材料力学对复习要点
第一章绪论
§1.1 材料力学的任务
二、基本概念
1、构件：工程结构或机械的每一组成部分。（例如：行车结构中的横梁、吊索等）
理论力学—研究刚体，研究力与运动的关系。
材料力学—研究变形体，研究力与变形的关系。
2、变形：在外力作用下，固体内各点相对位置的改变。(宏观上看就是物体尺寸和形状的改变）
弹性变形—随外力解除而消失
塑性变形(残余变形)—外力解除后不能消失
刚度：在载荷作用下，构件抵抗变形的能力
3、内力：构件内由于发生变形而产生的相互作用力。（内力随外力的增大而增大）
强度：在载荷作用下，构件抵抗破坏的能力。
4、稳定性：在载荷作用下，构件保持原有平衡状态的能力。
强度、刚度、稳定性是衡量构件承载能力的三个方面，材料力学就是研究构件承载能力的一门科学。
三、材料力学的任务
材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法
若：构件横截面尺寸不足或形状不合理,或材料选用不当—不满足上述要求,不能保证安全工作.
若：不恰当地加大横截面尺寸或选用优质材料—增加成本,造成浪费
研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在进行理论分析的基础上，实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。
四、材料力学的研究对象
构件的分类：杆件、板壳*、块体*
材料力学主要研究杆件﹜
直杆——轴线为直线的杆
曲杆——轴线为曲线的杆
等截面杆——横截面的大小形状不变的杆
变截面杆——横截面的大小或形状变化的杆
等截面直杆——等直杆
§1.2 变形固体的基本假设
在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。在材料力学中，对变形固体作如下假设：
1、连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质
灰口铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织
2
2、均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同
普通钢材的显微组织 优质钢材的显微组织
3 4如右图，δ不计。计算得到很大的简化。
§1.3 外力及其分类
外力：来自构件外部的力（载荷、约束反力） 按外力作用的方式分类 体积力：连续分布于物体内部各点的力。如重力和惯性力
表面力：
分布力：连续分布于物体表面上的力。如油缸内壁的压力，水坝受到的水压力等均为分布力
集中力：若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。如火车轮对钢轨的压力等 按外力与时间的关系分类
动载：载荷随时间而变化。如交变载荷和冲击载荷
§1.4 内力、截面法和应力的概念 内力：外力作用引起构件内部的附加相互作用力。 求内力的方法 — 截面法
(1)假想沿m-m 横截面将杆切开 (2)留下左半段或右半段
(3)将弃去部分对留下部分的作用用内力代替 (4)对留下部分写平衡方程，求出内力的值。
§1.4 内力、截面法和应力的概念
S F F
M Fa
＝
例 1.1 钻床，求：截面m-m 上的内力
解：用截面m-m 将钻床截为两部分，取上半部分为研究对象，受力如图：
为了表示内力在一点处的强度，引入内力集度,即应力的概念。
§1.5 变形与应变
1.位移：MM' 刚性位移；变形位移。
2.变形：物体内任意两点的相对位置发生变化。 取一微正六面体 两种基本变形：
线变形 —— 线段长度的变化 角变形 ——线段间夹角的变化 3.应变
正应变（线应变）
x 方向的平均应变：
M 点处沿x 方向的应变： 类似地，可以定义εy ，εz 切应变（角应变）
M 点在xy 平面内的切应变为： ε，γ均为无量纲的量。
例 1.2 已知：薄板的两条边固定，
变形后a'b, a'd
仍为直线。求：ab 边的εm 和 ab 、ad 两边夹角的变化。
x
s xm
??=εx
s
x x ??=→?0
lim
ε)2(lim 00N M L ML MN '''∠-=→→π
γ
§1.6 杆件变形的基本形式 杆件的基本变形：拉伸（压缩）、剪切、扭转、弯曲 第二章 拉伸、压缩与剪切(1)
§2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例
受力特点与变形特点：作用在杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合，杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 1、截面法求内力
(1)假想沿m-m 横截面将杆切开 (2)留下左半段或右半段
(3)将弃去部分对留下部分的作用用内力代替 (4)对留下部分写平衡方程求出内力即轴力的值 2、轴力：截面上的内力
由于外力的作用线与杆件的轴线重合，内力的作用线也与杆件的轴线重合。所以称为轴力。
3、轴力正负号：拉为正、压为负
4、轴力图：轴力沿杆件轴线的变化 例题2.1
已知F 1=10kN ；F 2=20kN ； F 3=35kN ；F 4=25kN;试画出图示杆件的轴力图
杆件的强度不仅与轴力有关，还与横截面面积有关。必须用应力来比较和判断杆件的强度。 在拉（压）杆的横截面上，与轴力FN 对应的应力是正应力 。根据连续性假设，横截面上到处都存在着内力。于是得静力关系： 观察变形：
横向线ab 、cd 仍为直线，且仍垂直于杆轴线，只是分别平行移至a’b’、c’d’。
平面假设—变形前原为平面的横截面，变形后仍保持为平面且仍垂直于轴线。 从平面假设可以判断：
（1）所有纵向纤维伸长相等
（
2）因材料均匀，故各纤维受力相等
（3）内力均匀分布，各点正应力相等，为常量
c
N
A F dA σ=?
N A
A
F dA dA A σσσ===?
?
