梁的强度计算(材料力学大作业)
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2014年4月
梁的强度计算
一、说明
本作业的目的在于对梁的强度计算作一全面训练。包括内力图、截面选择及主应力校核等，对弯曲应力及应力状态等基本概念也将作进一步的巩固。
二、已知条件
图号，数据号。梁的许用应力［σ］＝140Mpa。
三、要求
1.作剪力图和弯矩图；
2.根据正应力强度条件选定工字钢的型号；
3.画出危险截面处正应力及切应力的分布图；
4.画出指定截面m-n（内力分量较大的一侧）上1、2、3、4及5点处的应力状态，用应力圆求其主应力的大小及方向（主平面的方位在单元体上表示），并画出该截面上最大主应力的分布图；
5.用第三或第四强度理论对梁进行全面校核。
四、作业内容及要求
1.计算说明书一份；
2.图一份，包括：
（1）剪力图和弯矩图；
（2）危险截面处正应力及切应力的分布图；
（3）指定截面上1－5点处的应力状态，应力圆及最大主应力的分布图。
3.计算过程及相关图均要求A4幅面，封面用统一格式。
五、图及数据
图：
作业说明：
每个班分4个组，每组又分为三个小组。每组做一个图号的题，而其中三个小组各采用三组数据中的其中一组。即全班共有12种题。
要求统一封面，均用A4纸。（为节约计，用纸可以班统一购买）。
作业于5月23日交系办公室闫老师（或马老师）代收。
材料力学复习题 单项选择题 1、等直杆在轴向拉伸或压缩时，横截面上正应力均匀分布是根据（）得出的。 A 静力平衡条件 B 连续条件 C 小变形假设 D 平面假设及材料均匀连续假设 2、小变形是指（） A 很小的变形； B 线弹性范围内的变形 C 远小于构件原始尺寸的微小变形 D 卸载后，构建中的残余变形 3、无明显屈服阶段的塑性材料作成带切槽的构件，在静载荷作用下，在截面削弱处是（） A 可以略去应力集中的影响； B 不存在应力集中的影响； C 减缓应力集中的影响； D 要考虑应力集中的影响 4、等直杆在轴向拉伸或压缩时，下述提法正确的是（） A 最大正应力的截面上，其剪应力必定也是最大 B 最大正应力的截面上，剪应力不一定为零 C 最大正应力的截面上，其剪应力必定为零 D 最大剪应力的截面上，其正应力必定为零 5、静定杆件的多余约束是指（） A 从静力平衡条件来说是多余的 B 从系统强度来说是多余的 C 从系统刚度来说是多余的 D 从系统稳定性来说是多余的 6、剪应力互等定理只适用于（） A 两个互相垂直平面上的剪应力分析 B 纯剪切应力下 C 线弹性范围内 D 扭转变形 7、当剪切超过材料的剪切比例极限时，则（） A 剪切胡克定律不成立 B 剪应力互等定理不成立 C 剪切胡克定律和剪应力互等定理均成立 D 材料发生剪切破坏 8、具有外棱角（凸角）和内棱角（凹角）的棱柱杆，其表面无切向力作用，则杆件受扭时，任意横截面上外棱角顶点处的应力状态（） A 正应力最大 B 剪应力为零 C 剪应力不为零 D 剪应力最大 9、设计某一主轴，发现原方案刚度不足，将进行修改设计，你认为最有效的措施是（） A 轴材料改用优质高强钢 B 设计成合理的空心圆截面，采用合理的结构形式减小内力 C 加大轴径 D 把轴挖空
铁碳马氏体的强化机制 摘要：钢中铁碳马氏体的最主要特性是高强度、高硬度，其硬度随碳含量的增加而升高。马氏体的强化机制是多种强化机制共同作用的结果。主要的强化机制包括：相变强化、固溶强化、时效强化、形变强化和综合强化等。本文介绍了铁碳马氏体及其金相组织和力学特性，着重深入分析马氏体的强化机制。 关键词：铁碳马氏体强化机制 1.马氏体的概念，组织及力学特性 1.1马氏体的概念 马氏体，也有称为麻田散铁，是纯金属或合金从某一固相转变成另一固相时的产物；在转变过程中，原子不扩散，化学成分不改变，但晶格发生变化，同时新旧相间维持一定的位向关系并且具有切变共格的特征。 马氏体最先在淬火钢中发现，是由奥氏体转变成的，是碳在α铁中的过饱和固溶体。以德国冶金学家阿道夫·马登斯（A.Martens）的名字命名；现在马氏体型相变的产物统称为“马氏体”。马氏体的开始和终止温度，分别称为M始点和M终点；钢中的马氏体在显微镜下常呈针状，并伴有未经转变的奥氏体(残留奥氏体)；钢中的马氏体的硬度随碳量增加而增高；高碳钢的马氏体的硬度高而脆，而低碳钢的马氏体具有较高的韧性。 1.3马氏体的力学特性 铁碳马氏体最主要的性质就是高硬度、高强度，其硬度随碳含量的增加而增加。但是当碳含量达到6%时，淬火钢的硬度达到最大值，这是因为碳含量进一步提高，虽然马氏体的硬度会提高但是由于残余奥氏体量的增加，使钢的硬度反而下降。 2.铁碳马氏体的晶体学特性和金相形貌 钢经马氏体转变形成的产物。绝大多数工业用钢中马氏体属于铁碳马氏体，是碳在体心立方结构铁中的过饱和固溶体。 铁碳合金的奥氏体具有很宽的碳含量范围，所形成的马氏体在晶体学特性、亚结构和金相形貌方面差别很大。可以把铁碳马氏体按碳含量分为5个组别(见表)【1】。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 材料力学上机报告 课程名称：材料力学 设计题目：二向应力状态分析 院系：XXXXXX 班级：XXXXXX 设计者：XXXXXX 学号：XXXXXX 设计时间：2013.06.18 哈尔滨工业大学
二向应力状态分析 一：课题要求 1.输入：任意一点的应力状态：（σx、σy、τxy）；某截面方位角α 2.输出：输入点的主应力（σ1、σ2、σ3），方位角α斜截面上的应力σ α、τα。 及主方向角α 3.画出应力圆示意图。 4.程序运行时为界面显示形式。 二：程序框图 三：所编程序 x=str2double(get(handles.edit1,'string')); y=str2double(get(handles.edit2,'string')); xy=str2double(get(handles.edit3,'string'));
