2022年山东专升本材料力学复习资料 .pdf
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1、读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思公式汇总附录一、应力与强度条件1、 拉压maxmaxAN2、 剪切AQmax挤压挤压挤压挤压AP3、 圆轴扭转WtTmax4、 平面弯曲maxzmaxWMmaxtmaxtmaxmaxyIMztmaxcmaxmaxyIMzccnaxbISQz*maxzmaxmax5、斜弯曲maxyyzzmaxWMWM6、拉(压)弯组合maxmaxzWMANtmaxtzmaxtyIMANzcmaxczzmaxcANyIM注意:“5”与“ 6”两式仅供参考7、圆轴弯扭组合:第三强度理论z2n2w2n2wr34WMM第四强度理论z2n2w2n2wr475.03WMM二、变形及刚度
2、条件、 拉压LEAxxNEALNEANLLd)(ii、 扭转ppiipGIdxxTGILTGITL0180pGITL(m/)、 弯曲(1) 积分法 :)()( xMxEIyCxxMxEIxEIyd)()()(DCxxxxMxEIydd)()(2)叠加法 :21,PPf=21PfPf+,21, PP=21PP(3)基本变形表 (注意:以下各公式均指绝对值,使用时要根据具体情况赋予正负号)EIMLBEIPLB22EIqLB63EIMLfB22EIPLfB33EIqLfB84PABMABABqLLL精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,
3、共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思EIMLB3,EIMLA6EIPLAB162EIqLAB243EIMLfc162EIPLfc483EIqLfc3844(4)弹性变形能 (注:以下只给出弯曲构件的变形能,并忽略剪力影响 ,其他变形与此相似,不予写出 )EILMU22=iiiEILM22=EIdxxM22(5)卡氏第二定理 (注:只给出线性弹性弯曲梁的公式)iiPUdxPxMEIxMi三、应力状态与强度理论、 二向应力状态斜截面应力2sin2cos22xyyxyx2c o s2sin2xyyx、 二向应力状态极值正应力及所在截面方位角22minmax)2(2xyyxyxyxxy2
4、2tg0、 二向应力状态的极值剪应力22max)2(xyyx注:极值正应力所在截面与极值剪应力所在截面夹角为450、 三向应力状态的主应力:321最大剪应力 :231max5、二向应力状态的广义胡克定律(1) 、表达形式之一(用应力表示应变))(1yxxE)(1xyyE)(yxzEGxyxy(2) 、表达形式之二(用应变表示应力))(12yxxE)(12xyyE0zxyxyG6、三向应力状态的广义胡克定律zyxxE1zyx,Gxyxyzxyzxy,7、强度理论(1)111r3212rbbn(2)313r213232221421rssn8、平面应力状态下的应变分析(1)2sin22cos22xy
5、yxyx2s i n22yx2c o s2xy(2)22minmax222xyyxyxyxxy02tgPMABqLAB2/L2/LABLCCC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思四、压杆稳定 1 、临界压力与临界应力公式(若把直杆分为三类)细长受压杆p2min2crLEIP22crE中长受压杆spbacr短粗受压杆s“cr”=s或b2、关于柔度的几个公式iLp2pEbass3、惯性半径公式AIiz(圆截面4diz,矩形截面12minbi(b 为短边长度 ) )五、动载荷(只给出冲
6、击问题的有关公式)能量方程UVT冲击系数std211hK(自由落体冲击)st20dgvK(水平冲击)六、截面几何性质1、 惯性矩(以下只给出公式,不注明截面的形状)dAIP2=324d44132DDd6442ddAyIz44164D123bh123hb323maxdyIWzz43132D62bh62hb2、惯性矩平移轴公式AaII2zcz材料力学复习资料一、填空题1、任意图形的面积为A,0z轴通过形心O,1z轴和0z轴平行,并相距a,已知图形对1z轴的惯性矩是1I,则对0z轴的惯性矩为21AaI(用已知量A、a、1I表示) 。2 、图示杆件,如果截面抗拉、压刚度为EA,AB=BC=CD=a 。
