材料力学_xt6

孙训方《材料力学》（第6版）笔记和课后习题（含考研真题）详解
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第1章绪论及基本概念
1.1复习笔记
材料力学是固体力学的一个分支，是研究结构构件和机械零件承载能力的基础学科。

其主要任务是研究材料及构件在外力作用下的变形、受力和失效的规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度、稳定性分析的理论和方法。

本章主要介绍了材料力学的基本概念，是整个材料力学内容的一个浓缩，后面章节的叙述都是本章的展开和延伸。

一、材料力学的任务（见表1-1-1）
表1-1-1材料力学的任务
二、可变形固体的性质及其基本假设（见表1-1-2）
表1-1-2可变形固体的性质及其基本假设
三、杆件变形的基本形式（见表1-1-3）
表1-1-3杆件变形的基本形式。

材料力学第六版材料力学是研究材料内部原子、分子和晶体结构对材料力学性能的影响规律的一门学科。

它是材料科学的重要基础学科，也是现代工程技术中不可或缺的一部分。

材料力学的发展可以追溯到古希腊时期，随着科学技术的不断进步，材料力学也在不断发展和完善。

本文将对材料力学的相关内容进行介绍和讨论，以便对读者有一个全面的了解。

首先，我们需要了解材料力学的基本概念和原理。

材料力学主要研究材料在外力作用下的力学性能，包括材料的弹性、塑性、疲劳、断裂等性能。

材料的力学性能直接影响着材料的使用寿命和安全性，因此对材料力学的研究具有重要意义。

材料力学的基本原理包括胡克定律、屈服准则、杨氏模量等，这些原理为我们研究材料的力学性能提供了重要的理论基础。

其次，我们需要了解材料力学的研究方法和技术。

随着科学技术的不断进步，材料力学的研究方法和技术也在不断发展和完善。

传统的材料力学实验方法包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等，这些试验方法可以直观地反映材料的力学性能。

此外，现代材料力学研究还涉及到材料的微观结构和力学性能的关系，需要借助于先进的显微镜、电子显微镜、X射线衍射仪等仪器设备进行研究。

再次，我们需要了解材料力学在工程技术中的应用。

材料力学的研究成果广泛应用于工程技术领域，包括航空航天、汽车制造、建筑工程、电子产品等。

例如，在航空航天领域，材料力学的研究成果被应用于航空发动机、航天器结构材料的选用和设计；在汽车制造领域，材料力学的研究成果被应用于汽车车身、发动机、悬挂系统等部件的设计和制造；在建筑工程领域，材料力学的研究成果被应用于建筑结构的设计和施工；在电子产品领域，材料力学的研究成果被应用于半导体材料、电子元器件的设计和制造。

最后，我们需要了解材料力学的发展趋势和未来展望。

随着科学技术的不断进步，材料力学的研究将会更加深入和广泛。

未来，材料力学将会更加注重材料的多功能性、高性能化、轻量化和环保性，以满足人们对材料性能的不断提高的需求。

861材料力学
（原创实用版）
目录
1.材料力学的简介
2.材料力学的研究领域
3.材料力学的重要性
4.材料力学的发展趋势
正文
861 材料力学是一门研究材料在外力作用下的形变、破坏和强度等性质的学科，它是固体力学的一个重要分支，也是工程技术领域中的基础学科之一。

材料力学主要研究材料在各种应力状态下的应变、应变率、应变梯度等物理量的变化规律，以及材料破坏的条件和破坏机理。

其研究领域包括了金属、陶瓷、聚合物和复合材料等各种材料的力学性能。

材料力学在工程技术领域中具有重要的应用价值。

无论是在航空航天、建筑桥梁、机械制造还是电子器件等领域，都离不开材料力学的研究和应用。

通过材料力学的研究，可以提高材料的使用效率，减少材料的浪费，提高工程的安全性和稳定性。

随着科技的发展，材料力学也在不断发展和完善。

未来的材料力学将会更加注重微观和宏观相结合的研究方法，更加注重计算机模拟和实验研究的结合，以期能够更好地理解和预测材料的力学性能。

同时，新材料的研究和开发也将会给材料力学带来新的挑战和机遇。

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材料力学第六版pdf材料力学是材料科学与工程学科中的一门重要课程，它研究材料在外力作用下的力学性能和行为规律。

