大学材料力学习题和答案(考试专用题型)

一.是非题:(正确的在括号中打“√”、错误的打“×”) (60小题)

1.材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题,因此在研究构件的平衡与运动时,可不计构件的变形。( √ )

2.构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关,而材料的力学性质又是通过试验测定的。 ( √ )

3.在载荷作用下,构件截面上某点处分布内力的集度,称为该点的应力。(√ ) 4.在载荷作用下,构件所发生的形状和尺寸改变,均称为变形。( √ )

5.截面上某点处的总应力p可分解为垂直于该截面的正应力?和与该截面相切的剪应力?,它们的单位相同。( √ )

6.线应变?和剪应变?都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量,它们都是无量纲的量。( √ ) 7.材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。( )

8.在强度计算中,塑性材料的极限应力是指比例极限?p,而脆性材料的极限应力是指强度极限?b。( ) 9.低碳钢在常温静载下拉伸,若应力不超过屈服极限?s,则正应力?与线应变?成正比,称这一关系为拉伸(或压缩)的虎克定律。( )

10.当应力不超过比例极限时,直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比,而与横截面面积成反比。( √ )

0

11.铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成45,这是由压应力引起的缘故。( )

12.低碳钢拉伸时,当进入屈服阶段时,试件表面上出现与轴线成45的滑移线,这是由最大剪应力?max引

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起的,但拉断时截面仍为横截面,这是由最大拉应力?max引起的。( √ )

13.杆件在拉伸或压缩时,任意截面上的剪应力均为零。( ) 14.EA称为材料的截面抗拉(或抗压)刚度。( √ )

15.解决超静定问题的关键是建立补充方程,而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系,称这种关系为变形协调关系。( √ )

16.因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象,称为应力集中。(√ )

17.对于剪切变形,在工程计算中通常只计算剪应力,并假设剪应力在剪切面内是均匀分布的。( ) 18.挤压面在垂直挤压平面上的投影面作为名义挤压面积,并且假设在此挤压面积上的挤压应力为均匀分布的。( )

19.挤压力是构件之间的相互作用力是一种外力,它和轴力、剪力等内力在性质上是不同的。( ) 20.挤压的实用计算,其挤压面积一定等于实际接触面积。( ) 21.园轴扭转时,各横截面绕其轴线发生相对转动。( )

22.薄壁圆筒扭转时,其横截面上剪应力均匀分布,方向垂直半径。( ) 23.空心圆截面的外径为D,内径为d,则抗扭截面系数为WP??D316??d316。( )

24.静矩是对一定的轴而言的,同一截面对不同的坐标轴,静矩是不相同的,并且它们可以为正,可以为负,亦可以为零。( )

25.截面对某一轴的静矩为零,则该轴一定通过截面的形心,反之亦然。 ( )

26.截面对任意一对正交轴的惯性矩之和,等于该截面对此两轴交点的极惯性矩,即Iz+Iy=IP。( ) 27.同一截面对于不同的坐标轴惯性矩是不同的,但它们的值衡为正值。( ) 28.组合截面对任一轴的惯性矩等于其各部分面积对同一轴惯性矩之和。( ) 29.惯性半径是一个与截面形状、尺寸、材料的特性及外力有关的量。( )

30.平面图形对于其形心主轴的静矩和惯性积均为零,但极惯性矩和轴惯性矩一定不等于零。( ) 31.有对称轴的截面,其形心必在此对称轴上,故该对称轴就是形心主轴。( ) 32.梁平面弯曲时,各截面绕其中性轴z发生相对转动。( )

33.在集中力作用处,剪力值发生突变,其突变值等于此集中力;而弯矩图在此处发生转折。 ( ) 34.在集中力偶作用处,剪力值不变;而弯矩图发生突变,其突变值等于此集中力偶矩。( ) 35.中性轴是通过截面形心、且与截面对称轴垂直的形心主轴。( ) 36.梁弯曲变形时,其中性层的曲率半径?与EIz成正比。 ( )

37.纯弯曲时,梁的正应力沿截面高度是线性分布的,即离中性轴愈远,其值愈大;而沿截面宽度是均匀分布的。( )

38.计算梁弯曲变形时,允许应用叠加法的条件是:变形必须是载荷的线性齐次函数。( ) 39.叠加法只适用求梁的变形问题,不适用求其它力学量。( )

40.合理布置支座的位置可以减小梁内的最大弯矩,因而达到提高梁的强度和刚度的目的。( )

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41.单元体中最大正应力(或最小正应力)的截面与最大剪应力(或最小剪应力)的截面成90。( ) 42.单元体中最大正应力(或最小正应力)的截面上的剪应力必然为零。( ) 43.单元体中最大剪应力(或最小剪应力)的截面上的正应力一定为零。 ( )

