材料力学教案设计

材料力学课程设计

汽车工程学院 420505班

一材料力学课程设计的目的

1．使学生的材料力学知识系统化，完整化。

2．在系统复习的基础上，运用材料力学的知识解决工程中的实际问题。

3．由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学的知识和专业需要结合起来。

4．综合了以前所学的各门课程的知识，是相关学科的知识有机的结合起来。

5．初步了解和掌握工程实际中的设计思想和设计方法。

6．为后续课程的教学打下基础。

二材料力学课程设计的要求

1．设计计算说明书的要求

设计说明书是该题目的设计思想，设计方法和设计结果的说明，要求书写工整，语言简练，条理清晰，明确，表达完整。

具体内容如下：

〈1〉设计题目的已知条件，所求及零件图。

〈2〉画出构件的受力简图，按比例标明尺寸，载荷及支座等。

〈3〉静不定要画出所选择的基本静定系统及与之相关的全

部求解过程。

〈4〉画出全部内力图，并标明可能的各危险截面。

〈5〉危险截面上各种应力的分布规律图及由此而判定各危险点处的应力状态图。

〈6〉各危险点的主应力大小及主平面位置。

〈7〉选择强度理论并建立强度条件。

〈8〉列出全部计算过程的理论根据，公式的推导过程以及必要的说明。

〈9〉对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位力

材料力学(2)(专升本)阶段性作业1 总分: 100分 考试时间:分钟 单选题

1. 三种应力状态如图所示，则三者之间的关系为 。

(5分)

(A) 完全等价 (B) 完全不等价 (C) b和c等价 (D) a和c等价。 参考答案：D

设σ和τ数值相等，按第四强度理论比较两者的危险程度，2. 两单元体应力状态如图所示，则 。

(5分)

(A) a较b危险 (B) b较a危险 (C) 两者危险程度相同 (D) 无法比较 参考答案：C

3. 塑性材料构件中有四个点处的应力状态分别如图a、b、c、d所示，其中最容易屈服的点是 。

(5分)

(A) 图a；

(B) 图b； (C) 图c； (D) 图d。 参考答案：D

4. 在纯剪切应力状态中，任意两相互垂直截面上的正应力，必定是 。(5分) (A) 均为正值

(B) 一为正值；一为负值 (C) 均为负值

(D) 一为正值一为负值或两者均为零 参考答案：D

按第三强度理论，其相当应力最大的是 ；最小的是 。（图5. 四种应力状态分别如图所示，中应力单位MPa）

(5分)

(A) 图a； (B) 图b； (C) 图c； (D) 图d。 参考答案：A 6. 材料许用应力

，式中

为极限应力，对塑性材料

应选_

第二章 拉伸、压缩与剪切

2-1 求图示各杆指定截面的轴力，并作轴力图。

2-2 图示一正方形截面的阶梯形混凝土柱。设重力加速度g=9.8m/s2, 混凝土的密度为??2.04?103kg/m3，P=100kN，许用应力????2MPa。试根据强度条件选择截面宽度a和b。

2-3 图示一面积为100mm?200mm的矩形截面杆，受拉力P=20kN的作用，试求：（1）???的斜截面m-m上的应力；（2）最大正应力?max和最大剪应力?max的6大小及其作用面的方位角。

1

2-4 图示一三角架，在结点A受P力作用。设AB为圆截面钢杆，直径为d，杆长为l1,AC为空心圆管，截面面积为A2,杆长为l2，已知：材料的许用应力???＝160MPa,P=10kN,d=10mm,A2=50?10?6m2,l1=2.5m,l2=1.5m。试作强度校核。

2-5 图示一阶梯形截面杆，其弹性模量E=200GPa，截面面积AI=300mm2，AII=250mm2,AIII=200mm2。试求每段杆的内力、应力、应变、伸长及全杆的总伸长。