材料力学的研究对于材料的设计、制备和应用具有重要的指导意义。

而《材料力学第六版》作为一本经典的教材，对于材料力学的理论和实践都有着丰富的内容和深刻的解析。

本书分为十章，内容涵盖了材料的应力、应变、弹性力学、塑性力学、断裂力学等多个方面。

其中，第一章介绍了材料力学的基本概念和基本假设，为后续章节的学习打下了坚实的基础。

第二章到第四章主要介绍了材料的应力、应变和弹性力学，包括了材料受力状态下的应力分布规律、应变分布规律以及材料的弹性模量等内容。

第五章到第七章则是围绕材料的塑性变形展开，包括了材料的屈服、硬化、稳定塑性变形等内容。

第八章到第十章介绍了材料的断裂行为和断裂力学，包括了材料的断裂类型、断裂韧性、断裂强度等内容。

《材料力学第六版》以其严谨的理论分析和丰富的实例分析，为读者提供了一个全面深入理解材料力学的平台。

通过学习本书，读者不仅可以掌握材料力学的基本概念和基本原理，还可以了解材料在外力作用下的力学性能和行为规律。

同时，本书还结合了大量的实例分析，帮助读者将理论知识与实际问题相结合，提高了学习的实用性和趣味性。

总的来说，《材料力学第六版》是一本经典的教材，它不仅适用于材料科学与工程专业的学生，还适用于从事材料研究和工程应用的科研人员和工程师。

通过学习本书，读者可以全面系统地了解材料力学的理论和实践，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

综上所述，《材料力学第六版》是一本值得推荐的教材，它内容丰富、理论严谨、实例丰富，适合于材料力学的初学者和进阶者。

希望广大读者能够通过学习本书，全面系统地了解材料力学的理论和实践，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

材料力学第六版pdf材料力学，作为工程力学的一个重要分支，研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律。

