轴向拉伸、压缩与剪切(例题)
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一、单选题1、拉压正应力计算公式s=F/A的适用条件是()。
A.应力小于弹性极限B.应力小于屈服极限C.应力小于比例极限D.外力的合力沿杆轴线正确答案:D2、材料经过冷作硬化后,其比例极限和塑性分别()。
A.提高,提高B.下降,不变C.下降,提高D.提高,下降正确答案:D3、假设一拉伸杆件的弹性模量E=300GPa,比例极限为 sp=300MPa,杆件受一沿轴线的拉力,测得轴向应变为e=0.0015,则该拉应力s的大小为()。
A.大于450MPaB.300MPa£s£450MPaC.450MPaD.小于300MPa正确答案:B4、受轴向拉伸的杆件,其最大切应力与轴线的角度为()。
A.30B.90C.45D.0正确答案:C5、一等直拉杆在两端承受拉力作用,若其一段为钢,另一段为铝,则两段的()。
A.应力不同,变形相同B.应力不同,变形不同C.应力相同,变形不同D.应力相同,变形相同正确答案:C6、脆性材料与塑性材料相比,其拉伸性能的最大特点是()。
A.没有明显的屈服阶段和塑性变形B.应力应变关系严格遵守虎克定律C.强度低、对应力集中不敏感D.强度极限比塑性材料高正确答案:A7、现有一两端固定、材料相同的阶梯杆,其大径与小径的横截面积之比为4:1, 杆的大径与小径长度相同,在大径与小径交界处施加一轴向力P,则杆的大径与小径所受轴力之比为()。
A.2:1B.1:1C.4:1D.1:2正确答案:C8、在低碳钢的拉伸实验中,材料的应力变化不大而变形显著增加的是()。
A.屈服阶段B.颈缩阶段C.强化阶段D.线弹性阶段正确答案:A9、现有两相互接触的平板,在垂直于板平面的方向上打一直径为d的销孔,使用直径d、许用切应力[τ]、许用挤压应力[sbs]的圆柱形销钉进行固定,两板的厚度均为h, 现分别在两板施加大小相同、方向相反的F,使两板有沿接触面相互错动的倾向,若要销钉不失效破坏,则要满足的条件是()。
第4章轴向拉伸与压缩4.1 轴向拉伸与压缩的概念在建筑物和机械等工程结构中,经常使用受拉伸或压缩的构件。
例如图4.1所示液压传动中的活塞杆,工作时以拉伸和压缩变形为主。
图4.2所示拧紧的螺栓,螺栓杆以拉伸变形为主。
图4.1 图4.2图4.3所示拔桩机在工作时,油缸顶起吊臂将桩从地下拔起,油缸杆受压缩变形,桩在拔起时受拉伸变形,钢丝绳受拉伸变形。
图4.4所示桥墩承受桥面传来的载荷,以压缩变形为主。
图4.3 图4.4图4.5所示钢木组合桁架中的钢拉杆,以拉伸变形为主。
图4.6所示厂房用的混凝土立柱以压缩变形为主。
图4.5 图4.6 在工程中以拉伸或压缩为主要变形的构件,称为拉、压杆,若杆件所承受的外力或外力合力作用线与杆轴线重合,称为轴向拉伸或轴向压缩。
4.2 轴向拉(压)杆的内力与轴力图4.2.1 拉压杆的内力在轴向外力F 作用下的等直杆,如图4.7(a )所示,利用截面法,可以确定n m -横截面上的唯一内力分量为轴力N F ,其作用线垂直于横截面并通过形心,如图4.7(b )所示。
图4.7利用平衡方程 0=∑x F得 F F =N通常规定:轴力N F 使杆件受拉为正,受压为负。
4.2.2 轴力图为了表明轴力沿杆轴线变化的情况,用平行于轴线的坐标表示横截面的位置,垂直于杆轴线的坐标表示横截面上轴力的数值,以此表示轴力与横截面位置关系的几何图形,称为轴力图。
作轴力图时应注意以下几点:1、轴力图的位置应和杆件的位置相对应。
轴力的大小,按比例画在坐标上,并在图上标出代表点数值。
2、习惯上将正值(拉力)的轴力图画在坐标的正向;负值(压力)的轴力图画在坐标的负向。
例题4.1 一等直杆及受力情况如图(a )所示,试作杆的轴力图。
如何调整外力,使杆上轴力分布得比较合理。
例题4.1图解:(1)、求AB 段轴力用假设截面在1–1处截开,设轴力F N 为拉力,其指向背离横截面,由平衡方程得kN 5N1 F (图b )(2)、同理,求BC 段轴力kN 15kN 10kN 5N2=+=F (图c )(3)、求CD 段轴力,为简化计算,取右段为分离体kN 30N3=F (图d )(4)、按作轴力图的规则,作出轴力图,如图(e )所示。