M=str2double(get(handles.edit4,'string')); %将窗口输入值分别赋给x,y,xy,M b=sqrt((x/2-y/2)^2+xy^2);x1=(x+y)/2+b;x3=(x+y)/2-b; x2=0; if x1<0 x2=x1; x1=0; end t=(x1-x3)/2; M=M*pi/180; b1=(x+y)/2+(x-y)*cos(2*M)/2-xy*sin(2*M); b2=(x-y)*sin(2*M)/2+xy*cos(2*M); b3=90*atan((-2*xy)/(x+y))/pi;%计算输出的主切应力大小、方向和截面上的应力并赋值set(handles.edit5,'string',x1); set(handles.edit6,'string',x2); set(handles.edit7,'string',x3); set(handles.edit9,'string',t); set(handles.edit10,'string',b3); set(handles.edit11,'string',b1); set(handles.edit12,'string',b2);%在输出窗口显示主切应力大小、方向和截面上应力 b4=sqrt(b.^2+t.^2); v1=(x+y)/2-b4:0.001:(x+y)/2+b4; b11=sqrt(b4.^2-(v1-(x+y)/2).^2);b12=-sqrt(b4.^2-(v1-(x+y)/2).^2); %绘制应力圆上的点 axes(handles.axes1); %选择应力圆的输出地址 plot(v1,b11,v1,b12);grid on%绘制应力圆 以上程序为在matlab中使用GUI编程时的主代码，界面代码请见m文件。四：运行过程、结果和应力圆 在matlab中打开m文件，按F5使程序运行，显示窗口如下： 左侧为输入窗口，中间为相应的主切应力和斜截面应力的输出窗口，右侧为二向
一、概念性题型 1.据均匀性假设，可认为构件的下列各量中的某个量在各点处都相同： （A ） 应力； （B ）应变； （C ） 材料的弹性常数； （D ）位移； 正确答案是 。 2.根据各向同性假设，可认为构件的下列各量中的某一种量在各方向都相同： (A) 应力； （B ） 应变； （C ）材料的弹性常数； （D ） 位移； 正确答案是 。 3.关于确定截面内力的截面法的适用范围，有下列四种说法： (A) 仅适用于等截面直杆； (B) 仅适用于直杆承受基本变形； (C) 适用于不论基本变形还是组合变形，但限于直杆的横截面； (D) 适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况； 正确答案是 。 4.判断下列结论的正确性： （A ） 杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和； （B ） 杆件某截面上的应力是该截面上内力的平均值； （C ） 应力是内力的集度； （D ） 内力必大于应力； 正确答案是 。 5.甲、乙两杆，几何尺寸相同，轴向拉力P 相同，材料不同，它们的应力和变形有四种可能： （A ） 应力σ和变形l ?相同； （B ） 应力σ不同和变形l ?相同； （C ） 应力σ相同和变形l ?不同； （D ） 应力σ不同和变形l ?不同； 正确答案是 。 6.关于下列结论： 1） 应变分为线应变和角应变 ； 2） 应变为无量纲量； 3） 若物体的各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零； 4） 若物体内各点的应变均为零，则物体无位移； 现有四种答案：（A ）1、2对；（B ）3、4对； （C ）1、2、3对； （D ）全对； 正确答案是 。 7.等截面直杆受轴向拉力P 作用而产生弹性伸长，已知杆长为l ，截面积为A ，材料弹性模量为E ，泊松比为ν，拉 伸理论告诉我们，影响该杆横截面上应力的因素是： （A ）E 、ν、P ； （B ）l 、A 、P ； （C ）l 、A 、E 、ν、P ； （D ） A 、P ； 正确答案是 。 8.低碳钢试件拉伸时，其横截面上的应力公式 A N =σ； （A ） 只适用于σp σ≤；（Ｂ） 只适用于θσσ≤；（C ） 只适用于s σσ≤； （D ） 在试件拉断前都适用； 正确答案是 。 9.当低碳钢试件的试验应力s σσ=时，试件将： （A ） 完全失去承载能力；（B ） 破断； （C ） 发生局部颈缩现象；（D ） 产生很大的塑性变形；正确答案是 。 10.伸长率（延伸率）公式 ()?-=l l 1δ100% 中 1l 指的是什么？ （A ） 断裂时试件的长度； （B ） 断裂后试件的长度； （C ） 断裂时试验段的长度； （D ） 断裂后试验段的长度； 正确答案是 。 11.低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四种指标中哪种得到提高： （A ） 强度极限； （B ） 比例极限； （C ） 断面收缩率； （D ） 伸长率； 正确答案是 。 12.脆性材料具有以下哪种力学性质： （A ） 试件拉伸过程中出现屈服现象； （B ） 压缩强度极限比拉伸强度极限大得多； （C ） 抗冲击性能比塑性材料好； （D ） 若构件因开孔造成应力集中现象，对强度无明显影响； 正确答案是 。
