材料力学-第9章习题课

-1-第一章绪论

一、选择题

1．根据均匀性假设，可认为构件的（C）在各处相同。

A．应力B．应变

C．材料的弹性系数D．位移

2．构件的强度是指（C），刚度是指（A），稳定性是指（B）。

A．在外力作用下构件抵抗变形的能力

B．在外力作用下构件保持原有平衡状态的能力

C．在外力作用下构件抵抗强度破坏的能力

3．单元体变形后的形状如下图虚线所示，则A点剪应变依次为图(a)（A），图(b)

（C），图(c)（B）。

A．0B．r2C．rD．1.5r

4.下列结论中(C)是正确的。

A．内力是应力的代数和；B．应力是内力的平均值；

C．应力是内力的集度；D．内力必大于应力；

5.两根截面面积相等但截面形状和材料不同的拉杆受同样大小的轴向拉力，它们的应

力是否相等（B）。

A．不相等；B．相等；C．不能确定；

6．为把变形固体抽象为力学模型，材料力学课程对变形固体作出一些假设，其中均匀

性假设是指（C）。

A.认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积；

B.认为沿任何方向固体的力学性能都是相同的；

C.认为在固体内到处都有相同的力学性能；

D.认为固体内到处的应力都是相同的。

二、填空题

1.材料力学对变形固体的基本假设是连续性假设，均匀性假设，各向同性假设。

2．材料力学的任务是满足强度，刚度，稳定性的要求下，为设计经济安全的构-2-件提供必要的理论基础和计算方法。

3．外力按其作用的方式可以分为表面力和体积力，按载荷随时间的变化情况可以

分为静载荷和动载荷。

4．度量一点处变形程度的两个基本量是（正）应变ε和切应变γ。

三、判断题

1．因为构件是变形固体，在研究构件平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。（×）

2．外力就是构件所承受的载荷。（×）

3．用截面法求内力时，可以保留截开后构件的任一部分进行平衡计算。（√）

4．应力是横截面上的平均内力。（×）

5．杆件的基本变形只是拉(压)、剪、扭和弯四种，如果还有另一种变形，必定是这四种

变形的某种组合。（√）

6．材料力学只限于研究等截面杆。（×）

7-4[习题7-3] 一拉杆由两段沿nm面胶合而成。由于实用的原因，图中的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][为许用拉应力][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角的值应取多大？

解：AFx；0y；0x

2sin2cos22xyxyx

][22cos12cos22AFAFAF

][22cos1AF，][cos2AF

2cos][AF，2max,cos][AFN

2cos2sin2xyx

][43][2sin2AF，2sin][5.1AF，2sin][5.1max,AFT

（0） 0.9 10 20 30 36.8833 40 50 60

NFmax,（A][） 1.000 1.031 1.132 1.333 1.563 1.704 2.420 4.000

TFmax,（A][） 47.754 4.386 2.334 1.732 1.562 1.523 1.523 1.732

最大荷载随角度变化曲线0.0001.0002.0003.0004.0005.0000102030405060斜面倾角(度)Fmax,N,Fmax,TFmax,NFmax,T

由以上曲线可知，两曲线交点以左，由正应力强度条件控制最大荷载；交点以右，由切应力强度条件控制最大荷载。由图中可以看出，当060时，杆能承受最大荷载，该荷载为：

AF][732.1max

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m72.0的截面上，在顶面以下mm40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。

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材料力学性能课后习题答案

第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。

1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。

2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。

3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。脆性：指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。

9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。

11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变2、说明下列力学性能指标的意义。

答：E弹性模量G切变模量

r规定残余伸长应力0.2屈服强度

gt金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率n应变硬化指数P15

3、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？

答：主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了，原子的本性和晶格类型未发生改变，故弹性模量对组织不敏感。【P4】

材料力学作业册

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前 言

本作业题册是为适应当前我校教学特色而统一筛选出来的题集，入选题目共计72个，教师可根据学时情况有选择性的布置作业。

本题册中列出的题目仅是学习课程的最基本的作业要求，老师根据情况可适当增加部分作业，部分学生如果有考研或者其他方面更高的学习要求，请继续训练其他题目。

本题册仅用于学生课程训练之练习，任何人不得将其用于商业目的，违者将追究其法律责任。

由于时间仓促，并限于编者水平有限，缺点和错误在所难免，恳请大家提出修改建议。

王钦亭

wangqt@

2013年2月27日

目 录

第一章 绪论 ................................................................................ 1

第二章 拉伸与压缩 .................................................................... 2

第三章 扭转 ................................................................................ 7

第四章 弯曲应力 ...................................................................... 11

第五章 弯曲变形 ...................................................................... 18

第六章 简单超静定问题 .......................................................... 20