工程材料习题与辅导第五版答案
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7-4[习题7-3] 一拉杆由两段沿n m -面胶合而成。
由于实用的原因,图中的α角限于060~0范围内。
作为“假定计算”,对胶合缝作强度计算时,可以把其上的正应力和切应力分别与相应的许用应力比较。
现设胶合缝的许用切应力][τ为许用拉应力][σ的4/3,且这一拉杆的强度由胶合缝强度控制。
为了使杆能承受最大的荷载F ,试问α角的值应取多大? 解:AFx =σ;0=y σ;0=x τ ατασσσσσα2s i n 2c o s 22x yx yx --++=][22cos 12cos 22σαασα≤+=+=A F A F A F ][22cos 1σα≤+A F ,][cos 2σα≤AFασ2cos ][A F ≤,ασ2max,cos ][AF N = ατασστα2c o s 2s i n 2x yx +-=][3][2sin στατα=≤=F ,σ][5.1A F ≤,σ][5.1max,AF T =由切应力强度条件控制最大荷载。
由图中可以看出,当060=α时,杆能承受最大荷载,该荷载为:A F ][732.1max σ=7-6[习题7-7] 试用应力圆的几何关系求图示悬臂梁距离自由端为m 72.0的截面上,在顶面以下mm 40的一点处的最大及最小主应力,并求最大主应力与x 轴之间的夹角。
解:(1)求计算点的正应力与切应力MPa mm mm mm N bh My I My z 55.1016080401072.01012124363=⨯⨯⋅⨯⨯⨯===σMPa mm mm mm N bI QS z z 88.0801608012160)4080(10104333*-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-==τ (2)写出坐标面应力 X (10.55,-0.88)Y (0,0.88)(3) 作应力圆求最大与最小主应力,并求最大主应力与x 轴的夹角 作应力圆如图所示。
从图中按比例尺量得:MPa 66.101=σ MPa 06.03-=σ 0075.4=α7-7[习题7-8] 各单元体面上的应力如图所示。
材料力学第五版(I )孙训方版课后习题答案[习题2-2]一打入基地内的木桩如图所示,杆轴单位长度的摩擦力f=kx**2,试做木桩的后力图。
解:由题意可得:33233110,,3/()3/(/)ll N fdx F kl F k F l F x Fx l dx F x l =====⎰⎰1有3[习题2-3] 石砌桥墩的墩身高m l 10=,其横截面面尺寸如图所示。
荷载kN F 1000=,材料的密度3/35.2m kg =ρ,试求墩身底部横截面上的压应力。
解:墩身底面的轴力为:g Al F G F N ρ--=+-=)( 2-3图)(942.31048.935.210)114.323(10002kN -=⨯⨯⨯⨯+⨯--=墩身底面积:)(14.9)114.323(22m A =⨯+⨯=因为墩为轴向压缩构件,所以其底面上的正应力均匀分布。
MPa kPa mkNA N 34.071.33914.9942.31042-≈-=-==σ[习题2-7] 图示圆锥形杆受轴向拉力作用,试求杆的伸长。
2-7图解:取长度为dx 截离体(微元体)。
则微元体的伸长量为:)()(x EA Fdx l d =∆ ,⎰⎰==∆l l x A dxE F dx x EA F l 00)()(lxr r r r =--121,22112112d x l d d r x l r r r +-=+⋅-=, 2211222)(u d x ld d x A ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ππ,dx l d d du d x l d d d 2)22(12112-==+- du d d ldx 122-=,)()(22)(221212udu d d l du u d d lx A dx -⋅-=⋅-=ππ 因此,)()(2)()(202100u dud d E Fl x A dx E F dx x EA F l l l l⎰⎰⎰--===∆πlld x l d d d d E Fl u d d E Fl 011221021221)(21)(2⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ππ ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+--=21221)(2111221d d l l d d d d E Fl π⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=122122)(2d d d d E Fl π214d Ed Fl π=[习题2-10] 受轴向拉力F 作用的箱形薄壁杆如图所示。