0

44.圆截面铸铁试件扭转时,表面各点的主平面联成的倾角为45的螺旋面拉伸后将首先发生断裂破坏。

( )

45.二向应力状态中,通过单元体的两个互相垂直的截面上的正应力之和必为一常数。( ) 46.三向应力状态中某方向上的正应力为零,则该方向上的线应变必然为零。( )

47.不同材料固然可能发生不同形式的破坏,就是同一材料,当应力状态的情况不同时,也可能发生不同形式的破坏。 ( )

48.强度理论的适用范围决定于危险点处的应力状态和构件的材料性质。( )

49.若外力的作用线平行杆件的轴线,但不通过横截面的形心,则杆件将引起偏心拉伸或压缩。 ( ) 50.因动力效应而引起的载荷称为动载荷,在动载荷作用下,构件内的应力称为动应力。( )

51.当圆环绕垂直于圆环平面的对称轴匀速转动时,环内的动应力过大,可以用增加圆环横截面面积的办法使动应力减小。( )

52.冲击时构件的动应力,等于冲击动荷系数与静应力的乘积。( ) 53.自由落体冲击时的动荷系数为Kd?1?2H?j。( )

54.在交变应力作用下,材料抵抗破坏的能力不会显著降低。( ) 55.交变应力中,应力循环特性r=-1,称为对称应力循环。( )

56.在交变应力作用下,构件的持久极限是指构件所能承受的极限应力,它不仅与应力循环特性r有关,而且与构件的外形、尺寸和表面质量等因素有关。( )

57.构件的持久极限与材料的持久极限是同一回事,均为定值。( )

58.压杆的长度系数μ代表支承方式对临界力的影响。两端约束越强,其值越小,临界力越大;两端约束越弱,其值越大,临界力越小。( )

59.压杆的柔度λ综合反映了影响临界力的各种因素。λ值越大,临界力越小;反之,λ值越小,临界力越大。( )

60.在压杆稳定性计算中经判断应按中长杆的经验公式计算临界力时,若使用时错误地用了细长杆的欧拉公式,则后果偏于危险。( ) 二.填空题: (60小题)

1.材料力学是研究构件 强度、刚度、稳定性 的学科。

2.强度是指构件抵抗 破坏 的能力;刚度是指构件抵抗 变形 的能力;稳定是指构件维持其原有的直线平衡状态 的能力。

3.在材料力学中,对变形固体的基本假设是 连续性、均匀性、各向同性 。

4.随外力解除而消失的变形叫 弹性变形 ;外力解除后不能消失的变形叫 塑性变形 。 5. 截面法 是计算内力的基本方法。

6. 应力 是分析构件强度问题的重要依据; 应变 是分析构件变形程度的基本量。 7.构件每单位长度的伸长或缩短,称为线应变,单元体上相互垂直的两根棱边夹角的改变量,称为切应变。 8.轴向拉伸与压缩时直杆横截面上的内力,称为 轴力 9.应力与应变保持线性关系时的最大应力,称为 比例极限 。

10.材料只产生弹性变形的最大应力称为 弹性极限 ;材料能承受的最大应力称为 强度极限 。 11. 伸长率 是衡量材料的塑性指标; 的材料称为塑性材料; 的材料称为脆性材料。

12.应力变化不大,而应变显著增加的现象,称为 屈服 。 13.材料在卸载过程中,应力与应变成 线性 关系。

14.在常温下把材料冷拉到强化阶段,然后卸载,当再次加载时,材料的比例极限 提高 ,而塑性 降低 ,这种现象称为 冷作硬化 。

15.使材料丧失正常工作能力的应力,称为 极限应力 。 16.在工程计算中允许材料承受的最大应力,称为 许用应力 。

17.当应力不超过比例极限时,横向应变与纵向应变之比的绝对值,称为 泊松比 。

18.约束反力和轴力都能通过静力平衡方程求出,称这类问题为 静定问题 ;反之则称为 超静定问题 ;未知力多于平衡方程的数目称为 超静定次数。 19.构件因强行装配而引起的内力称为 装配力 ,与之相应的应力称为 装配应力 。 20.构件接触面上的相互压紧的现象称为 挤压 ,与构件压缩变形是不同的。 21.凡以扭转变形为主要变形的构件称为 轴 。

22.功率一定时,轴所承受的外力偶矩Mo与其转速n成 反 比。 23.已知圆轴扭转时,传递的功率为P=15KW,转速为n=150r/min,则相应的外力偶矩为Mo= 9549N?m 。 24.圆轴扭转时横截面上任意一点处的剪应力与该点到圆心间的距离成 正比 。

