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台州学院 材料力学作业题集
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前言
材料力学是变形体力学的入门课程,是土木工程专业学生必修的技术基础课。要求学生明确从几何、物理和静力平衡三个方面分析杆件力学问题的基本思路,掌握杆件的强度、刚度和稳定性的基本概念;培养学生具备必要的基础理论知识,比较熟练的计算能力、一定的分析能力和实验能力,为学习结构力学、钢结构、混凝土结构等后续课程提供必要的基础。
为此,为配合课堂教学环节,建筑工程学院材料力学课程组特按教材章节编写了此作业题集,各章包括作图题,简答题,计算题,综合题等题型,重点考查学生对基本概念,基本原理,基本方法的理解和掌握,训练学生的计算能力,建模能力以及思维能力。
建筑工程学院材料力学课程组
2022年6月
材料力学作业题集 轴向拉压
一、试作出图示各杆的轴力图。 100N200N 50N 150N 10kN 50kN ?a??b?
P1=20kN P3=10kN
P3=30kN
P4=60kN
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材料力学作业题集 轴向拉压
二、图示结构中,1、2两杆的横截面直径分别为15mm和20mm,试求两杆的应力。设两根横梁皆为刚体。
三、图示结构中,AB为刚体,1、2杆的抗拉(压)刚度分别为EA,2EA。试求两杆的轴力。
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2m1m1m2m215kN 2m1FB14502a4502A3a材料力学作业题集 轴向拉压
四、在图示简易吊车中,BC为钢杆,AB为木杆。木杆AB的横截面面积A1?100cm2,许用应力
??1??7MPa;钢杆BC的横截面面积A2?6cm2,许用应力??2??160MPa。试求许可吊重?F?。
五、图示结构中,BC由一束直径为2mm的钢丝组成,若钢丝的许用应力为????160MPa,q=20kN/m,AC杆长4m。试求BC需由多少根钢丝组成。
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A 4mmC
3mm B 300CAFB
材料力学作业题集 轴向拉压
六、结构尺寸及受力如图所示,AB可视为刚体,CD为圆截面钢杆,直径为D=30mm,材料为Q235钢,许用应力为????180MPa,E?200GPa,求许可载荷?F?。
七、桁架的尺寸及受力如图所示,若F=200kN,AB杆的横截面面积A=4000mm2,试求AB杆的应力。
八、图示桁架结构,杆AC由两根L63×10 等边角钢组成,杆CD由两根L75×10等边角钢组成,已知:L63×10 的横截面为11.657cm2,L75×10的横截面积为14.126cm2,[?]=150MPa。请校核杆AC和杆CD的强度。
C4mDF4mBE4mAF 第4页共42页
材料力学作业题集 轴向拉压
A 220kN 220kN B C D 4m 4m 4m 第5页共42页
4m材料力学作业题集 轴向拉压
九、图示支架中的三根杆件材料相同,杆1的横截面面积为150mm2,杆2的横截面面积为200mm2,杆3的横截面面积为300mm2。若F=20kN,试求各杆内的应力。
十、在低碳钢拉伸实验用的力与变形曲线及应力应变曲线中分别标出Fp、Fs、Fb和?p、?s、?b,并回答在???曲线中的?p、?s、?b是否是构件中的真实应力,如果不是请另绘出强化阶段与颈缩阶段真实应力曲线的大致形状。
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123003003FF??0?l0?0?材料力学作业题集 扭转
一、作图示杆的扭矩图 2kN·m
5kN·m 3kN·m1 0.5 5.5 1 3单位N·mm
m?b? 2l m沿轴长均匀分布,单位:KN?m/m10kN.m
5kN.m 45kN.m 30kN.m
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材料力学作业题集 扭转
二、已知传动轴为钢制实心轴,最大扭矩MT=7kN?m,材料的许可切应力[?]=30MPa,切变模量G=80GPa,许可扭角[?]=0.2?/m,试按强度条件和刚度条件设计轴径d。
四、已知圆轴受外力偶矩m=5kN·m,材料的许可切应力[?]=80MPa。 (1)试设计实心圆轴的直径D1;
(2)若该轴改为?=d/D=0.9的空心圆轴,试设计空心圆轴的内、外径d2 、D2。
五、图示传动轴,轴的直径D=80 mm,在截面A、B、C、三处输入或输出的功率分别为PA=150 kW、PB=90 kW、PC=60 kW,轴的转速n=100 r/min,材料的许用切应力[?]=60 MPa。试校核轴的强度。
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材料力学作业题集 扭转
MeB
MeA
MeC
B
A
C
六、图示阶梯形圆轴,已知圆轴直径d2=1.5d1,若使两段内单位长度的扭转角?相等,则Me2/ Me1的比值
为多少?
