为EA ，如此节点C 的水平位移为F l cos45/EA ，竖向位移为F l cos45/EA 。
7． 图示结构AB 为刚性梁，重物重量kN 20=W ，可自由地在AB 间移动，两杆均为实心圆形截面杆，1号杆的许用应力为MPa 80，2号杆的许用应力为MPa 100，不计刚性梁AB 的重量。
试确定两杆的直径。
8． 某铣床工作台进油缸如下列图，油缸内压为MPa 2=p ，油缸内径mm 75=D ，活塞杆直径mm 18=d ，活塞杆材料的许用应力MPa 50][=σ，试校核活塞杆的强度。
9．如下列图结构，球体重量为F ，可在刚性梁AB 上自由移动，1号杆和2号杆的抗拉刚度分别为EA 和EA 2，长度均为l ，两杆距离为a 。
答疑构件中单位长度的变形量是平均线应变。
而线应变是构件内某点沿某方向的变形程度的度量。
10、"材料力学只限于研究等截面直杆。
"答案此说法错误答疑材料力学主要研究等截面直杆，也适当地讨论一些变截面直杆，等截面曲杆。
11、" 切应变是变形后构件内任意两根微线段夹角角度的变化量。
"答案此说法错误答疑切应变是某点处单元体的两正交线段的夹角的变化量。
12、" 杆件的基本变形是拉压、剪切、扭转、弯曲，如果还有另外的变形，必定是这四种变形的某种组合。
"答案此说法正确选择题绪论1、构件的强度、刚度、稳定性。
A：只与材料的力学性质有关B：只与构件的形状尺寸有关C：与二者都有关D：与二者无关答案正确选择C2、均匀性假设认为，材料内部各点的是相同的。
A：应力B：应变C：位移D：力学性质答案正确选择 D3、各向同性认为，材料沿各个方向具有相同的。
A：力学性质B：外力C：变形D：位移答案正确选择 A4、在下列四种材料中，不可以应用各向同性假设。
A：铸钢B：玻璃C：松木D：铸铁答案正确选择 C答疑只有松木材料是各向异性，在轴线方向和与轴线垂直的方向上力学性质不同5、根据小变形条件，可以认为：A：构件不变形B：构件不破坏C：构件仅发生弹性变形D：构件的变形远小于原始尺寸答案正确选择 D6、外力包括:A:集中力和均布力B:静载荷和动载荷C:所有作用在物体外部的力D:载荷与支反力答案正确选择 D7、在下列说法中，正确的是。
A：内力随外力的增大而增大； B：内力与外力无关；C：内力的单位是N或KN；D：内力沿杆轴是不变的；答案正确选择 A答疑内力与外载形成平衡力系，固内力随外力的增大而增大8、静定杆件的内力与其所在的截面的有关。
A：形状；B：大小；C：材料；D：位置答案正确选择D答疑杆件的内力只与外载的大小，外载的作用点位置有关，固与其所在的截面的形状、大小、材料均无关。