25.当剪应力不超过材料的 时,剪应力与剪应变成正比例关系,这就是 剪切胡克定律 。 26. GIP 称为材料的截面抗扭刚度。

27.材料的三个弹性常数是 ;在比例极限内,对于各向同性材料,三者关系是 。

28.组合截面对任一轴的静矩,等于其各部分面积对同一轴静矩的 代数和 。 29.在一组相互平行的轴中,截面对各轴的惯性矩以通过形心轴的惯性矩为 最小 。 30.通过截面形心的正交坐标轴称为截面的 形心 轴。 31.恰使截面的惯性积为零的正交坐标轴称为截面的 主 轴,截面对此正交坐标轴的惯性矩,称为 主惯性矩 。

32.有一正交坐标轴,通过截面的形心、且恰使截面的惯性积为零,则此正交坐标轴称为截面的 形心主 轴,截面对正交坐标轴的惯性矩称为 形心主惯性矩 。

33.在一般情况下,平面弯曲梁的横截面上存在两种内力,即 剪力和弯矩 ,相应的应力也有两种,即 切应力和正应力 。

34.单元体截面上,若只有剪应力而无正应力,则称此情况为 纯剪切 。 35.若在梁的横截面上,只有弯矩而无剪力,则称此情况为 纯弯曲。 36.EIz称为材料的 抗弯刚度 。

37.矩形截面梁的剪应力是沿着截面高度按 抛物线 规律变化的,在中性轴上剪应力为最大,且最大值为该截面上平均剪应力的 1.5 倍。

38.若变截面梁的每一横截面上的最大正应力等于材料的许用应力,则称这种梁为等强度梁 。

39.横截面的形心在垂直梁轴线方向的线位移称为该截面的 挠度,横截面绕中性轴转动的角位移称为该截面的 转角;挠曲线上任意一点处切线的斜率,等于该点处横截面的 转角。

40.根据 梁的边界条件和挠曲线连续光滑条件 ,可确定梁的挠度和转角的积分常数。

41.受力构件内任意一点在各个截面上的应力情况,称为该点处的 应力状态 ,在应力分析时常采用取 单元体 的研究方法。

42. 切应力为零 的面称为主平面;主平面上的 正应力称为主应力;各个面上只有主应力的单元体称为 主单元体 。

43.只有一个主应力不等于零的应力状态,称为 单向应力状态,有二个主应力不等于零的应力状态,称为 二向应力状态 ,三个主应力均不等于零的应力状态,称为 三向应力状态 。 44.通过单元体的两个互相垂直的截面上的剪应力,大小 ,方向 指向或背离两截面交线。

45.用应力园来寻求单元体斜截面上的应力,这种方法称为图解法。应力园园心坐标为 ,半径为 。 46.材料的破坏主要有 断裂破坏 和 屈服破坏 两种。

47.构件在载荷作用下同时发生两种或两种以上的基本变形称为 组合变形 。

48.园轴弯曲与扭转的组合变形,在强度计算时通常采用第三或第四强度理论。设M和T为危险面上的弯矩和扭矩,W为截面抗弯截面系数,则用第三强度理论表示为 ;第四强度理论表示为 。

49.冲击时动应力计算,静变形越大,动载系数就越 小 ,所以增大静变形是 减小 冲击的主要措施。

50.突加载荷时的动荷系数为 2 。

51.增大构件静变形的二种方法是 降低构件刚度,安装缓冲器 。

52.冲击韧度 是衡量材料抗冲冲击能力的相对指标,其值越大,材料的抗冲击能力就越强。 53.随时间作周期性变化的应力,称为交变应力 。 54.在交变应力作用下,构件所发生的破坏,称为 疲劳破坏 ;其特点是最大应力 远小于 材料的强度极限,且表现为突然的脆性断裂。

55.压杆从稳定平衡状态过渡到不平衡状态,载荷的临界值称为 临界力 ,相应的应力称为 临界应力 。

56.对于相同材料制成的压杆,其临界应力仅与 柔度 有关。

57.当压杆的应力不超过材料的 比例极限 时,欧拉公式才能使用。

58.临界应力与工作应力之比,称为压杆的 工作安全系数 ,它应该大于规定的 稳定安全系数 ,故压杆的稳定条件为 。

59.两端铰支的细长杆的长度系数为 1 ;一端固支,一端自由的细长杆的长度系数为 2 。 60.压杆的临界应力随柔度变化的曲线,称为 临界应力总图 。 三.单项选择题: (50小题)

1.材料的力学性质通过( C )获得。

(A) 理论分析 (B) 数值计算 (C) 实验测定 (D) 数学推导 2.内力是截面上分布内力系的合力,因此内力( D )。

(A) 可能表达截面上各点处受力强弱 (B) 不能表达截面上各点处受力强弱 (C) 可以表达截面某点受到的最大力 (D) 可以表达截面某点受到的最小力

3.正方形桁架如图所示。设NAB、NBC、……分别表示杆AB、BC、……的轴力。则下列结论中( A )正确。

(A) NAB?NAD?NBC?NCD?2P,NAC?P 2

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