7、求在四个相等的力F1=F2=F3=F4=P 作用下,杆件的总变形2pa/EA ,BC 段的变形0 。3、图示销钉的切应力=dPP,挤压应力 bs= )d-D(p422。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思两根大柔度杆的长度,横截面积,约束状态及材料均相同,其横截面形状a 为圆形, b 为正方形,则二压力杆的临界压力acrF小于bcrF。 (填大于、小于、或等于)4、在图示十字形截面上,剪力为SF,欲求 mm 线上的切应力,则公式bISFZS*中*S是指 _阴影部分面积对z 轴的静
8、矩_。5、图示木榫接头,其剪切面面积为 ba ,挤压面面积为 bc 。二、单选题1 变截面杆AD 受集中力作用,如图所示。设NAB、NBC、NCD分别表示该杆AB 段, BC 段和 CD 段的轴力,则下列结论中哪些是正确的? (4 分) (A) NAB NBC NCD。(B) NAB =NBCNCD。(D) NAB=NBC=NCD。正确答案是B 2当低碳钢试件的试验应力s时,试件将:A 完全失去承载力;B 破裂;C 发生局部颈缩现象;D 产生很大的塑性变形。正确答案是D 3杆件受力作用如图所示。若AB ,BC,CD 三段的横截面面积分别为A,2A,3A,则下列结论中正确的是D 。P P A B
9、 C D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思(A)各段横截面上的轴力相等,各段横截面上的正应力也相等;(B)各段横截面上的轴力不相等,各段横截面上的正应力也不相等;(C)各段横截面上的轴力相等,而各段横截面上的正应力不相等;(D)各段横截面上的轴力不相等,但各段横截面上的正应力却相等。三、计算题1、已知 T=6kN.m,E=200GPa 、 =0.25,圆轴直径D=120mm,求图示圆轴表面I 方向的线应变。解:3/16DTx=17.684mpa,x45=17.684,x135
10、=17.684E/ )(1354545=0.113102、作图示梁的剪力图与弯矩图。4、矩形截面细长悬臂梁如图所示。试求A、B、C 三点的应力,并用单元体分别表示这三点的应力状态。5、试求图示单元体的主应力大小和主平面方位(图中应力单位:MPa) 。80 x,80 x,80 x,/主0,/主-160。tan21=yxx2,1=45 度,1352度6、一直径为 d10mm 的拉伸试样,标距l050mm,拉伸断裂后,两标点间的长度l163.2mm,颈缩处的直径d15.9mm,试确定材料的延伸率和断面收缩率,并判断属脆性材料还是塑性材料。80 80 80 qaqA2/2qaBaaFsqa23qa21
11、qa21Mqa222qa精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思%4.26%10050502.63%100001lll%19.65%100109.510%100222010AAA%5%5.26该材料属塑性材料。材料力学试卷(1)一、低碳钢试件的拉伸图分为、四个阶段。 (10 分 ) 二、三角架受力如图所示。已知F=20kN,拉杆 BC 采用 Q235 圆钢, 钢=140MPa,压杆 AB 采用横截面为正方形的松木,木=10MPa,试用强度条件选择拉杆BC 的直径 d 和压杆 AB 的
12、横截面边长a。(15 分) 三、实心圆轴的直径D60 mm。传递功率 P70 kW,轴的转速 n180 r/min ,材料的许用切应力 100 MPa,试校核该轴的强度。(10 分)四、试绘制图示外伸梁的剪力图和弯矩图,q、a 均为已知。(15 分)qaa2qa2qaABC五、图示为一外伸梁,l=2m,荷载 F=8kN,材料的许用应力 =150MPa ,试校核该梁的正应力强度。(15 分) F C A B 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思六、单元体应力如图所示,试计算主应力,
13、并求第四强度理论的相当应力。(10 分) 七、图示矩形截面柱承受压力F1=100kN 和 F2=45kN 的作用, F2与轴线的偏心距e=200mm。b=180mm, h=300mm。求max和min。 (15 分)八、图示圆杆直径d=100mm,材料为 Q235 钢, E=200GPa,p=100,试求压杆的临界力Fcr。(10 分) x 100MPa x 100MPa y100MPa l l l FA B D C 4F100mm100mm 60mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,