材料力学的研究对象包括金属材料、非金属材料和复合材料等，其研究内容涉及静力学、动力学、热力学等多个方面。

《材料力学第六版》是一本系统全面介绍材料力学基本理论和应用的教材，对于工程技术人员和学生来说具有重要的参考价值。

本书内容主要包括材料的物理性质、力学性质、变形和断裂等方面的知识。

首先介绍了材料的基本概念和分类，包括金属材料、非金属材料和复合材料等的特点和应用。

其次，对材料的力学性质进行了深入的分析，包括材料的弹性模量、屈服强度、断裂韧性等重要参数的计算和应用。

在此基础上，本书还介绍了材料的变形规律和断裂机理，包括材料的塑性变形、蠕变、疲劳断裂等方面的内容。

与以往版本相比，《材料力学第六版》在内容和结构上都进行了全面的更新和调整。

新版书籍在理论和实践相结合的基础上，增加了大量的案例分析和工程应用，使读者更加容易理解和掌握材料力学的基本原理和方法。

同时，本书还增加了大量的插图和表格，以直观形式展示材料的力学性能和变形规律，有助于读者更好地理解和应用知识。

在教学实践中，《材料力学第六版》已经得到了广泛的应用和认可。

不仅在高校的材料力学课程中作为教材使用，也成为了工程技术人员日常工作中的重要参考书。

本书系统全面地介绍了材料力学的基本理论和应用，对于提升工程技术人员的专业素养和解决实际工程问题具有重要的意义。

总之，《材料力学第六版》作为一本权威的材料力学教材，不仅系统全面地介绍了材料力学的基本理论和方法，还结合了大量的案例分析和工程应用，具有很高的实用价值。

相信通过学习和应用本书的知识，读者一定能够更好地理解和掌握材料力学的相关知识，为工程实践提供更加可靠的理论支持。

材料力学常用公式1.外力偶矩计算公式（P功率，n转速）2.弯矩、剪力和荷载集度之间的关系式3.轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式（杆件横截面轴力F N，横截面面积A，拉应力为正）4.轴向拉压杆斜截面上的正应力与切应力计算公式（夹角a 从x轴正方向逆时针转至外法线的方位角为正）5.纵向变形和横向变形（拉伸前试样标距l，拉伸后试样标距l1；拉伸前试样直径d，拉伸后试样直径d1）6.纵向线应变和横向线应变7.泊松比8.胡克定律9.受多个力作用的杆件纵向变形计算公式?10.承受轴向分布力或变截面的杆件，纵向变形计算公式11.轴向拉压杆的强度计算公式12.许用应力，脆性材料，塑性材料13.延伸率14.截面收缩率15.剪切胡克定律（切变模量G，切应变g ）16.拉压弹性模量E、泊松比和切变模量G之间关系式17.圆截面对圆心的极惯性矩（a）实心圆（b）空心圆18.圆轴扭转时横截面上任一点切应力计算公式（扭矩T，所求点到圆心距离r）19.圆截面周边各点处最大切应力计算公式20.扭转截面系数，（a）实心圆（b）空心圆21.薄壁圆管（壁厚δ≤ R0 /10 ，R0为圆管的平均半径）扭转切应力计算公式22.圆轴扭转角与扭矩T、杆长l、扭转刚度GH p的关系式23.同一材料制成的圆轴各段的扭矩不同或各段的直径不同（如阶梯轴）时或24.等直圆轴强度条件25.塑性材料；脆性材料26.扭转圆轴的刚度条件? 或27.受压圆筒形薄壁容器横截面和纵截面上的应力计算公式,28.平面应力状态下斜截面应力的一般公式,29.平面应力状态的三个主应力, ,30.主平面方位的计算公式31.面最大切应力32.受扭圆轴表面某点的三个主应力，，33.三向应力状态最大与最小正应力,34.三向应力状态最大切应力35.广义胡克定律36.四种强度理论的相当应力37.一种常见的应力状态的强度条件，38.组合图形的形心坐标计算公式，39.任意截面图形对一点的极惯性矩与以该点为原点的任意两正交坐标轴的惯性矩之和的关系式40.截面图形对轴z和轴y的惯性半径? ,41.平行移轴公式（形心轴z c与平行轴z1的距离为a，图形面积为A）42.纯弯曲梁的正应力计算公式43.横力弯曲最大正应力计算公式44.矩形、圆形、空心圆形的弯曲截面系数?，，45.几种常见截面的最大弯曲切应力计算公式（为中性轴一侧的横截面对中性轴z的静矩，b为横截面在中性轴处的宽度）46.矩形截面梁最大弯曲切应力发生在中性轴处47.工字形截面梁腹板上的弯曲切应力近似公式48.轧制工字钢梁最大弯曲切应力计算公式49.圆形截面梁最大弯曲切应力发生在中性轴处50.圆环形薄壁截面梁最大弯曲切应力发生在中性轴处51.弯曲正应力强度条件52.几种常见截面梁的弯曲切应力强度条件53.弯曲梁危险点上既有正应力σ又有切应力τ作用时的强度条件或，54.梁的挠曲线近似微分方程55.梁的转角方程56.梁的挠曲线方程?57.轴向荷载与横向均布荷载联合作用时杆件截面底部边缘和顶部边缘处的正应力计算公式58.偏心拉伸（压缩）59.弯扭组合变形时圆截面杆按第三和第四强度理论建立的强度条件表达式，60.圆截面杆横截面上有两个弯矩和同时作用时，合成弯矩为61.圆截面杆横截面上有两个弯矩和同时作用时强度计算公式62.63.弯拉扭或弯压扭组合作用时强度计算公式64.剪切实用计算的强度条件65.挤压实用计算的强度条件66.等截面细长压杆在四种杆端约束情况下的临界力计算公式67.压杆的约束条件：（a）两端铰支μ=l（b）一端固定、一端自由μ=2（c）一端固定、一端铰支μ=0.7（d）两端固定μ=0.568.压杆的长细比或柔度计算公式，69.细长压杆临界应力的欧拉公式70.欧拉公式的适用围71.压杆稳定性计算的安全系数法72.压杆稳定性计算的折减系数法73.关系需查表求得。