2010 —2011材料力学试题及答案A一、单选题(每小题2分,共10小题,20分)1、工程构件要正常安全的工作,必须满足一定的条件。
下列除()项,其他各项是必须满足的条件。
A、强度条件B、刚度条件C、稳定性条件D、硬度条件2、内力和应力的关系是()A、内力大于应力B、内力等于应力的代数和C、内力是矢量,应力是标量D、应力是分布内力的集度3、根据圆轴扭转时的平面假设,可以认为圆轴扭转时横截面()。
A、形状尺寸不变,直径线仍为直线。
B、形状尺寸改变,直径线仍为直线。
C、形状尺寸不变,直径线不保持直线。
D、形状尺寸改变,直径线不保持直线。
4、建立平面弯曲正应力公式My i:,需要考虑的关系有()。
A、平衡关系,物理关系,变形几何关系;B、变形几何关系,物理关系,静力关系;C、变形几何关系,平衡关系,静力关系;D、平衡关系,物理关系,静力关系;5、利用积分法求梁的变形,不需要用到下面那类条件()来确定积分常数。
A、平衡条件。
B、边界条件。
C、连续性条件。
D、光滑性条件。
6、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅度a分别为()。
A -10、20、10 ;B 30、10、20;1 1- -----------------------------C 3、20、10;D 3、10、20。
7、一点的应力状态如下图所示,则其主应力1、2、3分别为()。
A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 50 MPa、0、-50Mpa、D -50 MPa、30MPa、50MPa8、对于突加载的情形,系统的动荷系数为()。
A、2B、3C、4D、59、压杆临界力的大小,()。
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与压杆材料无关;D与压杆的柔度大小无关。
10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移,要求结构满足三个条件。
以下那个条件不是必须的()A、EI为常量B、结构轴线必须为直线。
⼟⽊⼯程材料习题题库及答案⼟⽊⼯程材料习题题库及答案Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT⼟⽊⼯程材料习题(第五版)班级学号组别姓名华南理⼯⼤学⼟⽊⼯程系2011年2⽉⽬录第⼀章⼟⽊⼯程材料的基本性质 (1)第⼆章⽆机胶凝材料 (6)第三章岩⽯与集料......................................................1 6 第四章地基处理材料和⽆机结合料稳定材料 (20)第五章⽔泥混凝⼟......................................................2 2 第六章聚合物混凝⼟...................................................3 5 第七章沥青与沥青混合料.............................................3 6 第⼋章建筑砂浆.........................................................4 1 第九章砌体材料和屋⾯材料..........................................4 6 第⼗章建筑钢材 (49)第⼗⼀章⽊材…………………………………………………5 3 第⼗⼆章合成⾼分⼦材料……………………………………5 6第⼗三章建筑功能材料 (58)第⼀章⼟⽊⼯程材料的基本性质⼀、填空题 (请把答案填在题⽬的横线上,共20空)1.材料的密度是指在绝对密实状态下,单位体积的质量。