d2Me2d1Me1 第9页共42页
材料力学作业题集 剪切与挤压
一、何为剪切?剪切的性质?
二、冲床的最大冲力为300kN,被剪钢板的剪切极限应力?0?360MPa,冲头材料的????440MPa,
试求在最大冲力作用下所能冲剪的圆孔的最小直径dmin和板的最大厚度tmax。
0三、在厚度t?5mm的钢板上,冲出一个形状如图所示的孔,钢板剪切时的剪切极限应力??300MPa,
求冲床所需的冲力。
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R50R50100材料力学作业题集 剪切与挤压
四、图示接头,由两块钢板用四个直径相同的钢铆钉连接而成。已知荷载F=100kN,板宽b=100mm,板
厚?=12mm,铆钉直径d=16mm,许用切应力[?]=100MPa,许用挤压应力[?bs]=300MPa,请校核连接的强度。
FbFF
F
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材料力学作业题集 剪切与挤压
五、图示螺钉在拉力F作用下。已知材料的剪切许用应力???和拉伸许用应力???之间的关系为:
????0.6???,试求螺钉直径d与钉头高度h的合理比值。
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材料力学作业题集 平面图形的几何性质
一、求图示图形形心的位置。
二、计算半圆形对形心轴yC的惯性矩。
zC yCydO第13页共42页
材料力学作业题集 平面图形的几何性质
三、试确定图示平面图形的形心主惯性轴的位置,并求形心主惯性矩。z 4404 y25
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材料力学作业题集 弯曲内力1
一、试求图示各梁中截面1-1、2-2、3-3上的剪力和弯矩,这些截面无限接近于截面C或截面D。设F、q、a均为已知。
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材料力学作业题集 弯曲内力1
二、作出图示各梁的剪力图与弯矩图,并指出FQmax与Mmax。
2qa2 q2qa
?a?aa 20kN/m ?b?1 2
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材料力学作业题集 弯曲内力1
q2?c
qa ?aaaq
?d ?aa4a
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材料力学作业题集 弯曲内力1
三、已知简支梁的弯矩图如图所示,试作该梁的剪力图和载荷图。
10kN·m 10kN·m 1m 1m 1m
四、简支梁的剪力图如图所示,已知梁上没有集中力偶作用,试作该梁的弯矩图和载荷图。
5kN 5kN
2m 1m 1m
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材料力学作业题集 强度理论
MyMxzAMxB45?MyyyxAzB
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材料力学作业题集 组合变形与能量理论
一、计算图示各杆的变形能。 2EAEAMEI F l ll2l33?a??b?
设d1=2d2,材料的切变模量为G。
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材料力学作业题集 组合变形与能量理论
二、材料为灰铸铁的压力机架如图所示,铸铁许用拉应力为[?t]=30MPa,许用压应力为[?c]=80MPa。试
校核框架立柱的强度。
三、图示钻床,钻孔时受到压力F=20kN。已知偏心距e=350 mm ,铸铁立柱的许用拉应力许用拉应力[σt]=40MPa,许用压应力[σc]=110MPa,试计算铸铁立柱所需的直径。
截面I-I 10 40 10 50 20 120 I I 200 P P=8kN z1 y z2 e D
F
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