一、剪切：1、受力特征：杆件受到两个大小相等，方向相反、作用线垂直于杆的轴线并且相互平行且相距很近的力的作用。

2、变形特征：：两力之间的截面将发生相对错动，甚至破坏。

3、剪切面：两力作用之间的面（发生错动的面）。

4、剪切的应力：由于螺栓、销钉等工程上常用的连接件与被连接件在连接处都属于“加力点附近局部应力”，应力分布很复杂，很难作出精确的理论分析。

因此，工程设计中，大都采取实用（假定）计算方法。

一、假定应力分布。

二、实验。

由假定应力分布得到破坏时的应力值。

然后由两个假定建立设计准则。

假定：剪切面上的切应力是均匀分布的。

名义剪力：AF s =τ，—A 剪切面面积。

5、剪切的强度条件：[]—ττ≤=A F s 名义许用切应力：在假定的前提下进行实物或模型实验，并考虑安全因数，确定许用应力。

6、可解决三类问题：（1）选择截面尺寸;（2）确定最大许可载荷；（3）强度校核。

7、.剪切的破坏计算：—b s AF ττ>=剪切强度极限。

8、剪切实用计算的关键：剪切面的判定及计算。

（单剪切、双剪切）二、挤压及挤压的实用计算1、挤压：连接件和被连接件在接触面上彼此承压的现象。

2.挤压引起的可能的破坏：在接触表面产生过大的塑性变形、压溃或连接件（如销钉）被压扁。

3.挤压的强度问题：①挤压力bs F ：作用在接触面上的压力。

F F bs =；②挤压面bs A 挤压力的作用面。

③挤压应力bs σ挤压面上由挤压力引起的应力。

④挤压的实用计算：bs bs bs A F =σ；⑤挤压的强度条件：[]—bs bsbs bs A F σσ≤=名义许用挤压应力，由实验测定。

注意：在应用挤压强度条件进行强度计算时，要注意连接件与被连接件的材料是否相同，如不同，应对挤压强度较低的材料进行计算，相应的采用较低的许用挤压应力。

挤压实用计算的关键：挤压面的判定及计算。

4、挤压面面积的计算：（1）平面接触（如平键）：挤压面面积等于实际的承压面积。

材料力学第六版《材料力学第六版》是一本介绍材料力学相关知识的教材。

全书共分为14章，内容涵盖了材料的力学性质、应力与应变、轴向载荷与变形、剪切载荷与变形、弯曲载荷与变形、复合材料力学性质、材料的断裂与断裂韧性、材料的疲劳与疲劳寿命、材料的塑性变形与加工硬化、复合材料的制备与加工、材料的冲击与冲击韧性、材料的热变形、应力分析、变形分析等。