天津大学18秋《材料力学》在线作业二1(100分) 以下是为大家整理的天津大学18秋《材料力学》在线作业二1(100分)的相关范文，本文关键词为天津,大学,材料力学,在线,作业,100分,谋学, 【奥鹏】[天津大学]《材料力学》在线作业二试卷总分:100得分:100第1题,下面有关强度理论知识的几个论述，正确的是A、需模拟实际应力状态逐一进行试验，确定极限应力；b、无需进行试验，只需关于材料破坏原因的假说； c、需要进行某些简单试验，无需关于材料破坏原因的假说；D、假设材料破坏的共同原因。同时，需要简单试验结果 第2题,题目见图片A、Ab、bc、cD、D 第3题,题目见图片A、Ab、bc、cD、D 第4题,平面弯曲的梁，位于横截面中性轴的点，其弯曲正应力ζ=？ A、0b、1c、10D、15 第5题,题目见图片A、Ab、bc、cD、D 谋学网 第6题,题目见图片A、Ab、bc、cD、D 第7题,判断：剪切和挤压总是同时产生，所以剪切面和挤压面
是同一个面。A、正确b、错误 第8题,判断：在轴向拉、压杆中，轴力最大的截面一定是危险截面。A、正确b、错误 第9题,判断：平面弯曲的梁，横截面上的最大正应力，发生在离中性轴最远的上、下边缘点上。A、正确b、错误 第10题,在下列关于内力与应力的讨论中，说法（）是正确的。 A、内力是应力的代数和b、内力是应力的矢量和c、应力是内力的平均值D、应力是内力的分布集度 第11题,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，则该材料的断面收缩率ψ=？。A、42.3%b、59.04%c、62.1%D、70%谋学网 第12题,一内外径之比d/D=0.8的空心圆轴，若外径D固定不变，壁厚增加1倍，则该轴的抗扭强度和抗扭刚度分别提高（）A、不到1倍，1倍以上；b、1倍以上，不到1倍；c、1倍以上，1倍以上； D、不到1倍，不到1倍 第13题,均匀性假设认为，材料内部各点的（）是相同的A、应力b、应变c、位移D、力学性质 第14题,题目见图片A、Ab、bc、cD、D 第15题,题目见图片A、Ab、bc、cD、D 第16题,题目见图片A、Ab、bc、cD、D
Harbin Institute of Technology 材料力学电算大作业 课程名称：材料力学 设计题目：组合截面几何性质计算 作者院系： 作者班级： 作者姓名： 作者学号： 指导教师： 完成时间：
一、软件主要功能 X4，X5，X6分别是n1个圆形截面，n2个圆环形截面，n3个矩形截面的形心位置X与面积的乘积 Y4，Y5，Y6分别是n1个圆形截面，n2个圆环形截面，n3个矩形截面的形心位置Y与面积的乘积 Xc,Yc是总截面的形心坐标 Ix1,Ix2,Ix3分别是n1个圆形截面，n2个圆环形截面，n3个矩形截面对通过形心且与x轴平行的轴的惯性矩 Iy1,Iy2,Iy3分别是n1个圆形截面，n2个圆环形截面，n3个矩形截面对通过形心且与y轴平行的轴的惯性矩 Ixy1,Ixy2,Ixy3分别是n1个圆形截面，n2个圆环形截面，n3个矩形截面对通过形心且与x,y轴平行的两轴的惯性积 a是通过形心的主轴与x轴的夹角 Imax,Imin分别是截面对形心主轴的主惯性矩 软件截图： 二、程序源代码 Dim n1 As Double Dim d1(10) As Double Dim X1(10) As Double Dim Y1(10) As Double Dim n2 As Double Dim d2(10) As Double
Dim d3(10) As Double Dim X2(10) As Double Dim Y2(10) As Double Dim n3 As Double Dim h(10) As Double Dim d(10) As Double Dim X3(10) As Double Dim Y3(10) As Double Dim S1 As Double, S2 As Double, S3 As Double Dim X4 As Double, Y4 As Double, X5 As Double, Y5 As Double, X6 As Double, Y6 As Double Dim Xc As Double, Yc As Double Dim Ix1 As Double, Iy1 As Double, Ix2 As Double, Iy2 As Double, Ix3 As Double, Iy3 As Double, Imax As Double, Imin As Double Dim Ixy1 As Double, Ixy2 As Double, Ixy3 As Double Dim a As Double Private Sub Text1_Change() n1 = Val(Text1.Text) For i = 1 To n1 d1(i) = Val(InputBox("输入第" & (i) & "个圆的直径")) X1(i) = Val(InputBox("输入第" & (i) & "个圆的圆心的x坐标值")) Y1(i) = Val(InputBox("输入第" & (i) & "个圆的圆心的y坐标值")) Next i For i = 1 To n1 S1 = S1 + 3.14159 * d1(i) * d1(i) / 4 X4 = X4 + X1(i) * 3.14159 * d1(i) * d1(i) / 4 Y4 = Y4 + Y1(i) * 3.14159 * d1(i) * d1(i) / 4 Next i End Sub Private Sub Text2_Change() n2 = Val(Text2.Text) For i = 1 To n2 d2(i) = Val(InputBox("输入第" & (i) & "个圆环的外径")) d3(i) = Val(InputBox("输入第" & (i) & "个圆环的内径")) X2(i) = Val(InputBox("输入第" & (i) & "个圆的圆心的x坐标值")) Y2(i) = Val(InputBox("输入第" & (i) & "个圆的圆心的y坐标值")) Next i For i = 1 To n2 S2 = S2 + 3.14159 * (d2(i) * d2(i) - d3(i) * d3(i)) / 4 X5 = X5 + X2(i) * 3.14159 * (d2(i) * d2(i) - d3(i) * d3(i)) / 4 Y5 = Y5 + Y2(i) * 3.14159 * (d2(i) * d2(i) - d3(i) * d3(i)) / 4 Next i End Sub Private Sub Text3_Change()