该式为横截面上的正应力σ计算公式。正应力σ和轴力FN 同号。
即拉应力为正，压应力为负。
圣维南原理
圣维南原理是弹性力学的基础性原理，是法国力学家A.J.C.B.de 圣维南于1855年提出的。其内容是：分布于弹性体上一小块面积（或体积）内的载荷所引起的物体中的应力，在离载荷作用区稍远的地方，基本上只同载荷的合力和合力矩有关；载荷的具体分布只影响载荷作用区附近的应力分布。还有一种等价的提法：如果作用在弹性体某一小块面积（或体积）上的载荷的合力和合力矩都等于零，则在远离载荷作用区的地方，应力就
小得几乎等于零。不少学者研究过圣维南原理的正确性，结果发现，它在大部分实际问题中成立。因此，圣维南原理中“原理”二字，只是一种习惯提法。
在弹性力学的边值问题中，严格地说在面力给定的边界条件及位移给定的边界条件应该是逐点满足的，但在数学上要给出完全满足边界条件的解答是非常困难的。另一方面，工程中人们往往只知道作用于物体表面某一部分区域上的合力和合力矩，并不知道面力的具体分别形式。因此，在弹性力学问题的求解过程中，一些边界条件可以通过某种等效形式提出。这种等效将出带来数学上的某种近似，但人们在长期的实践中发现这种近似带来的误差是局部的，这是法国科学家圣维南首先发现的。 其要点有两处：
一、两个力系必须是按照刚体力学原则的“等效”力系；
二、替换所在的表面必须小，并且替换导致在小表面附近失去精确解。
一般对连续体而言，替换所造成显著影响的区域深度与小表面的直径有关。
在解决具体问题时，如果只关心远离载荷处的应力，就可视计算或实验的方便，改变载荷的分布情况，不过须保持它们的合力和合力矩等于原先给定的值。圣维南原理是定性地说明弹性力学中一大批局部效应的第一个原理。
例题2.2图示结构，试求杆件AB 、CB 的应力。已知 F =20kN ；斜杆AB 为直径20mm 的圆截面杆，水平杆CB 为15×15的方截面杆。
解：1、计算各杆件的轴力。（设斜杆为1杆，水平杆为2杆）用截面法取节点B 为研究对象
2、计算各杆件的应力。
N F A
σ
=
例题2.2悬臂吊车的斜杆AB 为直径d=20mm 的钢杆，载荷W=15kN 。当W 移到A 点时，求斜杆AB 横截面上的应力。
解：当载荷W 移到A 点时，斜杆AB 受到拉力最大，设其值为Fmax 。 讨论横梁平衡
由三角形ABC 求出
斜杆AB 的轴力为 斜杆AB 横截面上的应力为
§2.3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力
实验表明：拉（压）杆的破坏并不总是沿横截面发生，有时却是沿斜截面发生的
§2.4 材料拉伸时的力学性能 一 试件和实验条件：常温、静载
二 低碳钢的拉伸
0c M =∑max sin 0F AC W AC α?-?=max sin W F α
=sin 0.388BC AB α===max 15
38.7sin 0.388W F kN α=
==max 38.7N F F kN
==3
32
638.710
(2010)4
12310123N F A
Pa MPa
σπ
-?===
??=
明显的四个阶段 1、弹性阶段ob σp -比例极限 σe -弹性极限 σ=E ε胡克定律
E —弹性模量（GN/m 2） 2、屈服阶段bc （失去抵抗变形的能力） σs —屈服极限
3、强化阶段ce （恢复抵抗变形的能力） σb —强度极限
4、局部径缩阶段ef
两个塑性指标:
断后伸长率 断面收缩率 δ＞5%为塑性材料 δ＜5%为脆性材料 低碳钢的S ≈20-30% ψ≈60%为塑性材料 三 卸载定律及冷作硬化
1、弹性范围内卸载、再加载
2、过弹性范围卸载、再加载
材料在卸载过程中应力和应变是线性关系，这就是卸载定律。
材料的比例极限增高，延伸率降低，称之为冷作硬化或加工硬化。 四 其它材料拉伸时的力学性质
对于没有明显屈服阶段的塑性材料，用名义屈服极限σp0.2来表示。
对于脆性材料（铸铁），拉伸时的应力应变曲线为微弯的曲线，没有屈服和径缩现象，试件突然拉断。断后伸长率约为0.5%。为典型的脆性材料。
σbt —拉伸强度极限（约为140MPa ）。它是衡量脆性材料（铸铁）拉伸的唯一强度指标。
αε
σ
tan ==
E %100001?-=l l l δ%1000
10
?-=A A A
ψ
第二章 拉伸、压缩与剪切(2) §2.5 材料压缩时的力学性能
一 试件和实验条件:常温、静载 二 塑性材料（低碳钢）的压缩
σp-比例极限 σe-弹性极限 σs-屈服极限 E-弹性模量
拉伸与压缩在屈服阶段以前完全相同
三 脆性材料（铸铁）的压缩
脆性材料的抗拉与抗压性质不完全相同
压缩时的强度极限远大于拉伸时的强度极限
§2.7 失效、安全因数和强度计算
一 、安全因数和许用应力
工作应力
二 、强度条件
根据强度条件，可以解决三类强度计算问题
1、强度校核：
2、设计截面：
3、确定许可载荷：
例题2.4油缸盖与缸体采用6个螺栓连接。已知油缸内径D=350mm ，油压p=1MPa 。螺栓许用应力[σ]=40MPa ，求螺栓的内径。
解： 油缸盖受到的力
bt bc σσ>>A F
N
=σ[]σσσ=≤n
u []σσ≤=A
F N max []σσ≤=A
F N max []σN F
A ≥[]σA F N ≤p D F 2
4
π=
每个螺栓承受轴力为总压力的1/6
即螺栓的轴力为
根据强度条件[]σσ≤=A
F
N max
§2.7 失效、安全因数和强度计算 例题2.5 AC 为50×50×5的等边角钢，AB 为10号槽钢，〔σ〕=120MPa 。确定许可载荷F 。
解：1、计算轴力（设斜杆为1杆，水平杆为2杆）用截面法取节点A 为研究对象
2、根据斜杆的强度，求许可载荷
查表得斜杆AC 的面积为A 1=2×4.8cm2
3、根据水平杆的强度，求许可载荷
查表得水平杆AB 的面积为A 2=2×12.74cm2
4、许可载荷 p D F F N 2
24
π6==∑=0
x
F 0cos 21=+N N F F α∑=0
y F 0sin 1=-F F N αF F F N 2sin /1==αF F F N N 3cos 12-=-=α[]kN
6.57N 106.57108.4210120212134611=?=?????=≤-A F σ[]111
2N F F A σ=≤F F F N N 3cos 12-=-=
α[]222N F A σ=≤[]kN 7.176N 107.1761074.12210120732.113134622=?=?????=≤
-A F σ{}{}kN
6.57176.7kN kN 6.57min min =≤i F F
§2.8 轴向拉伸或压缩时的变形
钢材的E 约为200GPa ，μ约为0.25—0.33
对于变截面杆件（如阶梯杆），或轴力变化。则
例题2.6 AB 长2m, 面积为200mm2。AC 面积为250mm2。E =200GPa 。F =10kN 。试求节点A 的位移。
解：1、计算轴力。（设斜杆为1杆，水平杆为2杆）取节点A 为研究对象
2、根据胡克定律计算杆的变形。
斜杆伸长 水平杆缩短 Ni i
i i i
F l l l E A ?=?=∑∑
∑=0x
F
cos 21=+N N F F α0sin 1=-F F N α1mm m 1011020010200210203693
11111=?=?????==?--A E l F l N mm 6.0m 106.010
25010200732.11032.1736
932
2222=?=?????==?--A E l F l N ∑=0x F 0cos 21=+N N F F α∑=0y F kN 202sin /1===F F F N αkN 32.173cos 12-=-=-=F F F N N α
3、节点A 的位移（以切代弧）
§2.9 轴向拉伸或压缩的应变能
应变能（
V ε）：固体在外力作用下，因变形而储存的能量称为应变能。
静定结构：约束反力（轴力）可由静力平衡方程求得
超静定结构：结构的强度和刚度均得到提高 约束反力不能由平衡方程求得 超静定度（次）数：
约束反力多于独立平衡方程的数 独立平衡方程数：
平面任意力系：3个平衡方程 平面共点力系：2个平衡方程 ★超静定结构的求解方法： 1、列出独立的平衡方程
2、变形几何关系 m m 111
=?=l AA m m 6.022=?=l AA m m
6.02=?=l x δmm
039.3039.1230tan 30sin 21433=+=?+?=+= l l A A AA y δmm 1.3039.36.02
222=+=+=''y
x A A δδ∑==2
10N N x F F F ∑=+=F
F F F N N y 31cos 20αα
cos 321l l l ?=?=?
3、物理关系
4、补充方程
5、求解方程组，得
§2.10 拉伸、压缩超静定问题
例题2.8在图示结构中，设横梁AB 的变形可以省略，1，2两杆的横截面面积相等，材料相同。试求1，2两杆的内力。
解：1、列出独立的平衡方程
2、变形几何关系
3、物理关系
4、补充方程
5、求解方程组得
§2.11 温度应力和装配应力 一、温度应力
1、杆件的温度变形（伸长）
2、杆端作用产生的缩短
3、变形条件
即
4、求解未知力
温度应力为
1
111cos N F l l E A α?=
3333
N F l
l E A ?=131133
cos cos N N F l F l
E A E A αα=21233311
cos ,2cos N N F F F E A E A αα==+
3
3113312cos N F F E A E A α=+2132cos 0
N N F F F α--=21
2cos l
l α
?=?11,N F l l EA ?=22cos N F l
l EA α
?=
2122cos N N F l F l
EA EA
α=133,
4cos 1N F F =+2236cos 4cos 1N F F α
α=
+T l l T l α?=??RB
F l
l EA
?=-0T l l l ?=?+?=RB l F EA T α=?RB T l F
E T
A
σα==?
