材料力学简明教程(景荣春)课后答案2

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1、第2章轴向拉伸和压缩及连接件的强度计算思考题2-1拉伸、压缩时，横截面上的轴力和应力的正负号是如何规定的？如果用截面法确定横截面上的内力时，随意设定内力的方向，将会产生怎样的后果？答拉伸、压缩时，规定横截面上的轴力和应力均为拉为正、压为负。用截面法确定横截面上的内力时，若随意设定内力的方向，将会使计算结果的正负与实际内力正负不一定一致。2-2低碳钢Q235在拉伸过程中表现为几个阶段？各有何特点？何谓比例极限、屈服极限与强度极限？何谓弹性应变与塑性应变？答低碳钢Q235在拉伸过程中依次表现为弹性（先直线后曲线）、屈服（上下振荡曲线，试件表面出

2、现滑移线）、强化（上升曲线）、局部变形（颈缩——试件出现细脖子，最后断裂等阶段。应力应变曲线中线弹性段的最大值称为比例极限；应力基本保持不变，应变显著增加时的最低应力成为屈服极限；材料在强化阶段所能承受的最大应力（用外载荷除以未颈缩前的原始横截面面积计算出的应力）称为强度极限。弹性应变是外力去除后完全消失的应变；而塑性应变是外力去除后残留的应变。2-3试述胡克定律及其表达式，该定律的适用条件是什么？答胡克定律是应力与应变成正比关系；其表达式为σ=Eε；适用于线弹性材料。2-4低碳钢Q235与灰铸铁试样在轴向拉伸与压缩时破坏形式有何特点，各与

3、何种应力直接有关？答低碳钢Q235试样在轴向拉伸破坏时为杯口断面，压缩时成扁饼状，均与最大切应力有关；灰铸铁拉断时断口近似成平面（颗粒较粗），与最大拉应力有关，压缩时断口面与轴线成近45-55度角，与最大切应力有关。2-5何谓失效？极限应力、安全因数和许用应力间有何关系？何谓强度条件？利用强度条件可以解决哪些形式的强度问题？答失效（包括强度失效、刚度失效和稳定性失效）是指构件不能正常工作。许用应力=极限应力/安全因数。利用强度条件可以解决强度校核、截面设计和确定许用载荷等。2-6试指出下列概念的区别：比例极限与弹性极限；弹性变形与塑性变形；

4、延伸率与正应变；强度极限与极限应力；工作应力与许用应力。答比例极限是材料在弹性变形段应力与应变成正比时应力的最大值；弹性极限是材料在弹性变形段应力的最大值，它比比例极限稍高。弹性变形是外力消除后完全消失的变形；塑性变形是外力消除后残留的变形。延伸率是试样拉断前后的标距长度改变量与原始标距长度的百分比；正应变是试件某方向单位长度的变化率。强度极限一般指材料的断裂破坏应力；极限应力一般对塑性材料是指其屈服极限，对脆性材料是指其断裂极限。工作应力指构件工作时承受的最大应力；许用应力是指构件工作时为保证安全可靠地工作所允许承受的最大应力。2-7什么

5、是超静定问题？何谓多余约束力？求解超静定问题主要步骤有哪些？答问题的未知力数大于全部独立的静力学平衡方程数，即用静力学平衡方程无法完全确定全部未知力的问题。对保证结构平衡的几何不变性是多余约束（或杆件）之相应的未知约束力（或未知内力），3习惯上成为多余约束力。求解超静定问题主要步骤有（1）受力分析，建立静力平衡方程；（2）根据位移或变形间关系，列变形协调方程；（3）建立力与位移或变形的物理方程（（2），（3）步为建立与超静定次数相同的用力表示的补充方程）；（4）联列求解静力平衡方程与补充方程，求出待求的未知约束力或内力等。2-8剪切、挤压及

6、焊缝的强度计算有何特点？答工程中通常采用实用的计算方法，或称为“假定计算法”。这种方法有两方面的含义：一方面假设在受力面上应力均匀分布，并按此假设计算出相应的“名义应力”，它实际上是受力面上的平均应力；另一方面，对同类连接件进行破坏试验，用同样的计算方法由破坏载荷确定材料的极限应力，并将此极限应力除以适当的安全因数，就得到该材料的许用应力，从而可对连接件建立强度条件，进行强度计算。2-9在拉压结构中，由于温度均匀变化，对静定结构和超静定结构各产生什么影响？答在拉压结构中，由于温度均匀变化：（1）对静定结构的应力（强度）无影响，对变形有影响；

7、（2）对超静定结构的应力和变形都有影响。＊o2-10已知轴向压缩时的最大切应力发生在45的斜面上，为什么铸铁压缩试验破坏时，不oo是沿45，而是大致沿55斜截面剪断的？答与错位时出现的摩擦力有关。2-11由两种材料的试样，分别测得其延伸率为δ=20%和δ=20%，问哪种材料510的塑性性能较好?为什么？答只要材料和截面积相同，不论式样的长短，拉断时的塑性变形集中在颈缩区，其塑l−l1性伸长量几乎相同，由延伸率定义δ=×100%知，对同1种材料，δ>δ，即对510lδ=20%的某材料，其δ<20%；显然，另1种材料δ=20%塑性性能较好。51

8、0102-12由同一材料制成的不同构件，其许用应力是否相同？一般情况下脆性材料的安全因数为什么要比塑性材料的安全因数选得大些？课后答案网答由同一材料制成的不同构件，其许用应力不一