14、熟读而精思材料力学试卷(1)答案及评分标准一、弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩断裂阶段。评分标准:各2.5 分。二、d=15mm; a=34mm评分标准:轴力5 分, d 结果 5 分, a 结果 5 分。三、=87. a, 强度足够评分标准: T 3 分,公式 4 分,结果3 分。四、评分标准:受力图、支座反力5 分,剪力图 5 分,弯矩图 5 分。五、max=155.8MPa=100 MPa ,但没超过许用应力的5%,安全评分标准:弯矩5 分,截面几何参数3 分,正应力公式5 分,结果 2 分。六、 (1) .42 MPa, .42 MPa; (2)r 4=245 MPa。评分标准:主应
15、力5 分,相当应力5 分。七、max=.64 MPa,min=-6.04 MPa。评分标准:内力5 分,公式 6 分,结果 4 分。八、c r=53.39kN 评分标准:柔度3 分,公式 5 分,结果 2 分。材料力学复习题绪论1.各向同性假设认为,材料内部各点的()是相同的。Fcr d3m1.5qa FS图M 图FS图+ M 图qa2 qa22 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思(A)力学性质;(B)外力;(C)变形;(D)位移。正确答案是。2.根据小变形条件,可以认为( )
16、。(A)构件不变形;(B)构件不变形;(C)构件仅发生弹性变形;(D)构件的变形远小于其原始尺寸。正确答案是。3.在一截面的任意点处,正应力与切应力 的夹角 ( )。(A)900; (B)450; (C)00; (D)为任意角。正确答案是。4.根据材料的主要性能作如下三个基本假设_、_、_。5.材料在使用过程中提出三个方面的性能要求,即_、_、_。6.构件的强度、刚度和稳定性() 。(A)只与材料的力学性质有关;(B)只与构件的形状尺寸关(C)与二者都有关;(D)与二者都无关。正确答案是。7.用截面法求一水平杆某截面的内力时,是对( )建立平衡方程求解的。(A) 该截面左段 ; (B) 该截面
17、右段 ; (C) 该截面左段或右段; (D) 整个杆。正确答案是。8.如图所示,设虚线表示单元体变形后的形状,则该单元体的剪应变为 ( )。(A); (B) /2-; (C) 2; (D) /2-2。正确答案是。答案1(A)2(D)3(A)4 均匀性假设,连续性假设及各向同性假设。5 强度、刚度和稳定性。6(A)7(C)8(C)拉 压1. 轴向拉伸杆,正应力最大的截面和切应力最大的截面() 。(A)分别是横截面、45斜截面;(B)都是横截面,(C)分别是 45斜截面、横截面;(D)都是 45斜截面。正确答案是。2. 轴向拉压杆,在与其轴线平行的纵向截面上() 。(A)正应力为零,切应力不为零;
18、(B) 正应力不为零,切应力为零;(C) 正应力和切应力均不为零;(D) 正应力和切应力均为零。正确答案是。3. 应力应变曲线的纵、横坐标分别为 FN /A, L / L,其中() 。(A)A 和 L 均为初始值;(B)A 和 L 均为瞬时值;(C)A 为初始值, L 为瞬时值;(D)A 为瞬时值, L 均为初始值。正确答案是。4. 进入屈服阶段以后,材料发生()变形。(A) 弹性;(B)线弹性;(C)塑性;(D)弹塑性。正确答案是。5. 钢材经过冷作硬化处理后,其()基本不变。(A) 弹性模量;(B)比例极限;(C)延伸率;(D)截面收缩率。正确答案是。6. 设一阶梯形杆的轴力沿杆轴是变化的
19、,则发生破坏的截面上() 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思(A)外力一定最大,且面积一定最小;(B)轴力一定最大,且面积一定最小;(C)轴力不一定最大,但面积一定最小;(D)轴力与面积之比一定最大。正确答案是。7. 一个结构中有三根拉压杆,设由这三根杆的强度条件确定的结构许用载荷分别为F1、F2、F3,且 F1 F2 F3,则该结构的实际许可载荷 F 为() 。(A) F1 ;(B)F2;(C)F3;(D) (F1F3)/2。正确答案是。8. 图示桁架,受铅垂载荷F50kN