2-6 图示一刚性杆AB,由

现代远程教育

《材料力学》

课 程 学 习 指 导 书

作者：樊友景

第一章 绪论

（一）本章学习目标：

1、理解材料力学的任务。

2、掌握变形固体的基本假定，杆件变形的基本形式。

（二）本章重点、要点：

1、材料力学的任务。

2、变形固体的基本假定，基本形式的形式。

（三）本章练习题或思考题：

1、单项选择题

1-1、由于什么假设，构件内的内力、应力、变形可以用点的位置坐标的连续函数表示。

A、连续性假设 B、均匀性假设

C、各向同性假设

D、小变形假设

1-2、变形固体受力后

A、既产生弹性变形又产生塑性变形

B、不产生弹性变形也不产生塑性变形 C、只产生弹性变形 D、只产生塑性变形

1-3、构件要能够安全正常的工作，它必须要满足

A、强度条件

B、刚度条件

C、稳定性要求 D、强度条件、刚度条件、稳定性要求

1-4、下列哪些因素与材料的力学性质无关？

A、构件的强度 C、构件的稳定性 1-5、下列论述错误的是

A、理论力学主要研究物体机械运动的一般规律 B、材料力学研究杆件受力后的变形和破坏规律 C、理论力学和材料力学研究的是刚体

D、材料力学研究的问题

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第一章 绪论

（一）本章学习目标：

1、理解材料力学的任务。

2、掌握变形固体的基本假定，杆件变形的基本形式。

（二）本章重点、要点：

1、材料力学的任务。

2、变形固体的基本假定，基本形式的形式。

（三）本章练习题或思考题：

1、单项选择题

1-1、由于什么假设，构件内的内力、应力、变形可以用点的位置坐标的连续函数表示。

A、连续性假设 B、均匀性假设

C、各向同性假设

D、小变形假设

1-2、变形固体受力后

A、既产生弹性变形又产生塑性变形

B、不产生弹性变形也不产生塑性变形 C、只产生弹性变形 D、只产生塑性变形

1-3、构件要能够安全正常的工作，它必须要满足

A、强度条件

B、刚度条件

C、稳定性要求 D、强度条件、刚度条件、稳定性要求

1-4、下列哪些因素与材料的力学性质无关？

A、构件的强度 C、构件的稳定性 1-5、下列论述错误的是

A、理论力学主要研究物体机械运动的一般规律 B、材料力学研究杆件受力后的变形和破坏规律 C、理论力学和材料力学研究的是刚体

D、材料力学研究的问题

材料力学练习册

（后付部分题解）

迪丽娜.马合木提

新疆大学机械工程学院力学教研室

二○○五年六月

第2章 轴向拉伸与压缩

2-1 试求图示直杆横截面1-1、2-2、3-3上的轴力，并画出轴力图。

(a)F.1123F.2F.3F=2kN

(b)18kN.1123kN.25kN23.310kN

2-2 试求图示中部对称开槽直杆横截面1-1和2-2上的正应力。

12.12..FF=14kN20441020

2-3 图示桅杆起重机，起重杆AB的横截面是外径为20 mm、内径为18 mm的圆环，钢丝绳BC的横截面面积为10 mm。试求起重杆AB和钢丝绳BC横截面上的应力。