2.⼀般情况下,若材料孔隙率越⼤,则其表观密度越⼩,强度越低。
3.材料的空隙率是指散粒材料在堆积体积中,固体颗粒之间的空隙体积占堆积体积所占的⽐例。
4.随含⽔率的增加,材料的密度不变,导热系数增加。
5.同⼀组成材料,其孔隙率⼤,则强度低、保温好、表观密度⼩。
材料⼒学第五版课后题答案(孙训芳)材料⼒学(I)第五版(孙训芳编)⽢肃建筑职业技术学院长安⼤学⼟⽊⼯程材料⼒学复习材料材料⼒学第五版课后答案(孙训芳编)4-1试求图⽰各梁中指定截⾯上的剪⼒和弯矩 a (5)=h (4)001100110002222200022132241111223121140,222233RA RB S S q F F a q a q F q a a q aa M q a q a q aF M q a a q a a q a ----====-==-===-=b (5)=f (4)4-2试写出下列各梁的剪⼒⽅程和弯矩⽅程,并作剪⼒图和弯矩图 a (5)=a (4)b(5)=b(4)f(5)=f(4)4-3试利⽤载荷集度,剪⼒和弯矩间的微分关系做下列各梁的弯矩图和剪⼒e和f题)(e)(f)(h)4-4试做下列具有中间铰的梁的剪⼒图和弯矩图。
4-4 (b) 4-5 (b)4-5.根据弯矩、剪⼒与荷载集度之间的关系指出下列玩具和剪⼒图的错误之处,并改正。
4-6.已知简⽀梁的剪⼒图如图所⽰,试做梁的弯矩图和荷载图,梁上五集中⼒偶作⽤。
4-6(a) 4-7(a)4-7.根据图⽰梁的弯矩图做出剪⼒图和荷载图。
4-8⽤叠加法做梁的弯矩图。
4-8(b) 4-8(c)4-9.选择合适的⽅法,做弯矩图和剪⼒图。
4-9(b) 4-9(c)4-104-14.长度l=2m的均匀圆⽊,欲锯做Fa=0.6m的⼀段,为使锯⼝处两端⾯开裂最⼩,硬是锯⼝处弯矩为零,现将圆⽊放在两只锯⽊架上,⼀只锯⽊架放在圆⽊⼀段,试求另⼀只锯⽊架应放位置。
x=0.4615m4-184-19M=30KN 4-214-234-254-284-294-334-364-355-25-35-75-15。
材料力学第五版课后答案[习题2-2]一打入基地内的木桩如图所示,杆轴单位长度的摩擦力f=kx**2,试做木桩的后力图。
解:由题意可得:33233110,,3/()3/(/)ll N fdx F kl F kF l F x Fx l dx F x l =====⎰⎰1有3[习题2-3] 石砌桥墩的墩身高m l10=,其横截面面尺寸如图所示。
荷载kN F 1000=,材料的密度3/35.2m kg =ρ,试求墩身底部横截面上的压应力。
解:墩身底面的轴力为:g Al F G F N ρ--=+-=)( 2-3图 )(942.31048.935.210)114.323(10002kN -=⨯⨯⨯⨯+⨯--=墩身底面积:)(14.9)114.323(22m A =⨯+⨯=因为墩为轴向压缩构件,所以其底面上的正应力均匀分布。
MPa kPa m kNA N 34.071.33914.9942.31042-≈-=-==σ[习题2-7] 图示圆锥形杆受轴向拉力作用,试求杆的伸长。
2-7图解:取长度为dx 截离体(微元体)。
则微元体的伸长量为:)()(x EA Fdx l d =∆ ,⎰⎰==∆l l x A dxE F dx x EA F l 00)()(l xr r r r =--121,22112112d x l d d r x l r r r +-=+⋅-=,2211222)(u d x ld d x A ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ππ,dx l d d du d x l d d d 2)22(12112-==+-du d d ldx 122-=,)()(22)(221212udu d d l du u d d l x A dx -⋅-=⋅-=ππ 因此,)()(2)()(202100udu d d E Fl x A dx E F dx x EA F l l l l⎰⎰⎰--===∆π lld x l d d d d E Fl u d d E Fl 011221021221)(21)(2⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ππ ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+--=21221)(2111221d d l l d d d d E Fl π⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=122122)(2d d d d E Fl π214dEd Fl π=[习题2-10] 受轴向拉力F 作用的箱形薄壁杆如图所示。
