材料力学习题

所以，立柱的强度足够。

任务2 圆轴弯扭组合变形的强度计算

填空题：（请将正确答案填在空白处）

1．图2-5-5所示构件的BC部分产生的变形是 与 的组合，CD部分产生的变形是 与 的组合。

（压缩 弯曲 扭转 弯曲）

图2-5-5

2．图2-5-6所示构件在外力作用下产生的变形是 与 的组合。 （扭转 弯曲）

图2-5-6

3．圆轴弯扭组合变形时的强度条件按照第三强度理论其数学表达式是 ，按照第四强度理论其数学表达式是 。其中 是危险截面上最大弯矩， 是危险截面上最大扭矩， 是危险截面上的抗弯截面系数， 是构件材料的许用应力。

（?xd3＝

22Mwmax?TWz≤[?] ?xd4＝

22Mwmax?0.75TWz≤[?] Mwmax T WZ [?] ）

选择题：（请在下列选项中选择一个正确答案并填在括号内）

下列构件中，属于“扭弯”组合变形的是（ ）。

A．钻削中的钻头 B．车削中的车刀 C．拧紧螺母时的螺杆 D．镗削中的刀杆 （D）

计算题：

41

※如图2-5-7所示拐轴在C处受铅垂力F作用，已知：F=3.2kN，轴的材料为45钢，????60MPa，试按

第三强度理论校核AB轴的强度。

图2-5-7

参考答案： 解：

将力F平移到B点，则作用在AB轴B端是一个集中力F及一附加力偶矩M，AB轴将产生弯曲与扭转组合变形。

附加力偶矩： M＝F×LBC＝3200×140＝448000N·m m 弯矩： Mwmax＝F×LAB＝3200×150＝480000N·m m 扭矩： T＝M＝448000N·m m

WZ＝0.1d3

校核强度：

?xd3＝

22Mw?TmaxWz＝

(480000)2?(448000)20.1?503

＝52.5MPa＜[?]

所以，轴的强度满足要求。

知识拓展 影响构件承载能力的其它因素

填空题：（请将正确答案填在空白处）

1．无论构件在工作中产生何种变形，满足构件正常工作的强度条件都必须是实际工作应力 材料的许用应力。

（小于） 2．构件在载荷作用下产生的实际应力大小与载荷的 、 、构件的 、 及制造构件的 有关。

（大小 作用形式 截面形状 尺寸 材料）

3．作用在构件上的载荷按其作用性质不同，可分为 和 两大类。 （动载荷 静载荷）

4．动载荷的 和 是随时间而变化的。 （大小 方向）

5．在交变载荷作用下，构件内最大工作应力远低于材料静载荷作用下的 时，构件发生的断裂破坏现象，称为 。

42

（极限应力 疲劳破坏）

6．啮合传动时齿轮轮齿根部各点都有 应力作用。 （交变）

7．在构件截面发生突变的附近，应力大小有 的现象，这种现象称应力集中。 （急剧增加）

8．为减小应力集中现象，在截面变化处，常采用 过渡。 （圆角）

9．受压细长杆件当其应力还远小于杆件受压极限应力时，突然发生弯曲变形，不能保持其原有 状态而引起破坏的现象，称为压杆失稳。

（直线平衡）

判断题：（判断正误并在括号内填√或×）

1．在工程实际中，不仅载荷的大小会影响构件的强度，而且它的作用形式对构件强度也有显著影响。（ ） （√）

2．静载荷是指大小和方向都随时间而变化的载荷。 （ ） （×）

3．动载荷比静载荷对构件强度影响大。（ ） （√）

4．长期受交变载荷作用的构件，虽然其最大工作应力远低于材料静载荷作用下的极限应力，也会突然发生断裂。（ ）

（√）

5．工程中许多构件的破坏都发生在截面突变处。（ ） （√）

6．细长压杆的失稳现象并不是强度不足，而是稳定性不够，并且越细长的压杆越容易失稳。（ ） （√）

思考题：

1．为提高压杆的稳定性可采取哪些措施？ 参考答案：

（1）选择合理的截面形状 （2）减小杆长，改善两端支承 （3）合理选择材料

2．图2-5-8所示台阶轴，从力学角度看是否合理？为什么？

图2-5-8

参考答案：

从力学角度看，此轴结构不合理，有截面突变现象会引起应力集中，削弱轴的强度。

第三篇 模 拟 试 卷

43

模拟试卷一

填空题：（请将正确答案填在空白处；每空1分，共30分）

1．力对物体的作用效果取决于力的 、 、 ，这三者合称为力的三要素。

（大小 方向 作用点）

2．物体的平衡是指物体相对于地球保持 或 状态。

（静止 匀速直线运动）

3．如图3-1所示，已知：F＝100N, La＝80mm，Lb＝15mm。则力F对点A的矩为 。

图3-1

（5.3N·m）

4．一物体重100N，用F＝500N的力压在铅直墙上。物体与墙壁间的静摩擦因数μs＝0.3，物体所受静摩擦力的大小为 。

（100N）

5．力F在空间位置如图3-2所示，它沿x、y、z轴方向分力的计算公式分别为 、 、 。

图3-2

(Fx＝Fxysinφ＝Fcosβsinφ Fy＝Fsinβ F z＝Fxycosφ＝Fcosβcosφ)

6．车削直径500mm的工件，根据刀具寿命应选用最佳切削速度v＝52m/min，则主轴转速应为 。 （33.12r/min） 7．构件的强度是指在外力作用下 的能力；构件的刚度是指在外力作用下 的能力；构件的稳定性是指在外力作用下 的能力。

（抵抗塑性变形或断裂 抵抗过大的弹性变形 保持其原来直线平衡状态）

8．构件工作时，由 引起的应力称为工作应力。为保证构件能够正常工作，必须使其工作应力在 以下。

（载荷 许用应力）

9．图3-3示连接结构，若校核该结构中铆钉的剪切和挤压强度，则其单个铆钉的剪切面面积应取 ，挤压面面积应取 。若校核钢板的抗拉强度，则其横截面面积应取 。

44