一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16 分） ⒈ 工程构件正常工作的条件 是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。 ⒉ 工程上将延伸律-------πδ的材料称为脆性材料。 ⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值 =τmax -------------。 4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为 6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ； 二、单项选择题 ⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。 ⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。 ２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。 ⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。 3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。 ⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力； 4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。 ⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变；
⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变； ⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。 5、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积A ＝――――――――――――。 A.Dh π B.dh π C.4/2d π D.4/)(22d D -π 6、当系统的温度升高时,下列结构中的――――――――――不会产生温度应力. A B C D 三、简答题（每小题6分，计12分） １．支承情况不 同的圆截面压杆如图所示，已知各杆的直径和材料均 相同且都为大柔度杆。①若只考虑纸平面内的稳定，问：那个杆的临界力最大？②若在保持截面的面积不变的条件下将各压杆的截面改成正方形， 试问各压杆的稳定性是提高了还是降了？ ２．分别按第三和第四强度理论设计弯扭组合变形杆件的截面,按第三强度论设 计的杆件截面比按第四强度理论设计的截面那个大？为什麽？ 四、（１2分）某形截面的外伸梁如图所示,已知：mm 600=l ,截面对中性轴的惯性矩46mm 1073.5?=z I ,m m 721=y ,m m 382=y 。梁上的荷载 kN 9,kN 2421==F F 。 材料的许用拉应力[]a MP 30=t σ,许用压应力 []a MP 90=c σ，试校核梁的强度。 五、（14分）荷载Ｆ作用在梁AB 及CD 的联接处，试求每根梁在连接处所
天津大学材料力学考研经验分享 很多考研的同学都迫切需要考研过来人的指导，中国有句古话“姜还是老的辣”，但并不是所有考研的同学都能那么幸运可以找到自己的前辈指点一二，天津考研网每年服务上万名考研学子，汇聚优秀考研学员经验，针对各个专业及科目分类成册，现将我们已有的一些考研经验分享给大家，下面为大家分享天津大学材料力学考研经验。 大家都知道，学习是个渐进的过程，我们不可能一步登天，但复习也要有计划有针对性地进行。计划，就是说你要先拟定一个进度安排表，每段时间要完成一段任务；针对性，就是说我们要针对考试来拟定复习进度和深度，不要研究太浅，太深也没有必要。这样，经过长期积累后，你就会发现你的水平不知不觉就上升了很多台阶。但是考研复习一定要持之以恒，切忌虎头蛇尾。 一、考研常识 参考书： 刘鸿文，材料力学，高等教育出版社（第四版），2005年。其考试内容：829材料科学基础：原子结构与键合；固体结构；晶体缺陷；固体中原子及分子的运动；材料的形变和再结晶；单组元相图及纯晶体的凝固；二元系相图及其合金的凝固；三元相图。 二、复习大纲 1绪论：变形固体的基本假设、内力、截面法、应力、应变、虎克定律。 2轴向拉伸和压缩：概念和实例、横截面上的内力和应力、针对考研红宝书及复习过程中遇到的专业课疑难问题，由签约的本专业在读硕博学长团队提供一对一个性化权威辅导答疑，同时辅以内部信息确保夺取专业课高分，彻底扫清复习拦路虎、打赢考研信息战。本辅导具有量身定制学习方案、私人家教式辅导、上课时间自由灵活、个性化答疑不留复习死角、签约确保授课质量等特色，本辅导仅针对购买此套材料的同学，详情请索取宣传单、材料在拉伸时 的力学性能、许用应力、强度条件、拉伸和压缩时的变形、拉伸和压缩时 的静不定问题。 3剪切，剪切和挤压的强度计算。 4扭转，外力偶矩与扭矩的计算、薄壁圆筒的扭转、纯剪切、圆轴扭转时 的应力和变形、强度和刚度计算。