二、装配应力
已知：
加工误差为δ，求：各杆内力。 1、列平衡方程
2、变形协调条件
3、将物理关系代入
§2.12 应力集中的概念
常见的油孔、沟槽等均有构件尺寸突变，突变处将产生应力集中现
象。即
1、形状尺寸的影响：尺寸变化越急剧、角越尖、孔越小，应力集中的程度越严重。
2、材料的影响：应力集中对塑性材料的影响不大；应力集中对脆性材料的影响严重，应特别注意。
112233,,E A E A E A =312cos N N F F α=1
3cos l l δα
??+=33113311cos N N F l F l E A E A δ
α
+=3333311(1)2cos N E A F E A l
E A αδ=
+3122cos N N N F F F α
==
σσm ax
=K
§2-13 剪切和挤压的实用计算
剪床剪钢板 铆钉连接
销轴连接
剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相等、方向相反且作用线很近。
变形特点：位于两力之间的截面发生相对错动。
m-m 截面）上是均匀分布的, 得实用切应力计算公式： 切应力强度条件： [τ]许用切应力，常由实验方法确定
二.挤压的实用计算
假设应力在挤压面上是均匀分布的，得实用挤压应力公式
[]ττ≤=A
F s
注意挤压面面积的计算
（1）接触面为平面 Abs —实际接触面面积
（2）接触面为圆柱面Abs —直径投影面面积
挤压强度条件：
为充分利用材料，切应力和挤压应力应满足
[]bs bs
bs
bs
A F σσ≤=lb
F A F s =
=τcb
F A F bs bs bs
=
=σ24d
F
A F s πτ==dh F A F bs bs bs ==στ
σ2=bs
例题3-1
图示接头，受轴向力F 作用。已知F =50kN ，b =150mm ，δ=10mm ，d =17mm ，a =80mm ，[σ]=160MPa ，
[τ]=120MPa ，[σbs ]=320MPa ，铆钉和板的材料相同，试校核其强度。 解：1.板的拉伸强度
2.板的剪切强度
3.铆钉的剪切强度
4.板和铆钉的挤压强度
结论：强度足够 例题3-2
平键连接
图示齿轮用平键与轴连接，已知轴的直径
d=70mm ，键的尺寸为mm l h b 1001220??=?? ，传递的扭转力偶矩Me=2kN ·m ，键的许用应力
[τ]=60MPa ，[bs σ ]= 100MPa 。试校核键的强度。
解：（1）校核键的剪切强度
][MPa 1.43101.4301.0)017.0215.0(1050)2(6
3
σδσ<=?=??-?=-==d b F A F N ][MPa 7.15107.1501.008.04105046
3
τδτ<=?=
???===a F A F s 22
3
26422ππ25010π0.01711010110MPa []s F F F A d d
ττ====??=??=<]
[MPa 1471014701.0017.021050263bs bs bs bs d F A F σδσ<=?=
???===s F A bl ττ
==
第三章 扭 转
§3.1 扭转的概念和实例
扭转受力特点及变形特点:
杆件受到大小相等,方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用, 杆件的横截面绕轴线产生相对转动。
受扭转变形杆件通常为轴类零件，其横截面大都是圆形的。所以本章主要介绍圆轴扭转。
§3.2 外力偶矩的计算 扭矩和扭矩图 1.外力偶矩 直接计算
按输入功率和转速计算 已知轴转速－n 转/分钟 输出功率－P 千瓦 求：力偶矩M e
6922200028.61028.6[]201007010
e
M Pa MPa bld ττ-?===?=
2.扭矩和扭矩图：用截面法研究横截面上的内力
T = Me
扭矩正负规定
右手螺旋法则：右手拇指指向外法线方向为正(+),反之为负(-)
扭矩图
材料力学复习提纲
材料力学复习提纲（二） 弯曲变形的基本理论： 一、弯曲力 1、基本概念：平面弯曲、纯弯曲、横力弯曲、中性层、中性轴、惯性矩、极惯性矩、主轴、主矩、形心主轴、形心主矩、抗弯截面模 2、弯曲力：剪力方程、弯矩方程、剪力图、弯矩图。 符号规定 3、剪力方程、弯矩方程 1、首先求出支反力，并按实际方向标注结构图中。 2、根据受力情况分成若干段。 3、在段任取一截面，设该截面到坐标原点的距离为x ，则截面一侧所有竖向外力的代数和即为该截面的剪力方程，截面左侧向上的外力为正，向下的外力为负，右侧反之。 4、在段任取一截面，设该截面到坐标原点的距离为x ，则截面一侧所有竖向外力对该截面形心之矩的代数和即为该截面的弯矩方程，截面左侧顺时针的力偶为正，逆时针的力偶为负，右侧反之。 对所有各段均应写出剪力方程和弯矩方程 4、作剪力图和弯矩图 1、根据剪力方程和弯矩方程作图。剪力正值在坐标轴的上侧，弯矩正值在坐标轴的下侧，要逐段画出。 2、利用微积分关系画图。 二、弯曲应力 1、正应力及其分布规律 ()() max max max 3 2 4 3 41 1-12 6 64 32 z z Z z z z z z z I M E M M M y y y W EI I I W y bh bh d d I W I W σσσρ ρ ππα== = = === = = = ?抗弯截面模量矩形 圆形 空心
2、剪应力及其分布规律 一般公式 z z QS EI τ* = 3、强度有条件 正应力强度条件 [][][] max z z z M M M W W W σσσσ= ≤≤≥ 剪应力强度条件 [] max max max z maz z QS Q I EI E S τττ** ≤= = 工字型 4、提高强度和刚度的措施 1、改变载荷作用方式，降低追大弯矩。 2、选择合理截面，尽量提高 z W A 的比值。 3、减少中性轴附近的材料。 4、采用变截面梁或等强度两。 三、弯曲变形 1、挠曲线近似微分方程： ()EIy M x ''=- 掌握边界条件和连续条件的确定法 2、叠加法计算梁的变形 掌握六种常用挠度和转角的数据 3、梁的刚度条件 ； []max y f l ≤ max 1.5 Q A τ= max 43Q A τ= max 2 Q A =max max z z QS EI *=
材料力学复习选择题与填空题题库(复习-1)
一、填空题 1 .构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料的强度要求；具有一定的抵抗变形的能力为材料的刚度要求；保持其原有平衡状态的能力为材料的稳定性要求。 2.构件所受的外力可以是各式各样的，有时是很复杂的。材料力学根据构件的典型受力情况及截面上的内力分量可分为拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲四种基本变形。 3.轴力是指通过横截面形心垂直于横截面作用的内力，而求轴力的基本方法是截面法。 4.工程构件在实际工作环境下所能承受的应力称为许用应力，工件中最大工作应力不能超过此应力，超过此应力时称为失效。 5.在低碳钢拉伸曲线中，其变形破坏全过程可分为（四）个变形阶段，它们依次是弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、和局部変形阶段。 6.用塑性材料的低碳钢标准试件在做拉伸实验过程中，将会出现四个重要的极限应力；其中保持材料中应力与应变成线性关系的最大应力为比例极限；使材料保持纯弹性变形的最大应力为弹性极限；应力只作微小波动而变形迅速增加时的应力为屈服极限；材料达到所能承受的最大载荷时的应力为强度极限。 7.通过低碳钢拉伸破坏试验可测定强度指标屈服极限和强度极限；塑性指标伸长率和断面收缩率。 8.当结构中构件所受未知约束力或内力的数目n多于静力平衡条件数目m时，单凭平衡条件不能确定全部未知力，相对静定结构（n=m），称它为静不定结构。