B.245C.15F=2kN.A

2-4 图示由铜和钢两种材料组成的等直杆，铜和钢的弹性模量分别为E1?100 GPa和

E2?210 GPa。若杆的总伸长为Δl?0.126 mm，试求载荷F和杆横截面上的应力。

2钢1铜?40400...600.F

2-5 图示阶梯形钢杆，材料的弹性模量E?200 GPa，试求杆横截面上的最大正应力和杆的总伸长。

?20.?40400..F=40kN800

2-6 图示电子

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第一章 绪论

（一）本章学习目标：

1、理解材料力学的任务。

2、掌握变形固体的基本假定，杆件变形的基本形式。

（二）本章重点、要点：

1、材料力学的任务。

2、变形固体的基本假定，基本形式的形式。

（三）本章练习题或思考题：

1、单项选择题

1-1、由于什么假设，构件内的内力、应力、变形可以用点的位置坐标的连续函数表示。

A、连续性假设 B、均匀性假设

C、各向同性假设

D、小变形假设

1-2、变形固体受力后

A、既产生弹性变形又产生塑性变形

B、不产生弹性变形也不产生塑性变形 C、只产生弹性变形 D、只产生塑性变形

1-3、构件要能够安全正常的工作，它必须要满足

A、强度条件

B、刚度条件

C、稳定性要求 D、强度条件、刚度条件、稳定性要求

1-4、下列哪些因素与材料的力学性质无关？

A、构件的强度 C、构件的稳定性 1-5、下列论述错误的是

A、理论力学主要研究物体机械运动的一般规律 B、材料力学研究杆件受力后的变形和破坏规律 C、理论力学和材料力学研究的是刚体

D、材料力学研究的问题

第二章 工程力学复习

?本章重点

1．掌握：力的概念和力的合成与分解。 2．了解：力在坐标轴上的投影。

3．掌握：二力平衡的条件及作用和反作用定律。 4．掌握：力矩和力偶的概念及计算。

5．掌握：几种常见约束力及约束反力的特点，能画出简单物体的受力图。 6．掌握：平面汇交力系的解法。

7．掌握：拉伸与压缩的概念，内力的概念及计算方法。 8．了解：应力的计算及许用应力、安全系数的概念。 9．掌握：拉压时的强度计算，了解：剪切的时强度计算。

10.掌握：功、功率、效率的概念及计算，了解：摩擦角、自锁的概念。 ?本章内容提要 一．力的概述

（一）力的概念 1.力的定义

力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。 2. 力的效应 外效应—改变物体运动状态的效应。 内效应—引起物体变形的效应。

3. 力的三要素: 力的大小、方向、作用点。

4．力的表示法——力是一矢量，用数学上的矢量记号来表示，如图。

F

5．力的单位—— 在国际单位制中，力的单位是牛顿(N) 。1Kg f=9.807N≈10N

1

（二）力的合成与分解 1．力的合成

作用于一点的两个或两个以上的力，可以合成为作用于同一点的一个力，这个力就称为合力。

第二章 拉伸、压缩与剪切

2-1 求图示各杆指定截面的轴力，并作轴力图。

2-2 图示一正方形截面的阶梯形混凝土柱。设重力加速度g=9.8m/s2, 混凝土的密度为??2.04?103kg/m3，P=100kN，许用应力????2MPa。试根据强度条件选择截面宽度a和b。

2-3 图示一面积为100mm?200mm的矩形截面杆，受拉力P=20kN的作用，试求：（1）???的斜截面m-m上的应力；（2）最大正应力?max和最大剪应力?max的6大小及其作用面的方位角。

1

2-4 图示一三角架，在结点A受P力作用。设AB为圆截面钢杆，直径为d，杆长为l1,AC为空心圆管，截面面积为A2,杆长为l2，已知：材料的许用应力???＝160MPa,P=10kN,d=10mm,A2=50?10?6m2,l1=2.5m,l2=1.5m。试作强度校核。

2-5 图示一阶梯形截面杆，其弹性模量E=200GPa，截面面积AI=300mm2，AII=250mm2,AIII=200mm2。试求每段杆的内力、应力、应变、伸长及全杆的总伸长。

2-6 图示一刚性杆AB,由

第七章 强度理论2 答案 此说法错误

1、 材料破坏的两种形式； 2、 常用 答疑 材料的破坏形式是由材料的种类、材料所

的四个强度理论及强度条件； 3、 处的应力状态综合决定的。 重点 运用强度理论来分析复杂应力状态下构件的强度； 6、“不能直接通过实验来建立复杂应力状态的强度 1、强度理论的适用条件； 2、运用强条件”

难点 度理论来分析复杂应力状态下构件的强 答案 此说法错误 度； 1、强度理论的概念； 2、了解材料常见的两种破坏方式； 3、引起材料破坏基本知的原因及其假说； 4、简单应力状态下识点 强度条件的建立； 5、常用的四个强度理论及相当应力； 6、复杂应力状态下强度条件的建立； 判断 强度理论 答疑 工程中有可以通过实验得到一些复杂应力状态的强度条件。如薄壁筒在内压、轴力共同作用下的强度条件；薄壁筒在内压、轴力、扭矩共同作用下的强度条件等可以通过实验得到。 7、“不同强度理论的破坏原因不同” 答案 此说法正确

答疑 不同的强度理论的破坏原因分别为：最

1、“塑性材料无论处于什麽应力状态，都应采用第大拉应力、最大线应变、最大剪应