首先，本书介绍了材料力学的基本概念和原理，包括应力、应变、应力-应变关系等。

读者可以通过学习这些基本概念，建立起对材料力学的基本理解。

其次，本书介绍了不同类型的载荷对材料的影响，包括轴向载荷、剪切载荷、弯曲载荷等。

对于这些不同类型的载荷，本书详细介绍了它们的力学性质和变形规律，使读者能够了解不同类型载荷下材料的力学行为。

此外，本书还介绍了复合材料的力学性质，包括复合材料的基本性质、复合材料的强度和刚度等。

读者可以通过学习这些内容，了解复合材料的力学特性及其应用场景。

本书还强调了疲劳寿命的概念和影响因素，以及材料的塑性变形和加工硬化过程。

这些内容对于材料的实际应用和加工过程具有重要意义。

此外，本书还介绍了材料的断裂和断裂韧性，以及冲击韧性的概念和测试方法。

这些内容对于材料的设计和安全性评估具有重要意义。

最后，本书还介绍了材料的热变形和应力分析、变形分析的基本原理和方法。

这些内容对于处理实际工程中的材料力学问题具有重要意义。

总之，《材料力学第六版》是一本系统全面介绍材料力学知识的教材，内容丰富、结构清晰。

读者通过学习本书可以全面了解材料的力学性质和变形规律，能够应用所学知识解决实际问题。

本书适用于材料科学与工程、机械工程、航空航天工程等专业的本科生和研究生阶段的学习和教学使用。

材料力学公式大全材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性的学科。

在工程设计和分析中，材料力学公式起着至关重要的作用。

下面为大家详细介绍一些常见的材料力学公式。

一、应力与应变1、正应力公式：轴向拉伸与压缩时，正应力＄＼sigma ＝＼frac{F}｛A}＄，其中＄F$ 是轴力，＄A$ 是横截面面积。

圆轴扭转时，横截面上的切应力＄＼tau ＝＼frac{T}｛Ip}＄，＄T$ 是扭矩，＄Ip$ 是极惯性矩。

2、线应变公式：轴向拉伸与压缩时，线应变＄＼epsilon ＝＼frac{＼Delta L}｛L}＄，＄＼Delta L$ 是长度的改变量，＄L$ 是原长。

3、切应变公式：圆轴扭转时，切应变＄＼gamma ＝＼frac{r\theta}｛L}＄，＄r$ 是半径，＄＼theta$ 是扭转角，＄L$ 是轴的长度。

二、胡克定律1、轴向拉伸与压缩时：＄＼sigma ＝ E\epsilon$ ，其中＄E$ 是弹性模量。

2、剪切胡克定律：＄＼tau ＝ G\gamma$ ，＄G$ 是剪切模量。

三、杆件的内力1、轴力＄F_N$ ：通过截面法求解，沿杆件轴线方向的内力。

2、扭矩＄T$ ：外力偶矩对杆件产生的内力。

3、剪力＄F_Q$ 和弯矩＄M$ ：在梁的弯曲分析中，通过截面法求解。

四、梁的弯曲应力1、纯弯曲时的正应力：＄＼sigma ＝＼frac{M y}｛I_z}＄，＄y$ 是所求应力点到中性轴的距离，＄I_z$ 是横截面对于中性轴的惯性矩。

2、横力弯曲时的正应力：需要考虑切应力的影响，进行修正。

五、梁的弯曲变形1、挠度＄y$ 和转角＄＼theta$ 的计算公式：通过积分法或叠加法求解。

2、挠曲线近似微分方程：＄EIz'＇＝ M(x)＄。

六、组合变形1、拉（压）弯组合：分别计算拉伸（压缩）应力和弯曲应力，然后叠加。

2、弯扭组合：先计算弯曲应力和扭转切应力，然后根据强度理论进行强度校核。

第六版材料力学知识点总结第一章引言本章主要介绍了力学在材料科学与工程中的地位和作用。

力学是分析物体受力情况和相应变形的学科，这在材料科学与工程中具有重要意义。

本章的内容对整本教材的学习打下了基础。

第二章应力在本章中，主要介绍了材料在受到外力作用时所产生的应力的概念。

力的作用有拉伸作用、压缩作用和剪切作用三种，这些力对应的应力分别是拉应力、压应力和剪应力。

材料受力会导致应力在材料内部的分布，通过一些基本方程来描述材料受力的情况。

第三章应变这一章主要介绍了材料在受到外力作用时所产生的应变的概念。

应变是指材料在外部力作用下所产生的形变。

介绍了应变的三种基本形式：线性应变、剪切应变和体积变形。

第四章弹性模量本章介绍了材料的弹性行为及其数学描述。

材料在受力时会发生形变，而且形变是可逆的，这种性质称为弹性。

对材料的弹性行为进行了分析，并引入了弹性模量这一概念，分别是杨氏模量、剪切模量和泊松比。

这些弹性模量对于描述材料的弹性行为有着重要的意义。

第五章弯曲这一章介绍了材料在受力时进行弯曲变形的物理过程和数学描述。

利用梁的理论分析了材料受弯曲力时的受力和应变情况。

并引入了一些相关参数，并给出了一些实际应用问题的数学解析。

第六章扭转这一章详细介绍了材料在受扭转力作用下的受力和应变情况。

对材料进行了基本的力学分析，并引入了剪切弹性模量，这对于描述材料的扭转弹性行为具有重要意义。

第七章变形与尺寸稳定性本章主要介绍了材料在受力后的变形与尺寸稳定性。

材料在受力时会发生变形，而变形又分为弹性变形和塑性变形，并且介绍了材料的屈曲现象和相应的数学分析，这在实际工程中具有重要的意义。

第八章断裂这一章详细介绍了材料在受到过大外力作用时的断裂过程。

材料的断裂可以分为塑性断裂和脆性断裂，分析了断裂的过程及其影响因素，并引入了一些与断裂相关的参数。

第九章强度理论这一章主要介绍了材料的强度理论。

介绍了强度概念以及与强度相关的一些理论模型，如最大正应力理论、最大剪应力理论等。

材料力学第六版材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律的学科，它是材料科学的基础和核心。

本书《材料力学第六版》是对材料力学理论的全面阐述和深入探讨，旨在帮助读者全面了解材料力学的基本原理和应用技术，掌握材料力学的基本知识和分析方法，为工程技术人员和科研人员提供一本全面系统的参考书。

首先，本书从材料的基本力学性能入手，介绍了材料的力学性质、应力、应变、弹性模量、屈服强度等基本概念和理论。

通过对材料内部结构和外部力学环境的分析，深入探讨了材料的力学行为和力学性能的影响因素，为读者提供了深入理解材料力学的基础知识。

其次，本书重点介绍了材料的变形规律和力学性能的测试方法。

通过对材料的拉伸、压缩、弯曲等力学试验的原理和方法进行详细介绍，帮助读者了解材料的力学性能测试技术，掌握材料力学测试的基本原理和操作技巧，为工程实践和科研实验提供了重要参考。