9.圆截面杆扭转时，其变形特点是变形过程中横截面始终保持平面，即符合平面假设。非圆截面杆扭转时，其变形特点是变形过程中横截面发生翘曲，即不符合平面假设。 10.多边形截面棱柱受扭转力偶作用，根据剪应力互等定理可以证明其横截面角点上的剪应力为零。 二、选择题 11.以下关于轴力的说法中，哪一个是错误的Ｃ （A ） 拉压杆的内力只有轴力； （B ） 轴力的作用线与杆轴重合； （C ） 轴力是沿杆轴作用的外力； （D ） 轴力与杆的横截面和材料无关 12.变截面杆AD 受集中力作用，如图所示。设N AB 、N BC 、N CD 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？ （B ） (A) N AB >N BC >N CD 。 (B) N AB =N BC
材料力学重点总结
材料力学阶段总结 一、 材料力学得一些基本概念 1. 材料力学得任务: 解决安全可靠与经济适用得矛盾。 研究对象:杆件 强度:抵抗破坏得能力 刚度:抵抗变形得能力 稳定性:细长压杆不失稳。 2、 材料力学中得物性假设 连续性:物体内部得各物理量可用连续函数表示。 均匀性:构件内各处得力学性能相同。 各向同性:物体内各方向力学性能相同。 3、 材力与理力得关系, 内力、应力、位移、变形、应变得概念 材力与理力:平衡问题,两者相同; 理力:刚体,材力:变形体。 内力:附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、与符号规定。 应力:正应力、剪应力、一点处得应力。应了解作用截面、作用位置(点)、作用方向、与符号规定。 正应力 应变:反映杆件得变形程度 变形基本形式:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 4、 物理关系、本构关系 虎克定律;剪切虎克定律: ???? ? ==?=Gr EA Pl l E τεσ夹角的变化。剪切虎克定律：两线段 ——拉伸或压缩。拉压虎克定律：线段的 适用条件:应力～应变就是线性关系:材料比例极限以内。 5、 材料得力学性能(拉压): 一张σ-ε图,两个塑性指标δ、ψ,三个应力特征点:,四个变化阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。 拉压弹性模量E ,剪切弹性模量G ,泊松比v , 塑性材料与脆性材料得比较: 安全系数:大于1得系数,使用材料时确定安全性与经济性矛盾得关键。过小,使构件安全性下降;过大,浪费材料。 许用应力:极限应力除以安全系数。 塑性材料 脆性材料 7、 材料力学得研究方法
1)所用材料得力学性能:通过实验获得。 2)对构件得力学要求:以实验为基础,运用力学及数学分析方法建立理论,预测理论 应用得未来状态。 3)截面法:将内力转化成“外力”。运用力学原理分析计算。 8、材料力学中得平面假设 寻找应力得分布规律,通过对变形实验得观察、分析、推论确定理论根据。 1) 拉(压)杆得平面假设 实验:横截面各点变形相同,则内力均匀分布,即应力处处相等。 2) 圆轴扭转得平面假设 实验:圆轴横截面始终保持平面,但刚性地绕轴线转过一个角度。横截面上正应力为零。 3) 纯弯曲梁得平面假设 实验:梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁得纵向纤维;正应力成线性分布规律。 9 小变形与叠加原理 小变形: ①梁绕曲线得近似微分方程 ②杆件变形前得平衡 ③切线位移近似表示曲线 ④力得独立作用原理 叠加原理: ①叠加法求内力 ②叠加法求变形。 10 材料力学中引入与使用得得工程名称及其意义(概念) 1) 荷载:恒载、活载、分布荷载、体积力,面布力,线布力,集中力,集中力偶,极限荷 载。 2) 单元体,应力单元体,主应力单元体。 3) 名义剪应力,名义挤压力,单剪切,双剪切。 4) 自由扭转,约束扭转,抗扭截面模量,剪力流。 5) 纯弯曲,平面弯曲,中性层,剪切中心(弯曲中心),主应力迹线,刚架,跨度, 斜弯 曲,截面核心,折算弯矩,抗弯截面模量。 6) 相当应力,广义虎克定律,应力圆,极限应力圆。 7) 欧拉临界力,稳定性,压杆稳定性。 8)动荷载,交变应力,疲劳破坏。 二、杆件四种基本变形得公式及应用 1、四种基本变形:
材料力学经典试题要点
第15章疲劳与断裂 材料力学习题 第15章 15-1 如图所示交变应力，试求其平均应力、应力幅值、循环特征。 15-2 如图所示滑轮与轴，确定下列两种情况下轴上点B的应力循环特征。 1．图a为轴固定不动，滑轮绕轴转动，滑轮上作用着不变载荷F。 2．图b为轴与滑轮固结成一体而转动，滑轮上作用着不变载荷F。 15-3 图示旋转轴，同时承受横向载荷Fy=500N和轴向拉力Fx=2kN作用，试求危险截面边缘任一点处的最大应力、最小应力、平均应力、应力幅值、应力循环特征。已知，轴径d=10mm，轴长l=100 mm。 15-4 火车轮轴受力情况如图所示。a=500mm，l=1435mm ，轮轴中段直径 d=15cm。若F=50kN，试求轮轴中段截面边缘任一点处的最大应力、最小应力、平均应力、应力幅值、应力循环特征，并作出σ-t曲线。 15-5 阶梯轴如图所示。材料为铬镍合金钢，σb=920MPa，σ-1=420MPa，τ- 1=250MPa。轴的尺寸是：d=40mm，D=50mm，R=5mm。分别确定在交变弯矩与交变扭矩作用时的有效应力集中系数与尺寸系数。 σb=600MPa，15-6 如图所示阶梯形旋转轴上，作用有不变弯矩M=1kN.m。已知材料为碳素钢， σ-1=250MPa，轴表面精车加工，试求轴的工作安全系数。
第15章疲劳与断裂
15-7 图示传动轴上作用交变扭矩 Tx，变化范围为（800~-800）N.m。材料为碳素钢，σb=500MPa，τ-1=110MPa。轴表面磨削加工。若规定安全系数[nf]=1.8，试校核该轴的疲劳强度。 15-8 图示圆截面钢杆，承受非对称循环轴向拉力F作用，其最大与最小值分别为Fmax=100kN和Fmin=10kN。若已知：D=50mm，d=40mm，R=5mm， σb=600MPa，σt-1=σc-1=170MPa，ψσ=0.05，杆表面精车加工，[nf]=2，试校核杆的疲劳强度。 15-9 精车加工的钢制转轴，在50mm直径处承受如图所示的交变应力作用。材料的σb=500MPa，σs=450MPa，σ-1=345MPa，τ-1=154MPa，ψσ=0.1，ψτ=0.05。（a）对弯曲正应力计算工作安全系数。 （b）对扭转切应力（与正应力数值相同）计算工作安全系数。 15-10 直径D=50mm、d=40mm的阶梯轴，承受交变弯 矩与扭矩联合作用。正应力从50MPa变到-50 MPa；切应力从40MPa 变到20 MPa。轴的材料为碳钢，σb=550MPa，σ-1=220MPa， σs=300MPa，τ-1=120MPa，τs=180MPa。若R=2mm，选取ψτ=0.1，设β=1，试计算工作安全系数。 15-11 一构件承受变幅对称循环交变正应力作用，以1s为一周期，习题15-11图所示为一个周期内的应力谱。已知材料的σ-1=400MPa，m=9，循环基数 N0=3?10次。若每一周期内应力循环了15次，构件累积工作时间为50h， K6fσ=1.2，ε=β=1.0，试计算工作安全系数。 15-12 图示平板，宽度2h=100mm，厚度b=10mm，板中心含一穿透裂纹，其长度2a=20mm，在远离裂纹处承受拉应力σ=700MPa，板的材料为30CrMnSiNi2A，1 σs=1500MPa，断裂韧度KIc=85.1MPa?m2，试问板是否会断裂。
材料力学练习题
1、梁的受力及横截面尺寸如图所示。试求：(1)梁的剪力图和弯矩图；(2)梁内最大拉 应力与最大压应力；(3)梁内最大切应力。 2、在一体积较大的钢块上开一个贯穿的槽如图所示，其宽度和深度都是10mm 。在槽内紧密无隙地嵌人一10m ×10mm ×10mm 的铝质立方块。当铝块受到F=6kN 作用时，求铝块的三个主应力及相应的变形。假设钢块不变形，铝块的材料常数为E =70GPa ，μ=0.33。 3、某结构的计算简图如图所示，AB 部分为14号工字钢，抗弯截面模量Wz=102cm3,截面面积A=21.5cm2，容许应力[σ]=160MPa ，CD 为受拉圆截面钢索，其容许应力[σ]L=120MPa ，试校核工字钢的强度，并求钢索的最小直径d. 4、图示悬臂木梁上荷载为P 1＝800N ，P 2＝1600 N ，材料的许用最大拉应力为[σ]=150 MPa,，若矩形截面的高宽比h /b ＝2，试确定截面尺寸。.