大作业（一） 一、填空题 1、杆件变形的基本形式有（轴向拉伸和压缩）、（剪切）、（扭转）和（弯曲） 2、材料力学所研究的问题是构件的（强度）、（刚度）和（稳定性）。 3、脆性材料的抗压能力远比抗拉能力（强）。 4、同一种材料，在弹性变形范围内，横向应变ε/和纵向应变ε之间有如下关系：（ε/= -με） 5、（弹性模量E ）是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。 6、（屈服点σs ）和（抗拉强度σb ）是反映材料强度的两个指标 7、(伸长率δ)和(断面收缩率ψ)是反映材料塑性的指标，一般把（δ>5%）的材料称为塑性材料，把（δ<5%）的材料称为脆性材料。 8、应力集中的程度可以用（应力集中因数K ）来衡量 9、（脆性材料）对应力集中十分敏感，设计时必须考虑应力集中的影响 10、挤压面是外力的作用面，与外力（垂直），挤压面为半圆弧面时，可将构件的直径截面视为（挤压面） 11、如图所示，铆接头的连接板厚度t=d ，则铆钉剪应力τ= （ 2 2d P πτ= ） ，挤压应力σbs =（ td P bs 2=σ ）。 P/2 P/2 二、选择题 1、构成构件的材料是可变形固体，材料力学中对可变形固体的基本假设不包括（C ） A 、均匀连续性 B 、各向同性假设 C 、平面假设 D 、小变形假设 2、下列力学性能指标中，（B ）是强度指标 A 、弹性模量E B 、屈服强度s σ C 、伸长率δ D 、许用应力σ 3、下列力学性能指标中，（C ）是反映塑性的指标 A 、比例极限p σ B 、抗拉强度b σ C 、断面收缩率ψ D 、安全系数n 4、下列构件中，（ C ）不属于轴向拉伸或轴向压缩 A 、 B 、 C 、 D 、
复合材料力学上机作业 （2013年秋季） 班级力学C102 学生姓名赵玉鹰 学号105634 成绩 河北工业大学机械学院 2013年12月30日
作业1 单向板刚度及柔度的计算 一、要 求 （1）选用FORTRAN 、VB 、MAPLE 或MATLAB 编程计算下列各题； （2）上机报告内容：源程序、题目内容及计算结果； （3）材料工程常数的数值参考教材自己选择； （4）上机学时：2学时。 二、题 目 1、已知单层板材料工程常数1E ，2E ，12G ，计算柔度矩阵[S ]和刚度矩阵[Q ]。（玻璃/环氧树脂单层板材料的MPa 1090.341?=E ，MPa 1030.142?=E ，MPa 1042.0412?=G ，25.021=μ，MPa 1001=σ，MPa 302-=σ，MPa 1012=τ） ●Maple 程序 > restart: > with(linalg): > E[1]:=3.9e10: > E[2]:=1.3e10: > G[12]:=0.42e10: > mu[21]:=0.25: > mu[12]:=E[1]*mu[21]/E[2]: > Q[11]:=E[1]/(1-mu[12]*mu[21]): > Q[12]:=mu[12]*E[2]/(1-mu[12]*mu[21]): > Q[13]:=0: > Q[21]:=Q[12]: > Q[22]:=E[2]/(1-mu[12]*mu[21]): > Q[23]:=0: > Q[31]:=Q[13]: > Q[32]:=Q[23]: > Q[33]:=G[12]: >Q:=evalf(matrix(3,3,[[Q[11],Q[12],Q[13]],[Q[21],Q[22], Q[23]],[Q[31],Q[32],Q[33]]]),4);
材料力学 要求： 一、独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定 ．．的做题组数作答， 每人只答一组题目 ．．．．，满分100分； ．．．．．．．．，多答无效 平台查看做题组数操作：学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识； 例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题； 二、答题步骤： 1.使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）； 2.在答题纸上使用黑色水笔 ．．作答；答题纸上全部信息要求手 ．．．．按题目要求手写 写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号； 三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个 ．．．． ．．．．．．．Word 文档中 ．．．上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰； 1.完成的作业应另存为保存类型是“ ．．．．”．提交; ．．．．．．．．．Word97 ．．．．．．-．2003 2.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”; 3.文件容量大小：不得超过20MB。 提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．0．分记 ．．！ 题目如下：
第三组： 题目： 计算题（每小题25分，共100分） 1. 图示结构中AC 为刚性梁，BD 为斜撑杆，载荷F 可沿梁AC 水平移动。试问：为使斜杆的重量最小，斜撑杆与梁之间的夹角θ应取何值？ 3. 如图所示结构中，悬臂梁AC 为No.10工字钢，惯性矩z I =2454 cm ， A 端铰支于空心钢管AB 上。钢管的内径和外径分别为30mm 和40mm ，B 端也是铰支。当重为500N 的重物从h=5mm 处自由落于A 端时，试校核杆AB 的稳定性。规定稳定安全系数n=2.5。已知钢梁和钢管的模量为：E=210GPa 。 4. 如图所示，重量 kN Q 2=的冰块以 s m v /1=的速度冲击长为m L 3=， 直径mm d 200=的木桩顶部。已知木材弹性模量GPa E W 11=，求木桩内的最 大正应力。