轴向拉伸与压缩习题一、填空题1.在工程设计中,构件不仅要满足、和稳定性的要求,同时还必须符合经济方面的要求。
2、在式σ=eε中,比例系数e称作材料的拉压_______,相同材料的e值相同;它充分反映某种材料抵抗变形的能力,在其他条件相同时,ea越大,杆件的变形__________。
3、构件工作应力的最高极限叫做__________。
材料能承受的最大应力叫做材料__________。
4、材料抵抗弹性变形能力的指标就是____和_______。
5.在低碳钢的拉伸试验中,材料的应力变化不大而变形显著增加的现象称为。
二、选择题1.轴向弯曲或放大时,直杆横截面上的内力称作轴力,则表示为:()a.fnb.fsfqc.d.fjy2.材料的塑性指标有:()a.σu和δb.σs和ψc.σb和δd.δ和ψ3.截面上的内力大大,()a.与截面的尺寸和形状无关b.与截面的尺寸有关,但与截面的形状无关c.与截面的尺寸无关,但与截面的形状有关d.与截面的尺寸和形状都有关4.等横截面直杆在两个外力的促进作用下出现轴向放大变形时,这对外力所具有的特点一定就是等值、()。
a逆向、共线b反向,过截面形心c方向相对,促进作用线与杆轴线重合d方向相对,沿同一直线促进作用5.一阶梯形杆件受拉力p的作用,其截面1-1,2-2,3-3上的内力分别为n1,n2和n3,三者的关系为()。
an1≠n2n2≠n3bn1=n2n2=n3cn1=n2n2>n3dn1=n2n2<n36.图示阶梯形杆,cd段为铝,横截面面积为a;bc和de段为钢,横截面面积均为2a。
设1-1、2-2、3-3截面上的正应力分别为σ1、σ2、σ3,则其大小次序为()。
aσ1>σ2>σ3bσ2>σ3>σ1cσ3>σ1>σ2dσ2>σ1>σ37.轴向拉伸杆,正应力最大的截面和剪应力最大的截面()a分别是横截面、450斜截面b都是横截面c分别是450斜截面、横截面d都是450斜截面10.由变形公式δl=pl/ea即e=pl/aδl可知,弹性模量()a与载荷、杆长、横截面面积毫无关系b与载荷成正比c与杆长成正比d与横截面面积成正比11.在以下观点,()就是恰当的。
第二章轴向拉伸和压缩 第一节轴向拉压杆的内力1.1工程实际中的轴向受拉杆和轴向受压杆在工程实际中,经常有承受轴向拉伸荷载或轴向压缩荷载的等直杆。
例如图 2-1a 所示 桁架的竖杆、斜杆和上、下弦杆,图2-1b 所示起重机构架的各杆及起吊重物的钢索, 图2-1c所示的钢筋混凝土电杆上支承架空电缆的横担结构, BC 、AB 杆,此外,千斤顶的螺杆,连接气缸的螺栓及活塞连杆等都是轴间拉压杆。
图- 工程实际中的轴向受拉(压)杆1.2轴向拉压杆的内力 ——轴力和轴力图钢木组合桁架P 2 CBP iB P2P i图- 用截面法求杆的内力为设计轴向拉压杆,需首先研究杆件的内力,为了显示杆中存在的内力和计算其大小,我们采用在上章中介绍过的截面法。
(如图2-2a)所示等直杆,假想地用一截面m-m将杆分割为I和II两部分。
取其中的任一部分(例如I)为脱离体,并将另一部分(例如II)对脱离体部分的作用,用在截开面上的内力的合力N来代替(图2-2b),则可由静力学平衡条件:求得内力N二P同样,若以部分II为脱离体(图2-2c),也可求得代表部分I对部分II作用的内力为N =P,它与代表部分II对部分I的作用的内力等值而反向,因内力N的作用线通过截面形心即沿杆轴线作用,故称为轴力.。
轴力量纲为[力],在国际单位制中常用的单位是N (牛)或kN (千牛)。
为区别拉伸和压缩,并使同一截面内力符号一致,我们规定:轴力的指向离开截面时为正号轴力;指向朝向截面时为负号轴力。
即拉力符号为正,压力符号为负。
据此规定,图2-2所示m-m截面的轴力无论取左脱离体还是右脱离体,其符号均为正。
1.3轴力图当杆受多个轴向外力作用时,杆不同截面上的轴力各不相同。
为了形象表示轴力沿杆轴线的变化情况,以便于对杆进行强度计算,需要作出轴力图,通常用平行于杆轴线的坐标表示截面位置,用垂直杆轴线的坐标表示截面上轴力大小,从而给出表示轴力沿截面位置关系的图例,即为轴力图.。