5，图示混凝土挡水墙，墙高H=8m，最大水位为h=7m，混凝土容重 γ=20KN/m3，欲使墙底部不发生拉应力，求a为多少？并求强内的最大压应力。 6、平面结构如图所示,BD梁的抗弯截面模量WZ=150cm3,AB杆为大柔度杆,其直径为D=4cm, 梁与杆为同一材料,其弹性模量E=200GPa,屈服极限=240 MPa, 梁的强度安全系数n=1.5 ,压杆的稳定安全系数nW=2.5, 试求此结构能否安全。
7,一简支木梁受力如图所示，荷载F=5kN，距离d=0.7m，材料的许用弯曲正应 力[]=10MPa，横截面为h/b=3的矩形。试按正应力强度条件确定梁横截面的尺寸。 8,一矩形截面木梁，其截面尺寸及荷载如图，q=1.3kN／m。已知[ σ]=10MPa ,[ τ]=2MPa。试校核梁的正应力和切应力强度。 9．图示木梁受一可移动的荷载F=40kN作用。已知[σ]=10MPa，[τ]=3MPa。木梁的横截面为矩形，其高宽比h/b=3/2。试选择梁的截面尺寸。 10，一矩形截面简支梁由圆柱形木料锯成。已知F=5kN，d=1.5m，[σ]=10MPa。试确定弯曲截面系数为最大时矩形截面的高宽比h/b，以及梁所需木料的最小直径d. 11．图示一简单托架，其撑杆AB为圆截面木杆，强度等级为TCl5。若架上受集度为q=50kN ／m的均布荷载作用，AB两端为柱形铰，材料的强度许用应力[σ]=11MPa，试求 撑杆所需的直径d。
材料力学重点总结-材料力学重点
材料力学阶段总结 一.材料力学的一些基本概念 1.材料力学的任务： 解决安全可靠与经济适用的矛盾。 研究对象：杆件 强度：抵抗破坏的能力 刚度：抵抗变形的能力 稳定性：细长压杆不失稳。 2.材料力学中的物性假设 连续性：物体内部的各物理量可用连续函数表示。 均匀性：构件内各处的力学性能相同。 各向同性：物体内各方向力学性能相同。 3.材力与理力的关系 , 内力、应力、位移、变形、应变的概念 材力与理力：平衡问题，两者相同； 理力：刚体，材力：变形体。 内力：附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。 应力：正应力、剪应力、一点处的应力。应了解作用截面、作用位置（点）、作用方向、 和符号规定。 压应力 正应力拉应力 线应变 应变：反映杆件的变形程度角应变 变形基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 4.物理关系、本构关系虎 克定律；剪切虎克定律： 拉压虎克定律：线段的拉伸或压缩。 E —— Pl l EA 剪切虎克定律：两线段夹角的变化。Gr 适用条件：应力～应变是线性关系：材料比例极限以内。 5.材料的力学性能（拉压）： 一张σ - ε图，两个塑性指标δ 、ψ ，三个应力特征点：p、s、b，四个变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。 拉压弹性模量，剪切弹性模量，泊松比 v ， G E （V） E G 2 1 塑性材料与脆性材料的比较： 变形强度抗冲击应力集中
塑性材料流动、断裂变形明显 较好地承受冲击、振动不敏感 拉压s 的基本相同 脆性无流动、脆断仅适用承压非常敏感 6.安全系数、许用应力、工作应力、应力集中系数 安全系数：大于 1的系数，使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。过小，使 构件安全性下降；过大，浪费材料。 许用应力：极限应力除以安全系数。 s0 塑性材料 s n s b 脆性材料0b n b 7.材料力学的研究方法 1)所用材料的力学性能：通过实验获得。 2)对构件的力学要求：以实验为基础，运用力学及数学分析方法建立理论，预测理 论应用的未来状态。 3)截面法：将内力转化成“外力” 。运用力学原理分析计算。 8.材料力学中的平面假设 寻找应力的分布规律，通过对变形实验的观察、分析、推论确定理论根据。 1)拉（压）杆的平面假设 实验：横截面各点变形相同，则内力均匀分布，即应力处处相等。 2)圆轴扭转的平面假设 实验：圆轴横截面始终保持平面，但刚性地绕轴线转过一个角度。横截面上正应力 为零。 3)纯弯曲梁的平面假设 实验：梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁的纵向纤维；正应力成线性分 布规律。 9小变形和叠加原理 小变形： ①梁绕曲线的近似微分方程 ② 杆件变形前的平衡 ③ 切线位移近似表示曲线 ④ 力的独立作用原理 叠加原理： ① 叠加法求内力 ② 叠加法求变形。 10材料力学中引入和使用的的工程名称及其意义（概念） 1)荷载：恒载、活载、分布荷载、体积力，面布力，线布力，集中力，集中力偶， 极限荷载。 2)单元体，应力单元体，主应力单元体。
材料力学试题及答案全
江 苏 科 技 大 学 学年第二学期材料力学试题(A 卷) 一、 选择题（20分） 1、图示刚性梁AB 由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A 1和A 2，若载荷P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（ ）。 A 、A 1〈A 2 B 、A 1 〉A 2 C 、A 1=A 2 D 、A 1、A 2为任意 2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个答：（ ） （1）扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA （2）变形的几何关系（即变形协调条件） （3）剪切虎克定律 （4）极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dA A 、（1） B 、（1）（2） C 、（1）（2）（3） D 、全部 3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（ ） A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ 题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分 题一、3图 工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号 ---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题------------------------------------------------------------- 题一、1
4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（ ） A 、提高到原来的2倍 B 、提高到原来的4倍 C 、降低到原来的1/2倍 D 、降低到原来的1/4倍 5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ） A 、2 B 、4 C 、8 D 、16 二、作图示梁的剪力图、弯矩图。（１５分） 三、如图所示直径为d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、 材料的弹性常数E 、μ均为已知。（15分） 四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，皮带轮直径D =250mm ，主轴外伸部分长度为l =120mm ，主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，用第三强度理论校核轴的强度。（15分） 题一、5图 三题图 四题图 题一、4 二 题 名____________ 学号 线 内 不 准 答 题