材料力学答案在后面 要求： 一、独立完成，下面已将五组题目列出，请按照学院平台指定 ．．的做题组数作答， 每人只答一组题目 ．．．．，满分100分； ．．．．．．．．，多答无效 平台查看做题组数操作：学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数，显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识； 例如：“做题组数”标为1，代表学生应作答“第一组”试题； 二、答题步骤： 1.使用A4纸打印学院指定答题纸（答题纸请详见附件）； 2.在答题纸上使用黑色水笔 ．．作答；答题纸上全部信息要求手 ．．．．按题目要求手写 写，包括学号、姓名等基本信息和答题内容，请写明题型、题号； 三、提交方式：请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个 ．．．． ．．．．．．．Word 文档中 ．．．上传（只粘贴部分内容的图片不给分），图片请保持正向、清晰； 1.完成的作业应另存为保存类型是“ ．．．．”．提交; ．．．．．．-．2003 ．．．．．．．．．Word97 2.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”; 3.文件容量大小：不得超过20MB。 提示：未按要求作答题目的作业及雷同作业，成绩以 ．．！ ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．0．分记
题目如下： 第二组： 计算题（每小题25分，共100分） 1. 梁的受力情况如下图，材料的[]MPa 160=σ。 若截面为圆柱形，试设计此圆截面直径。 m kN q /10= 2. 图中所示传动轴的转速n=400rpm ，主动轮2输入功率P2=60kW,从动轮1，3，4和5的输出功率分别为P1=18kW,P3=12kW,P4=22kW,P5=8kW 。试绘制该轴的扭矩图。 3. 简支梁受力如图所示。采用普通热轧工字型钢，且已知 = 160MPa 。试确定工字型钢型号，并按最大切应力准则对梁的强度作全面校核。（已知选工字钢No.32a ： W = 692.2 cm 3，Iz = 11075.5 cm 4） 4. 梁的受力及横截面尺寸如下图所示。 试求： 1．绘出梁的剪力图和弯图； 2．确定梁内横截面上的最大拉应力和最大压应力； 3．确定梁内横截面上的最大切应力； 4．画出横截面上的切应力流。
材料力学大作业03 1.压杆稳定是不是就是偏心受压（压弯组合），不是的话，它和大偏心受压，小偏心受压有什么区别。 答：压杆稳定是指当受拉杆件的应力达到屈服极限或强度极限时，将引起塑性变形或断裂。长度较小的受压短柱也有类似的现象，例如低碳碳钢短柱被压扁，铸铁短柱被压碎。这些都是由于强度不足引起的失效。大偏心受压的破坏就是受拉破坏，小偏心就是受压破坏。大小偏心受压破坏原因就是，大偏心由于压力偏离构件轴心比小偏心要远，受压产生的弯矩比较大，构件就相当于是受弯破坏的。小偏心的偏心距比较小，距离轴心近（可以就理解为压力作用在轴心上），构件就是受压破坏的。 2.简述圣维南原理及其应用。 答：圣维南原理是弹性力学的基础性原理，其内容是：分布于弹性体上一小块面积（或体积）内的荷载所引起的物体中的应力，在离荷载作用区稍远的地方，基本上只同荷载的合力和合力矩有关；荷载的具体分布只影响荷载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）上的荷载的合力和合力矩都等于零，则在远离荷载作用区的地方，应力就小得几乎等于零。 圣维南原理在实用上和理论上都有重要意义。在解决具体问题时，如果只关心远离荷载处的应力，就可视计算或实验的方便，改变荷载的分布情况，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。 3.简述应力集中及其应用。 答：应力集中：应力集中是指结构或构件的局部区域的最大应力值比平均应力值高的现象。应用：自行车内胎被刺破后，可用橡胶补块补块一般剪成圆形或椭圆形，而非正方形，且补的边缘剪成斜茬形下面（与内胎粘合面）宽，补块的边缘剪成斜茬形使整个内胎平滑降低应力集中应数，避免在运动中由于应力集中出现补快脱落的情况。 4.简述塑性材料低碳钢受力变形的几个阶段，及其表现。
材大二：应力与应变分析 题目 材大2-1结构内某点的空间应力状态如图1所示，试计算该点主应力及最大切应力，并按第四强度理论求出该点的相当应力。 图1大2-1 图2大2-2 材大2-2单元体应力状态如图2所示，图中应力单位为MPa。求该点的三个主应力和最大切应力。 材大2-3某单元体如图所示，试利用应力圆的几何关系求： (1) 指定截面上的应力； (2) 主应力的数值。 图2大2-2 图12-41习12-1 材大2-4(习12-1)求如图12-41所示单元体的主应力，并在单元体上标出其作用面的位置。 图12-42习12-2 、两点的应力状态如图12-42所示，试求各点的主应力和最大剪材大2-5(习12-2)A B 应力。 材大2-6(习12-3)已知应力状态如图12-43所示，试求主应力及其方向角，并确定最大剪应力值。