再次，本书深入研究了材料的疲劳、断裂和塑性变形等重要问题。

通过对材料疲劳寿命、断裂韧性、塑性变形规律等方面的理论和实践进行全面分析，帮助读者了解材料在实际工程中的疲劳、断裂和塑性变形行为，掌握材料力学在工程设计和材料选型中的应用技术。

最后，本书还介绍了材料力学在现代工程技术中的应用和发展趋势。

通过对材料力学在航空航天、汽车制造、新能源等领域的应用案例进行详细介绍，帮助读者了解材料力学在工程实践中的重要作用和应用前景，为读者提供了拓展视野和提高实践能力的重要参考资料。

总之，《材料力学第六版》是一本全面系统、权威可靠的材料力学教材，它不仅适合材料科学与工程专业的本科生、研究生和博士生使用，也适合广大工程技术人员和科研人员作为参考书籍。

希望本书能够帮助读者全面了解材料力学的基本理论和应用技术，为材料科学与工程领域的发展做出贡献。

弯曲应力时间：2021.03.02 创作：欧阳数6-1 求图示各梁在m－m截面上A点的正应力和危险截面上最大正应力。

题 6-1图解：（a ）m KN M mm ⋅=-5.2m KN M ⋅=75.3max MPa A 37.20108.490104105.2823=⨯⨯⨯⨯=--σ （压）（b ）m KN M mm ⋅=-60m KN M ⋅=5.67max MPa A 73.611058321061060823=⨯⨯⨯⨯=--σ （压）（c ）m KN M m m ⋅=-1m KN M ⋅=1maxMPa A 67.38106.251099.0101823=⨯⨯⨯⨯=--σ （压）6-2 图示为直径D ＝6 cm 的圆轴，其外伸段为空心，内径d ＝4cm ，求轴内最大正应力。

解：)1(32431απ-=D W x6-3T 字形截面铸铁梁的尺寸与所受载荷如图示。

试求梁内最大拉应力与最大压应力。

已知I z =10170cm 4，h 1=9.65cm ，h 2=15.35cm 。

解：A 截面：Mpa 95.371065.9101017010402831max =⨯⨯⨯⨯=--σ （拉） Mpa 37.501035.15101017010402831min -=⨯⨯⨯⨯-=--σ（压） E 截面Mpa 19.301035.15101017010202832max =⨯⨯⨯⨯=--σ （拉） Mpa 98.181065.9101017010202832min -=⨯⨯⨯⨯-=--σ （压） 6-4 一根直径为d 的钢丝绕于直径为D 的圆轴上。

（1） 求钢丝由于弯曲而产生的最大弯曲正应力（设钢丝处于弹性状态）（2） 若d ＝lmm ，材料的屈服极限s σ=700MPa ，弹性模量E =210GPa ，求不使钢丝产生残余变形的轴径D 。

解：EJ M=ρ16-5 矩形悬臂梁如图示．已知l = 4 m ，32=h b ，q =10kN/m ，许用应力[σ]=10Mpa 。

材料力学(金忠谋)第六版答案第07章(总23页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除244习 题7-1 用积分法求图示各悬臂梁自由端的挠度和转角，梁的抗弯刚度EI 为常量。