材料力学复习要点
材料力学复习要点
第一章绪论 §1.1 材料力学的任务 二、基本概念 1、构件：工程结构或机械的每一组成部分。（例如：行车结构中的横梁、吊索等） 理论力学—研究刚体，研究力与运动的关系。 材料力学—研究变形体，研究力与变形的关系。 2、变形：在外力作用下，固体内各点相对位置的改变。(宏观上看就是物体尺寸和形状的改变）弹性变形—随外力解除而消失 塑性变形(残余变形)—外力解除后不能消失 刚度：在载荷作用下，构件抵抗变形的能力 3、内力：构件内由于发生变形而产生的相互作用力。（内力随外力的增大而增大） 强度：在载荷作用下，构件抵抗破坏的能力。4、稳定性：在载荷作用下，构件保持原有平衡状态的能力。 强度、刚度、稳定性是衡量构件承载能力的三个方面，材料力学就是研究构件承载能力的一门科学。 三、材料力学的任务 材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性
的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法 若：构件横截面尺寸不足或形状不合理,或材料选用不当—不满足上述要求,不能保证安全工作. 若：不恰当地加大横截面尺寸或选用优质材料—增加成本,造成浪费 研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在进行理论分析的基础上，实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。 四、材料力学的研究对象 构件的分类：杆件、板壳*、块体* 材料力学主要研究杆件﹜ 直杆——轴线为直线的杆 曲杆——轴线为曲线的杆 等截面杆——横截面的大小形状不变的杆 变截面杆——横截面的大小或形状变化的杆 等截面直杆——等直杆 §1.2 变形固体的基本假设 在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。在材料力学中，对变形固体作如下假设：
材料力学复习题(附答案)
一、填空题 1．标距为100mm的标准试件，直径为10mm，拉断后测得伸长后的标距为123mm，缩颈处的最小直径为6.4mm，则该材料的伸长率δ=23%，断面收缩率ψ=59.04%。 2、构件在工作时所允许产生的最大应力叫许用应力σ，极限应力与许用应力的比叫安全系数n。 3、一般来说，脆性材料通常情况下以断裂的形式破坏，宜采用第一二强度理论。塑性材料在通常情况下 以流动的形式破坏，宜采用第三四强度理论。 4、图示销钉的切应力τ=（P πdh ），挤压应力σbs=（ 4P π(D2-d2) ） （4题图）（5题图） 5、某点的应力状态如图，则主应力为σ1=30Mpa，σ2=0，σ3=-30Mpa。 6、杆件变形的基本形式有拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲四种。 7、低碳钢在拉伸过程中的变形可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段四个阶段。 8、当切应力不超过材料的剪切比例极限时，切应变γ和切应力τ成正比。 9、工程实际中常见的交变应力的两种类型为对称循环，脉动循环。 10、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。 11、低碳钢拉伸时大致分为以下几个阶段：弹性；屈服；强化；缩颈。 12、通常计算组合变形构件应力和变形的过程是：先分别计算每种基本变形各自引起的应力和变形，然后再叠加。这样做的前提条件是构件必须为线弹性、小变形杆件。 13、剪切胡克定律的表达形式为τ=Gγ。 14、通常以伸长率 <5%作为定义脆性材料的界限。 15、提高梁弯曲刚度的措施主要有提高抗弯刚度EI、减少梁的跨度、改善梁的载荷作用方式。 16、材料的破坏按其物理本质可分为屈服和断裂两类。 二、选择题 1、一水平折杆受力如图所示，则AB杆的变形为（D）。 （A）偏心拉伸；（B）纵横弯曲；（C）弯扭组合；（D）拉弯组合。 2、铸铁试件试件受外力矩Me作用，下图所示破坏情况有三种，正确的破坏形式是（A） 3、任意图形的面积为A，Z0轴通过形心O，Z1轴与Z0轴平行，并相距a，已知图形对Z1轴的惯性矩I1，则
材料力学试题及参考答案-全
精心整理 江苏科技大学 学年第二学期材料力学试题(A 卷) 一、 选择题（20 分 ） 1 A 1和A 22时需考虑下列因素中的哪几个？答：（1ρdA （2（3（4A 、（1、全部 3A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ 4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（） A 、提高到原来的2倍 B 、提高到原来的4倍 C 、降低到原来的1/2倍 题一、3图 ---------------------------------------------------密封线内不准答题------------------------------------------------------------- 题一、4 题一、1
D 、降低到原来的1/4倍 5.已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（） A 、2 B 、4 C 、8 D 、16 轴线成 四、，皮带轮直径D =250mm ，主轴外伸部分长度为， ，用第三强度理论校核轴的强度。（15分） 的重物自由下落在图示刚架C 点，设刚架的抗弯刚度为EI D 处4，求BD 用欧拉公式判断BD 杆是否失稳。（20分） 江苏科技大学 学年第二学期材料力学试题(B 卷) 二、 选择题（20 分 题一、5图 三题图 六题图 五题图 四题图 -------------------------------密封线内不准答题------------------------------------------------------------- -------------------------------------------
材料力学复习选择的题目
1、构件的强度、刚度、稳定性 C 。 A：只与材料的力学性质有关 B：只与构件的形状尺寸有关C：与二者都有关 D：与二者无关 2、均匀性假设认为，材料内部各点的 D 是相同的。 A：应力 B：应变 C：位移 D：力学性质 3、各向同性认为，材料沿各个方向具有相同的 A 。 A：力学性质 B：外力 C：变形 D：位移 4、在下列四种材料中， C 不可以应用各向同性假设。 A：铸钢 B：玻璃 C：松木 D：铸铁 5、根据小变形条件，可以认为： D A：构件不变形 B：构件不破坏 C：构件仅发生弹性变形 D：构件的变形远小于原始尺寸6、外力包括: D A:集中力和均布力 B:静载荷和动载荷 C:所有作用在物体外部的力 D:载荷与支反力
7、在下列说法中，正确的是 A 。 A：内力随外力的增大而增大； B：内力与外力无关； C：内力的单位是N或KN； D：内力沿杆轴是不变的； 8、静定杆件的内力与其所在的截面的 D 有关。 A：形状； B：大小； C：材料； D：位置 9、在任意截面的任意点处，正应力σ与剪应力τ的夹角α＝ A 。A：α＝90O； B：α＝45O； C：α＝0O； D：α为任意角。 10、图示中的杆件在力偶M的作用下，BC段上 B 。 A：有变形、无位移； B：有位移、无变形； C：既有位移、又有变形； D：既无变形、也无位移； 11、等直杆在力P作用下： D A：Nａ大 B：Nｂ大 C：Nｃ大 D：一样大
