2013–2014学年第2学期《材料力学》复习要点参考简答题答案.docVIP

2013-2014学年第2学期《材料力学》复习要点——参考简答题答案 1、什么是变形固体？材料力学中关于变形固体的基本假设是什么？ 【解答】：在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。 材料力学中对变形固体所作的基本假设： 连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质。 均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同。 各向同性假设：认为在物体内各个不同方向的力学性能相同。 小变形假设：认为固体在外力作用下发生的变形比原始尺寸小得很多，因此在列平衡方程求约束力或者求截面内力时，一般按构件原始尺寸计算。 2、什么是截面法？简要说明截面法的四个基本步骤。 【解答】：用一个假想截面，将受力构件分开为两个部分，取其中一部分为研究对象，将被截截面上的内力以外力的形式显示出来，根据保留部分的平衡条件，确定该截面内力大小、内力性质（轴力、剪力、扭转还是弯矩，符号的正负）的一种方法。截面法贯穿于材料力学的始终，一定要反复练习，熟练掌握。 截面法的四个基本步骤： （1）截：在需要确定内力处用一个假想截面将杆件截为两段。 （2）取：取其中任何一段为研究对象（舍弃另一段）。 （3）代：用被截截面的内力代替舍弃部分对保留部分所产生的作用。 （4）平：根据保留部分的平衡条件，确定被截截面的内力数值大小和内力性质。 3、什么是材料的力学性能？低碳钢拉伸试验要经历哪四个阶段？该试验主要测定低碳钢的哪些力学性能指标？ 【解答】：材料的力学性能是指：在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的各种力学指标。如强度高低、刚度大小、塑性或脆性性能等。 低碳钢拉伸试验要经历的四个阶段是：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩断裂阶段。 低碳钢拉伸试验主要测定低碳钢的力学性能指标有：屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等。 4、什么是极限应力？什么是许用应力？轴向拉伸和压缩的强度条件是什么（内容、表达式）？利用这个强度条件可以解决哪三类强度问题？ 【解答】：材料失效时所达到的应力，称为极限应力。 塑性材料以屈服极限为极限应力，脆性材料以强度极限为极限应力。 许用应力：保证构件安全正常工作，材料允许承受的最大应力。 轴向拉伸和压缩杆件的强度条件：为保证构件安全可靠地工作，构件内实际的工作应力的最大值不超过构件材料的许用应力，表达式为： 。 轴向拉伸和压缩的三类强度计算问题： （1）强度校核；（2）设计截面尺寸；（3）确定许可载荷。 5、什么是拉伸或压缩绝对变形？什么是纵向线应变？简要叙述拉压胡克定律的内容，写出其表达式，并解释每个符号所代表的意义。 【解答】：杆件变形前后长度之差，称为杆的伸长（或缩短）量，表示杆件的绝对变形大小。 纵向线应变：伸长（或缩短）量与杆原长之比，称为杆的纵向线应变，是表示杆件相对变形程度的量。 拉压胡克定律：轴向拉伸和压杆的伸长（缩短）量，与轴力及杆长成正比，与杆的横截面积及材料的弹性模量成反比。表达式为： 。 其中，表示轴力；表示杆长；表示材料的弹性模量；表示杆的横截面积。 6、求解拉压超静定问题的基本步骤是什么？ 【解答】：求解拉压超静定问题的基本步骤： （1）画受力图，列平衡方程； （2）根据结构受力和约束特点，列出变形协调关系——在这个结构中，各部分变形之间的几何关系； （3）根据拉压胡克定律，将变形几何关系转化为力与力的关系——物理方程，得到补充方程； （4）联立前面的平衡方程，求解全部未知量。 7、写出实用计算的剪切强度条件（内容、表达式），剪切强度计算的三类问题是什么？ 【解答】：受剪切件，一般为短粗件，其受力、变形复杂，难以简化成简单的计算模型，切应力在截面上分布规律很难确定，为简化计算，假设切应力在截面上均匀分布。由此得到符合工程实际的实用剪切强度条件： 。 剪切强度计算的三类问题：强度校核、设计截面尺寸、确定许可载荷。 8、说明有效挤压面面积的两种计算法，写出实用计算的挤压强度条件（内容、表达式），挤压强度计算的三类问题是什么？ 【解答】：有效挤压面积（计算挤压面积） 的两种确定方法： （1）接触面为平面时，Abs=实际挤压面面积。 （2）接触面为半圆柱面时，Abs=实际接触面的正投影面面积。 实用挤压强度条件：工作挤压应力不得超过材料的许用挤压应力。 挤压强度计算的三类问题：（1）强度校核；（2）截面设计尺寸；（3）确定许可载荷。 9、什么是圆轴扭转的平面假设？画出圆轴扭转切应力的分布规律示意图，并写出切应力计算公式，解释公式中各符号的含义。 【解答】：圆轴扭转平面假设：变形前为平面的横截面变形后仍为平面，它像刚性平面一样绕轴线旋转了一个角度。 圆轴扭转切应力的分布规律示意图如右图所示。 圆轴扭转切应力计算公式：。 T代表圆轴上一个截面上的扭矩，代表一点到圆心的距离，代表截面对圆心的极惯性矩。 10