图12-43习12-3 图12-44习12-4 材大2-7(习12-4)如图12-44所示单元体，求： （1）指定斜截面上的应力； （2）主应力大小及方向，并将平面标在单元体图上。 材大2-8(习12-5)如图12-45所示结构中，11kN F =，20.5kN F =，e 1kN m M =?， 50mm d =，求A 点的主应力。 图12-45习12-5 图12-46习12-6 材大2-9(习12-6)某点的应力状态如图12-46所示，求该点的主应力及最大剪应力。 材大2-10(习12-7)如图12-47所示，已知单元体的泊松比0.25μ=，=200GPa E 。试求： （1）主应力； （2）最大剪应力； （3）1σ方向的应变max ε。 图12-47习12-7 图12-49习12-9 材大2-11(习12-9)某点应力状态如图12-49所示。试求该点的主应力及最大剪应力，并画出三向应力圆。 材大2-12(习12-10)直径为d 的实心圆轴，受e M 作用如图12-50所示。测得轴表面A 点与轴线成-45方向的线应变ε，试导出用e M d ε、、表示的剪切弹性模量G 的表达式。 图12-50习12-10 图12-51习12-11 材大2-13 (习12-11)如图12-51所示，直径D 的圆轴，两端受扭转力偶e M 的作用。今测得与轴线成45方向的线应变45ε。已知材料的弹性模量为E ，泊松比μ，求e M 的表达式。
一、可实现课题 在如图所示的悬臂梁中，杆件为圆杆。杆长为L ，直径为D ，材料弹性模量为E 。输入集中力F 大小，作用点a ，弯矩M ，作用点b ，即可求得悬臂梁的挠度曲线图。 二、程序代码 clear all disp('请给定材料信息'); %输入材料信息 L=input('圆杆长度L(/M)='); D=input('圆杆直径D(/M)='); E=input('弹性模量E(/GPa)='); I=double(D^4*3.14/32); disp('请给定受力情况'); %输入受力情况 F=input('切向集中力大小F(/N)='); a=input('切向集中力作用位置(/M)='); M=input('弯矩大小M(/N*M)='); b=input('弯矩作用位置(/M)='); x1=0:0.01:a; %F 引入的挠度 vx1=(-F*x1.^2*3*a+F*x1.^3)*(1/(6*E*10^9*I)); x2=a:0.01:L; vx2=(-F*a.^2*3*x2+F*a.^3)*(1/(6*E*10^9*I)); v11=[vx1,vx2]; x11=[x1,x2]; x3=0:0.01:b; %M 引入的挠度 vx3=(-M*x3.^2)*(1/(2*E*10^9*I)); x4=b:0.01:L; vx4=(-M*b*x4+M*0.5*b.^2)*(1/(E*10^9*I)); x22=[x3,x4]; v22=[vx3,vx4]; v33=v22+v11; %叠加 plot(x11,v33),xlabel('x /M'),ylabel('v(x) /M') a b L F M
哈尔滨工业大学 2015 学年 春 季学期 材料力学期末 试 题
解：挠曲线近似微分方程 )(x M v EI ='' （a ） 3)()(kx x q x M -=='' 积分两次 A x k x M +-='4)(4 B Ax x k x M ++-=20 )(5 由边界条件 00 ==x M ， 0==l x M 求出 0=B , 20 4 l k A = )(20 )(4 5x l x k x M --= (b) （10分） 式（a ）代入式(b) )(20 4 5x l x k v EI -- ='' 积分两次 C x l x k v EI +-- =')2 6(202 46 D Cx x l x k EIv ++-- =)6 42(203 47 （c ） 由边界条件 00==x v ， 0==l x v 得出 0=D , 140 6 kl C -= 代入（c ）式 )67(8406347x l x l x EI k v +-- = （8分） EI kl A 1406 -=θ （2分）
1 （2分） (a) （2分） ]1 1 2 1 2 1 [ 1 ] 2 3 2 2 2 1 [ 4 ? ? + ? ? + ? ? ? ? =l l EA l l l EI EA l 12 55 =（4分） ] 2 2 2 1 [ 1 1 Fl l l EI F ? ? ? - = EA Fl 5 - =（3分） ，得F F X09 .1 11 12 1 = =(拉) （3分） 画出弯矩图、轴力图如下： （4分） （2分）
解：一次静不定问题 杆1、杆2均为二力杆 杆1受拉，强度问题； 杆2受压，稳定问题 由于是静不定结构，1、2均失效结构才失效 杆1失效时的极限轴力 9210202010230661=????==-A F s s σ KN （5分） 计算杆2的临界轴力 1574 3610213 =??==i l μλ 3.9910 2001020014.36 9 =???==p p E σπλ p λλ>，大柔度杆，用欧拉公式 4.811036414 .3157 1020014.3622 92222=?????==-A E F cr λπ KN （10分） 由AB 杆的平衡 0=∑A M 032sin 145sin =?-?+?F F F s cr αo 6.46)22 1122(3122=?+?+?=s cr F F F KN （5分）
第一组： 计算题（每小题25分，共100分） 1. 图示结构中AC 为刚性梁，BD 为斜撑杆，载荷F 可沿梁AC 水平移动。试问：为使斜杆的重量最小，斜撑杆与梁之间的夹角θ应取何值？ 解：载荷F 移至C 处时，杆BD 的受力最大，如图。 θ cos h Fl F BD = A ≥[]cos []BD F Fl h σθσ= 杆BD 的体积 2sin []sin 2h Fl V A θσθ == 当 sin21θ=时，V 最小即重量最轻，故π 454 θ= =o 2. 如图所示，一半圆拱由刚性块AB 和BC 及拉杆AC 组成，受的均布载荷90 kN/m q =作用。若半圆拱半径12 m R =，拉杆的许用应力[]150 MPa σ=，试设计拉杆的直径d 。 解：由整体平衡 C F qR = 对拱BC ，0B M ∑=：N 02 C R F R qR F R ?+? -?= F Ax F Ay h D F BD B θ l A