12、用截面法求内力时，是对 C 建立平衡方程而求解的。 A：截面左段 B：截面右段 C：左段或右段 D：整个杆件13、构件的强度是指 C ，刚度是指 A ，稳定性是指 B 。A：在外力作用下抵抗变形的能力； B：在外力作用下保持其原有平衡态的能力； C：在外力的作用下构件抵抗破坏的能力； 14、计算M－M面上的轴力 D 。 A：－5P B：－2P C：－7P D：－P 15、图示结构中，AB为钢材，BC为铝材，在P力作用下 C 。A：AB段轴力大B：BC段轴力大C：轴力一样大 16、关于轴向拉压杆件轴力的说法中，错误的是： C 。 A：拉压杆的内力只有轴力； B：轴力的作用线与杆轴重合；
材料力学考精彩试题库
材料力考试题 学号 一、填空题：（每空1分，共计38分） 1、变形固体的变形可分为：弹性变形和塑性变形。 2、构件安全工作的基本要：构件必须具有足够的强度、足够刚度 和足够稳定性。 3、杆件变形的基本形式有拉（压）变形、剪切变形、扭转变形 和弯曲变形。 4、吊车起吊重物时，钢丝绳的变形是拉伸变形；汽车行驶时，传动轴的变 形是扭转变形；教室梁的变形是弯曲变形；螺旋千斤顶中的螺杆受压杆受压变形。 5、图中σ——ε曲线上，对应p点的应力为比例极限，符号__σp__、对应y点的应力称为屈服极限，符号_σs__、对应b点的应力称为强化极限符号_σb ___ __。 6、力是外力作用引起的，不同的外力引起不同的力，轴向拉、压变形时的力 称为轴力。剪切变形时的力称为剪力，扭转变形时力称为扭矩，弯曲变形时的力称为弯矩。 7、下图所示各杆件中受拉伸的杆件有AB、BC、CD、AD ；受力压缩杆件
有 BE 。 8、克定律的两种表达式为EA L N l ?=?和εσE =。E 称为材料的 弹性模量 。它是衡量材料抵抗 变形 能力的一个指标。E 的单位为MPa ，1 MPa=_106_______Pa 。 9、衡量材料强度的两个重要指标是 屈服极限 和 强化极限 。 10、通常工程材料丧失工作能力的情况是：塑性材料发生 屈服 现象， 脆性材料发生 强化 现象。 11、挤压面为平面时，计算挤压面积按 实际面积 计算；挤压面为半圆柱面的 投影 面积计算。 12、在园轴的抬肩或切槽等部位，常增设 圆弧过渡 结构，以减小应力集中。 13、扭转变形时，各纵向线同时倾斜了相同的角度；各横截面绕轴线转动了不 同的角度，相邻截面产生了 转动 ，并相互错动，发生了剪切变形，所以横截面上有 剪 应力。 14、因半径长度不变，故切应力方向必与半径 垂直 由于相邻截面的间距不变，即园轴没有 伸长或缩短 发生，所以横截面上无 正 应力。 15、长度为l 、直径为d 的圆截面压杆，两端铰支，则柔度λ为 ，若压 杆属大柔度杆，材料弹性模量为E ，则临界应力σcr 为______________。
材料力学复习总结
材料力学复习总结 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
《材料力学》第五版 刘鸿文 主编 第一章 绪论 一、材料力学中工程构件应满足的3方面要求是：强度要求、刚度要求和稳定 性要求。 二、强度要求是指构件应有足够的抵抗破坏的能力；刚度要求是指构件应有足 够的抵抗变形的能力；稳定性要求是指构件应有足够的保持原有平衡形态的能力。 三、材料力学中对可变形固体进行的3个的基本假设是：连续性假设、均匀性 假设和各向同性假设。 第二章 轴向拉压 一、轴力图：注意要标明轴力的大小、单位和正负号。 二、轴力正负号的规定：拉伸时的轴力为正，压缩时的轴力为负。注意此规定 只适用于轴力，轴力是内力，不适用于外力。 三、轴向拉压时横截面上正应力的计算公式：N F A σ= 注意正应力有正负号，拉伸时的正应力为正，压缩时的正应力为负。 四、斜截面上的正应力及切应力的计算公式：2cos ασσα=，sin 22αστα= 注意角度α是指斜截面与横截面的夹角。 五、轴向拉压时横截面上正应力的强度条件[],max max N F A σσ=≤ 六、利用正应力强度条件可解决的三种问题：1.强度校核[],max max N F A σσ=≤
一定要有结论 2.设计截面[],max N F A σ≥ 3.确定许可荷载[],max N F A σ≤ 七、线应变l l ε?=没有量纲、泊松比'εμε =没有量纲且只与材料有关、 胡克定律的两种表达形式：E σε=，N F l l EA ?= 注意当杆件伸长时l ?为正，缩短时l ?为负。 八、低碳钢的轴向拉伸实验：会画过程的应力－应变曲线，知道四个阶段及相 应的四个极限应力：弹性阶段（比例极限p σ，弹性极限e σ）、屈服阶段（屈服极限s σ）、强化阶段（强度极限b σ）和局部变形阶段。 会画低碳钢轴向压缩、铸铁轴向拉伸和压缩时的应力－应变曲线。 九、衡量材料塑性的两个指标：伸长率1100l l l δ-?=??及断面收缩率1100A A A ?-?=??，工程上把5δ?≥?的材料称为塑性材料。 十、卸载定律及冷作硬化：课本第23页。对没有明显屈服极限的塑性材料，如 何来确定其屈服指标见课本第24页。 十一、 重点内容：1.画轴力图；2.利用强度条件解决的三种问题；3.强 度校核之后一定要写出结论，满足强度要求还是不满足强度要求；4.利用胡克定律N F l l EA ?=求杆的变形量：注意是伸长还是缩短。 典型例题及习题：例 例 习题 第三章 扭转 一、如何根据功率和转速计算作用在轴上的外力偶矩，注意功率、转速和外力偶矩的单位。9549e P M n = 二、扭矩及扭矩图：利用右手螺旋规则（见课本75页倒数第二段）判断的是扭 矩的正负号而不是外力偶矩的正负号，扭矩是内力而外力偶矩是外力 。
材料力学复习选择题
材料力学复习选择题
1、构件的强度、刚度、稳定性 C:与二者都有关 2、 均匀性假设认为，材料内部各点的 D 是相同的。 A :应力 B :应变 C:位移 D:力学性质 3、 各向同性认为，材料沿各个方向具有相同的 _A_。 A :力学性质 B:外力 C:变形 D:位移 4、在下列四种材料中， C 不可以应用各向同性假设。 C:松木 D:铸铁 D B :构件不破坏 D:构件的变形远小于原始尺寸 B:静载荷和动载荷 D:载荷与支反力 A 。 9、在任意截面的任意点处，正应力c 与剪应力T 的夹角a = 10、图示中的杆件在力偶 M 的作用下，BC 段上 B ___________ A :只与材料的力学性质有关 B :只与构件的形状尺寸有关 A :铸钢 B:玻璃 5、根据小变形条件，可以认为: A:构件不变形 C:构件仅发生弹性变形 6外力包括：D A:集中力和均布力 C:所有作用在物体外部的力 7、在下列说法中，正确的是_ A :内力随外力的增大而增大； C:内力的单位是N 或KN 8、静定杆件的内力与其所在的截面的 A :形状； B:大小； B :内力与外力无关； D :内力沿杆轴是不变的; _______ D ____ 有关。 C:材料； D:位置 D:与二者无关 A ：a= 90°; B:a= 45° ； C: D ：a 为任意角。
12、 用截面法求内力时，是对 C 建立平衡方程而求解的。 A : 截面左段 B:截面右段 C:左段或右段 D:整个杆件 13、 构件的强度是指 C ，刚度是指 A ，稳定性是指 B 。 A :在外力作用下抵抗变形的能力； B :在外力作用下保持其原有平衡态的能力； C:在外力的作用下构件抵抗破坏的能力； 14、 计算M — M 面上的轴力 D ______________ 。 A:— 5P B:— 2P C: — 7P D:— P M 5? 2P ■■ ? J M A:有变形、无位移； C:既有位移、又有变形; B :有位移、无变形; D:既无变形、也无位移； D: —样大 11、等直杆在力P 作用下： D