材料力学(I)第五版(孙训芳编)甘肃建筑职业技术学院长安大学土木工程材料力学复习材料材料力学第五版课后答案(孙训芳编)4-1试求图示各梁中指定截面上的剪力和弯矩 a (5)=h (4)001100110002222200022132241111223121140,222233RA RB S S q F F a q a q F q a a q aa M q a q a q aF M q a a q a a q a ----==⨯==-⨯==-⨯⨯⨯===⨯-⨯⨯⨯=b (5)=f (4)4-2试写出下列各梁的剪力方程和弯矩方程,并作剪力图和弯矩图 a (5)=a (4)b(5)=b(4)f(5)=f(4)4-3试利用载荷集度,剪力和弯矩间的微分关系做下列各梁的弯矩图和剪力e和f题)(e)(f)(h)4-4试做下列具有中间铰的梁的剪力图和弯矩图。
4-4 (b) 4-5 (b)4-5.根据弯矩、剪力与荷载集度之间的关系指出下列玩具和剪力图的错误之处,并改正。
4-6.已知简支梁的剪力图如图所示,试做梁的弯矩图和荷载图,梁上五集中力偶作用。
4-6(a) 4-7(a)4-7.根据图示梁的弯矩图做出剪力图和荷载图。
4-8用叠加法做梁的弯矩图。
4-8(b) 4-8(c)4-9.选择合适的方法,做弯矩图和剪力图。
4-9(b) 4-9(c)4-104-14.长度l=2m的均匀圆木,欲锯做Fa=0.6m的一段,为使锯口处两端面开裂最小,硬是锯口处弯矩为零,现将圆木放在两只锯木架上,一只锯木架放在圆木一段,试求另一只锯木架应放位置。
x=0.4615m4-184-19M=30KN 4-214-234-254-284-294-334-364-355-25-35-75-155-225-246-4 6/((233))A l Fl EA ∆=+6-127-3-55mpa 。
-55mpa7-4[习题7-3] 一拉杆由两段沿n m -面胶合而成。
材料力学第五版答案第一章简介1.1 材料力学的定义材料力学是研究物质在外力作用下的力学性质变化的学科。
通过研究材料的物理力学性质,可以预测和控制材料在不同条件下的力学行为,为材料的设计和应用提供基础。
1.2 材料力学的基本概念材料力学的基本概念包括应力、应变、弹性和塑性等内容。
应力是物体内部单位面积上的力,应变是物体在外力作用下的变形程度。
弹性是指物体在外力作用下能够恢复到原来形态的能力,而塑性是指物体在外力作用下会产生不可逆的变形。
1.3 材料力学的应用领域材料力学在工程学、材料科学、地质学等领域有着广泛的应用。
在工程学中,材料力学可以用于设计和制造建筑、桥梁、飞机等工程结构;在材料科学中,材料力学可以用于研究材料的力学性能和性质变化规律;在地质学中,材料力学可以用于研究地质构造和地震等现象。
第二章应力和应变2.1 应力的定义和分类应力是指物体内部单位面积上的力,通常用符号σ表示。
根据应力的方向和大小,可以将应力分为正应力、剪应力、法向应力和切向应力等类型。
2.2 应变的定义和分类应变是指物体在外力作用下的变形程度,通常用符号ε表示。
应变分为线性弹性应变、剪切应变等类型。
线性弹性应变是指物体在弹性变形范围内,应变与应力成正比;剪切应变是指物体在外力作用下发生的切变变形。
2.3 应力-应变关系应力和应变之间的关系可以通过应力-应变曲线来表示。
应力-应变曲线可以反映材料的弹性和塑性行为。
在弹性阶段,应力与应变呈线性关系,符合胡克定律;在塑性阶段,应力与应变不再呈线性关系。
第三章弹性力学3.1 弹性体的基本假设弹性体是指在一定范围内,在外力作用下可以恢复到原来形态的物体。
弹性体的基本假设包括线弹性假设、各向同性假设等。
3.2 弹性体的本构关系弹性体的本构关系描述了材料的应力和应变之间的关系。
常见的本构关系有胡克定律、泊松比等。
胡克定律是指当材料处于弹性阶段时,应力和应变成正比。
3.3 弹性体的力学性能参数弹性体的力学性能参数包括弹性模量、剪切模量、泊松比等。
一、土木工程材料的基本性质一、填空题 (请把答案填在题目的横线上,共20空)1.材料的密度是指在绝对密实状态下,单位体积的质量。
2.一般情况下,若材料孔隙率越大,则其表观密度越小,强度越低。