N 2 qR F = 拉杆的直径 d ≥ N 4267.70 mm π[] π[] F qR σσ== 3. 如图所示结构中，悬臂梁AC 为No.10工字钢，惯性矩z I =2454 cm ， A 端铰支 于空心钢管AB 上。钢管的内径和外径分别为30mm 和40mm ，B 端也是铰支。当重为500N 的重物从h=5mm 处自由落于A 端时，试校核杆AB 的稳定性。规定稳定安全系数n=2.5。已知钢梁和钢管的模量为：E=210GPa 。 4. 如图所示，重量 kN Q 2=的冰块以 s m v /1=的速度冲击长为m L 3=，直径 mm d 200=的木桩顶部。已知木材弹性模量GPa E W 11=，求木桩内的最大正应 力。 解：水平冲击动荷系数(d K ) ：
一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16分）⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。 ⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。 ⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值=τmax -------------。 4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 ----------------。 5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为 ―――――――――――――――――、―――――――――――――――――――――、 ――――――――――――――、 ―――――――――――――――――――――――――――――――――。 6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ； ――――――――――――――――――――――；－―――――――――――――――――――――――。 二、单项选择题 ⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。 ⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。 ２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。 ⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。 3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。 ⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力； 4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。 ⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变； ⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变； ⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。 5、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积A ＝――――――――――――。 A.Dh π B.dh π C.4/2 d π D.4/)(2 2 d D -π 6、当系统的温度升高时,下列结构中的――――――――――不会产生温度应力. A B
《材料力学》第一次大作业 作业一： 1、什么是材料的强度，举例说明。 答：材料的强度就是指构件或零部件抵抗破坏的能力。如：四川彩虹桥坍塌，说明该桥强度不符合要求。 2、什么是材料的刚度，举例说明。 答：刚度是构件或零部件具有的抵抗弹性变形的能力。如：易拉罐变形过大，这是不容许的。 3、强度越大，刚度越大，对不对，为什么？刚度越大，强度越大，对不对，为什么？ 答：强度越大，刚度越大，这不一定。刚度K=EI，E是材料的性质，I是材料结构的性质，所以K的大小不仅与E材料本身的性质有关还与I材料结构的性质有关。例如：铸铁的强度要比塑料强度大，但是铸钱如果我们拿出一个薄片状的小铁片，再拿出一个很大很大的塑料块，明显强度大的小铁片更容易弯折。 刚度越大，强度越大，也不对。例如：建造钢结构桥梁，使用强度很高的钢材，但是在外力作用下，弹性变形或位移超过工程允许范围就容易造成坍塌事故。 4、什么是建筑结构的稳定性，举例说明。 答：稳定性是保持原来状态的能力，建筑结构稳定性指的是建筑中的各组成结构之间不容易出现键的断裂。例如：建筑结构多做成矩形，而比较少圆形，因为在各种外力作用下，矩形结构比圆形结构更稳定。 5、强度越大，稳定性越好，对不对，为什么？刚度越大，稳定性越好好不好，为什么？ 答：强度越大，稳定性越好，这是不对的。因为：稳定性是结构保持原有平衡形态的能力，竹子的强度很高，但是劈成又细又长，这时候你压它只用很小的力就能让它弯曲，最后破坏掉，保持不了原有的平衡状态。 刚度越大，稳定性越好，也不对。稳定性有时候与刚度有关，有时候与刚度无关。一个木质小球，和一个木质小方块，刚度相同，但小方块的稳定性明显大于小球。