材料力学总结Ⅱ(乱序,建议最后阶段复习)
材料力学阶段总结 一.材料力学的一些基本概念 1. 材料力学的任务： 解决安全可靠与经济适用的矛盾。 研究对象：杆件 强度：抵抗破坏的能力 刚度：抵抗变形的能力 稳定性：细长压杆不失稳。 2. 材料力学中的物性假设 连续性：物体内部的各物理量可用连续函数表示。 均匀性：构件内各处的力学性能相同。 各向同性：物体内各方向力学性能相同。 3. 材力与理力的关系，内力、应力、位移、变形、应变的概念 材力与理力：平衡问题，两者相同； 理力：刚体，材力：变形体。 内力：附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。 应力：正应力、剪应力、一点处的应力。应了解作用截面、作用位置（点）、 作用方向、和符号规定。 变形基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 4. 物理关系、本构关系 虎克定律；剪切虎克定律： 拉压虎克定律：线段的拉伸或压缩。 E ——I 巴 EA 剪切虎克定律：两线段 夹角的变化。 Gr 适用条件：应力?应变是线性关系：材料比例极限以内。 5. 材料的力学性能（拉压）： 一张C - &图，两个塑性指标3、书,三个应力特征点： p 、 s 、 b ，四个 变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。 拉压弹性模量E ,剪切弹性模量G,泊松比v ， G E 2(1 V ) 正应力 压应力 拉应力 应变：反映杆件的变形程度 线应变 角应变
6. 安全系数、 许用应力、工作应力、应力集中系数 安全系数：大于1的系数，使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。 过小，使构件安全性下降；过大，浪费材料。 许用应力：极限应力除以安全系数。 脆性材料 7. 材料力学的研究方法 1） 所用材料的力学性能：通过实验获得。 2） 对构件的力学要求：以实验为基础，运用力学及数学分析方法建立理 论，预测理论应用的 未来状态。 3） 截面法：将内力转化成“外力”。运用力学原理分析计算。 8. 材料力学中的平面假设 寻找应力的分布规律，通过对变形实验的观察、分析、推论确定理论根据。 1） 拉（压）杆的平面假设 实验：横截面各点变形相同，则内力均匀分布，即应力处处相等。 2） 圆轴扭转的平面假设 实验：圆轴横截面始终保持平面，但刚性地绕轴线转过一个角度。横截面 上正应力为零。 3） 纯弯曲梁的平面假设 实验：梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁的纵向纤维； 正应力 成线性分布规律。 9小变形和叠加原理 小变形： ① 梁绕曲线的近似微分方程 ② 杆件变形前的平衡 ③ 切线位移近似表示曲线 ④ 力的独立作用原理 叠加原理： ① 叠加法求内力 ② 叠加法求变形。 10材料力学中引入和使用的的工程名称及其意义（概念） 1） 荷载：恒载、活载、分布荷载、体积力，面布力，线布力，集中力, 集中力偶，极限荷载。 2） 单元体，应力单元体，主应力单元体。 3） 名义剪应力，名义挤压力，单剪切，双剪切。 4） 自由扭转，约束扭转，抗扭截面模量，剪力流。 塑性材料 n s n b
很经典的几套材料力学试题及答案
考生注意：舞弊万莫做，那样要退学，自爱当守诺，最怕错上错，若真不及格，努力下次过。 材料力学试题A 成绩 课程名称 材料力学 考试时间 2010 年 7 月 日 时 分至 时 分 教 研 室 工程力学 开卷 闭卷 适用专业班级 08 机自1、2、3、4 班 提前 期末 班 级 姓名 学号 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z I My =σ,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 σ、应力幅度a σ分别为（ ）。 A -10、20、10； B 30、10、20； C 31- 、20、10； D 31- 、10、20 。 ---------------------------------------------------------------------- 装--------------------订 --------------------线 ------------------------------------------------------------- 试 题 共 3 页 第 1 页
材料力学期末复习要点
第一章 绪论 1、 构件能够正常工作的性能要求： 1） 强度要求：指构件有足够的抵抗破坏的能力； 2） 刚度要求：指构件有足够的抵抗变形的能力； 3） 稳定性要求：指构件有足够的保持原有平衡形态的能力。 2、 变形固体的基本假设： 连续性假设；均匀性假设；各向同性假设 3、 截面法的基本步骤：截、留、平 4、 应变：线应变和切应变（角应变） 5、 杆件变形的基本形式：轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲 第二章 拉压和剪切 1、 内力、应力计算及轴力图绘制 2、 低碳钢拉伸时的力学性能 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段、伸长率和断面收缩率、卸载定律及冷作硬化 3、 轴向拉压的强度条件：[]N F A σσ= ≤ 4、 轴向拉压的变形：N F l l EA ?= 5、 拉压静不定问题： 解题步骤： 1） 静力平衡方程 2变形协调方程 3物力方程 4将物力方程代入变形协调方程，得补充方程 5联立求解静力平衡方程和补充方程，得结果。 6、 剪切和挤压 课后习题：2－1、2－12、2－45 第三章 扭转、 1、 扭矩的计算和扭矩图的绘制 2、 切应力互等定理
3、 切应变：r l ?γ= 4、 剪切胡克定律：G τγ= 5、 横截面上距圆心为ρ的任意一点的切应力：p T I ρτ=，最大切应力：max p t TR T I W τ== 6、 实心圆截面：432p D I π= 316t D W π= 空心圆截面：()()4 44413232p D I D d ππα=-=- ，()()3 444 11616t D W D d d D π π=-=- 7、 扭转强度条件：[]max max t T W ττ= ≤ 8、 相对扭转角：1n i i i p Tl GI ?==∑ 单位长度扭转角：'p d T dx GI ??== 9、 扭转刚度条件：[]max max ''p T GI ??= ≤ 课后习题：3－2、单元测试：6、7 第四章 弯曲内力 1、 弯曲内力的计算 2、 剪力图和弯矩图的绘制 课后习题：4－1、4－4 第五章：弯曲应力 1、纯弯曲时正应力的计算公式：z My I σ= 2、横力弯曲最大正应力：max max max max z M y M I W σ== 3、抗弯截面系数： 矩形：26bh W = 实心圆：332 d W π= 4、弯曲的强度条件：[]max max M W σσ=≤ 5、矩形截面梁弯曲切应力：*S z z F S I b τ= 工字形截面梁弯曲切应力：*0 S z z F S I b τ= 6、提高弯曲强度的措施： 1）合理安排梁的受力情况：