3.材料的空隙率是指散粒材料在堆积体积中,固体颗粒之间的空隙体积占堆积体积所占的比例。
4.随含水率的增加,材料的密度不变,导热系数增加。
5.同一组成材料,其孔隙率大,则强度低、保温好、表观密度小。
6.材料的孔隙水饱和系数是指材料的吸水饱和的孔隙体积与材料的孔隙体积之比,其值越大,则抗冻性越差。
7.材料的耐久性是指材料在物理、化学、生物等因素作用下,能经久不变质不破坏,而尚能保持原有的性能。
8.材料的耐水性是指材料在长期水的(吸水饱和)作用下不破坏,强度也不明显下降的性质。
9.材料的耐水性以软化系数表示,其数值越大,则材料的耐水性越好。
10.材料的抗冻性是指材料在吸水饱和状态下,经受多次冻融循环作用而不破坏,强度也不明显下降的性质。
11.若提高材料的抗冻性,应增加闭口孔隙,减少开口孔隙。
12.材料的抗渗性是指材料在压力水作用下抵抗渗透的能力。
13.憎水材料与亲水材料相比,更适宜做防水材料。
二、单项选择题:(请把选择的答案填在题目题干的横线上,共10空)1. 材料密度ρ、表观密度0ρ、堆积密度0ρ'存在下列关系 A 。
A) ρ>0ρ>0ρ' 0ρ'>ρ>0ρρ>0ρ'>0ρ2. 表观密度是指材料在 B 状态下,单位体积的质量。
A )绝对密实B )自然C )堆积D )饱和面干3. 粉状或散粒状材料的堆积密度是以材料的重量除以材料 A 体积求得的。
A) 堆积态状下的 B) 绝对密实的C) 放入水中排开水的 D) 自然状态下的4. 对相同品种,不同表观密度的材料进行比较时,一般表观密度小者 A 。
A) 强度较低 B) 强度提高 C) 比较密实 D) 空隙率较小5. 同种材料,在孔隙率增大时,以下 C 增强。
材料力学第五版课后答案[习题2-2]一打入基地内的木桩如图所示,杆轴单位长度的摩擦力f=kx**2,试做木桩的后力图。
解:由题意可得:33233110,,3/()3/(/)ll N fdx F kl F k F l F x Fx l dx F x l =====⎰⎰1有3[习题2-3] 石砌桥墩的墩身高m l10=,其横截面面尺寸如图所示。
荷载kN F 1000=,材料的密度3/35.2m kg =ρ,试求墩身底部横截面上的压应力。
解:墩身底面的轴力为:g Al F G F N ρ--=+-=)( 2-3图 )(942.31048.935.210)114.323(10002kN -=⨯⨯⨯⨯+⨯--=墩身底面积:)(14.9)114.323(22m A =⨯+⨯=因为墩为轴向压缩构件,所以其底面上的正应力均匀分布。
MPa kPa m kNA N 34.071.33914.9942.31042-≈-=-==σ[习题2-7] 图示圆锥形杆受轴向拉力作用,试求杆的伸长。
2-7图解:取长度为dx 截离体(微元体)。
则微元体的伸长量为:)()(x EA Fdx l d =∆ ,⎰⎰==∆l l x A dxE F dx x EA F l 00)()(lxr r r r =--121,22112112d x l d d r x l r r r +-=+⋅-=,2211222)(u d x ld d x A ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ππ,dx l d d du d x l d d d 2)22(12112-==+-du d d ldx 122-=,)()(22)(221212udu d d l du u d d l x A dx -⋅-=⋅-=ππ 因此,)()(2)()(202100udu d d E Fl x A dx E F dx x EA F l l l l⎰⎰⎰--===∆π lld x l d d d d E Fl u d d E Fl 011221021221)(21)(2⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ππ ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+--=21221)(2111221d d l l d d d d E Fl π⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=122122)(2d d d d E Fl π214dEd Fl π=[习题2-10] 受轴向拉力F 作用的箱形薄壁杆如图所示。