20、 作用,杆1、2 的横截面均为圆形,其直径分别为d1=15mm、 d2=20mm,材料的许用应力均为 150MPa。试校核桁架的强度。9. 已知直杆的横截面面积A、长度 L 及材料的重度 、 弹性模量E,所受外力 P 如图示。求: (1)绘制杆的轴力图;(2)计算杆内最大应力;(3)计算直杆的轴向伸长。剪切1在连接件上,剪切面和挤压面分别()于外力方向。(A)垂直、平行;(B)平行、垂直;(C)平行;(D)垂直。正确答案是。2. 连接件应力的实用计算是以假设()为基础的。(A) 切应力在剪切面上均匀分布;(B) 切应力不超过材料的剪切比例极限;(C) 剪切面为圆形或方行;(D) 剪切面面积大于
21、挤压面面积。正确答案是。3. 在连接件剪切强度的实用计算中, 剪切许用力 是由 ( )得到的 . (A) 精确计算;(B)拉伸试验;(C)剪切试验;(D)扭转试验。正确答案是。4. 置于刚性平面上的短粗圆柱体AB ,在上端面中心处受到一刚性圆柱压头的作用,如图所示。若已知压头和圆柱的横截面面积分别为 150mm2、250mm2,圆柱 AB 的许用压应力c100MPa,许用挤压应力bs220MPa,则圆柱 AB 将() 。(A)发生挤压破坏;(B)发生压缩破坏;(C)同时发生压缩和挤压破坏;(D)不会破坏。正确答案是。5. 在图示四个单元体的应力状态中,()是正确的纯剪切状态。(A)(B)(C)
22、(D)正确答案是。6. 图示 A 和 B 的直径都为d,则两者中最大剪应力为:(A)4bF /(a d2) ;(B)4(a+b) F / (ad2);A B F 压头精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思P122P(C)4(a+b) F /(b d2);(D)4a F /(b d2) 。正确答案是。7. 图示销钉连接,已知Fp18 kN,t18 mm, t25 mm, 销钉和板材料相同,许 用 剪 应 力 =600 MPa,许用挤压应力、bs=200 MPa ,试确定销钉直径d。
23、答案拉压部分:1(A)2(D)3(A )4(C)5(A)6(D)7(C)81146.5MPa 2116MPa 9 (1)轴力图如图所示(2)max=P/A+L(3)l=PL/EA+ L2/(2E) 剪切部分:1(B)2(A)3(D)4(C)5(D)6(B)7 d=14 mm 扭转1.电动机传动轴横截面上扭矩与传动轴的()成正比。(A)传递功率P;(B)转速 n;(C)直径 D;(D)剪切弹性模量G。正确答案是。2.圆轴横截面上某点剪切力的大小与该点到圆心的距离成正比,方向垂直于过该点的半径。这一结论是根据()推知的。(A) 变形几何关系,物理关系和平衡关系;(B) 变形几何关系和物理关系;(C
24、) 物理关系;(D) 变形几何关系。正确答案是。3.一根空心轴的内、外径分别为d、D。当 D2d 时,其抗扭截面模量为() 。(A) 7/16 d3;(B)15/32 d3;(C)15/32 d4;(D)7/16 d4。正确答案是。4.设受扭圆轴中的最大切应力为,则最大正应力() 。(A) 出现在横截面上,其值为;(B) 出现在 450斜截面上,其值为2;(C) 出现在横截面上,其值为2;(D) 出现在 450斜截面上,其值为。正确答案是。5.铸铁试件扭转破坏是() 。(A)沿横截面拉断;(B)沿横截面剪断;(C)沿 450螺旋面拉断;(D)沿 450螺旋面剪断。正确答案是。6.非圆截面杆约束
25、扭转时,横截面上() 。(A)只有切应力,无正应力;(B)只有正应力,无切应力;(C)既有正应力,也有切应力;(D)既无正应力,也无切应力;正确答案是。7. 非圆截面杆自由扭转时,横截面上() 。(A)只有切应力,无正应力;(B)只有正应力,无切应力;(C)既有正应力,也有切应力;(D)既无正应力,也无切应力;正确答案是。P P+AL (+) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 29 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思8. 设直径为 d、D 的两个实心圆截面,其惯性矩分别为IP(d)和 IP(D) 、抗扭截面模量分别
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