7－1（a ） 0M()M x = ''0EJ M y ∴='0EJ M y x C =+ 201EJ M 2y x Cx D =++ 边界条件: 0x =时 0y = ；'0y =代入上面方程可求得：C=D=0201M 2EJ y x ∴= '01=M EJy x θ= 01=M EJ B l θ 201=M 2EJB y l （b ）222()1M()222q l x qx x ql qlx -==-+- 2''21EJ 22qx y ql qlx ∴=-+- 3'2211EJ 226qx y ql x qlx C =-+-+ 422311EJ 4624qx y ql x qlx Cx D =-+-++ 边界条件：0x = 时 0y = ；'0y =代入上面方程可求得：C=D=02454223111()EJ 4624qx y ql x qlx ∴=-+- '2231111=(-)EJ 226y ql x qlx qx θ=+- 3-1=6EJ B ql θ 4-1=8EJB y ql （c ）()()()()()0303''04'050()1()()286EJ 6EJ 24EJ 120l x q x q lq l x M x q x l x l x l q y l x lq y l x C lq y l x Cx D l-=-⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭∴=-=--+=-++ 边界条件：0x = 时 0y = ；'0y = 代入上面方程可求得：4024q l C l -= 50120q l D l= ()455000232230120EJ 24EJ 120EJ (10105)120EJq q l q l y l x x l l l q x l l lx x l ∴=---+-=-+- 3024EJ B q l θ=- 4030EJB q l y =- (d)'''223()EJ 1EJ 211EJ 26M x Pa Pxy Pa Pxy Pax Px C y Pax Px Cx D =-=-=-+=-++ 边界条件：0x = 时 0y = ；'0y =代入上面方程可求得：C=D=024623'232321112611253262B C C B y Pax Px EJ y Pax Px EJ Pa Pa Pa y y a a EJ EJ EJ Pa EJθθθ⎛⎫∴=- ⎪⎝⎭⎛⎫==- ⎪⎝⎭=+=+==(e)()()()21222''1'211231113()02()2223EJ 231EJ ()2231EJ ()46a M x q qax x a q M x a x a x a a y q qax a y qa x x C a y qa x x C x D =-+≤≤=--≤≤=-+=-++=--+++ 边界条件：0x = 时 0y = ；'0y =代入上面方程可求得：C=D=0()()()22118492024EJ 12EJqax qax y a x a x x a ∴=--=--≤≤ ''2223'222242232221EJ ((2)4)21EJ (42)2312EJ (2)2312y q a ax x x y q a x ax C x y q a x ax C x D =--+=--++=---+++ 边界条件：x a = 时 12y y = ；12θθ=代入上面方程可求得：2296a C = 4224qa D =- ()()43223421612838464162384q y x ax a x a a a x a EJ-=-+-+≤≤247 43412476B B qa y EJ qa EJθ=-=- (f)()()221222''212'231122341115()20225()2225251EJ 22251EJ 26511EJ 4324qa qx M x qax x a qa qa a M x qax x a x a a y q ax x a y q x ax x C a y q x ax x C x D =-+-≤≤⎛⎫=-+--≤≤ ⎪⎝⎭⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭⎛⎫=--++ ⎪⎝⎭⎛⎫=--+++ ⎪⎝⎭边界条件：0x = 时 0y = ；'0y =代入上面方程可求得：C 1=D 1=0''22'2222223222EJ (2)1EJ (2)21EJ ()6y q a ax y q a x ax C y q a x ax C x D =--=--+=---++ 边界条件：x a = 时 12y y = ； ''''12y y =3296a C =- 4224a D =- 437124136B B qa y EJ qa EJθ=-=-7-2 用积分法求图示各梁的挠曲线方程，端截面转角θA 和θB ，跨度中点的挠度和最大挠度，梁的抗弯刚度EI 为常量。

第十章组合变形的强度计算10-1图示为了梁的各种截面形状,设横向力P的作用线如图示虚线位置,试问哪些为了平面弯曲哪些为了斜弯曲并指出截面上危险点的位置O(a) (b) (c) (d)斜弯曲平面弯曲平面弯曲斜弯曲斜弯曲弯扭组合平面弯曲斜弯曲“x〞为了危险点位置.10-2矩形截面木制简支梁AE 在跨度中点 C 承受一与垂直方向成 =15.的集中力P=10 kN 作用如图示,木材的弹性模量E 1.0 104MPa .试确定①截面上中性轴的解：P y Pcos 10 cos15 9.66 KNP z Psin 10 sin 152.59KN___3750 cm 3W y一_ 3 一 7.25 1031.94甘MPa中性轴:tan 1- tan J y1104tan ------------ tan 155625 25.47f yPyK 339.66 10 348EJ z___ 9 _ 4_ 848 10 10 101020.5434 10 2m位置；②危险截面上的最大正应力；③C 点的总挠度的大小和方向.J z3也竺104 cm 412 W z3310 cmJy1235625 3cmP y l 9.66 3z max44P z l 2.59 3y max44M zmaxM y max103 750 10 61039.84 W y7.25 KN-MM 1.94 KN-MM maxW zf . 0.54342 0.25920.602 cm10-3矩形截面木材悬臂梁受力如图示,P1 = 800 N , P2 = 1600 N . [b ]=10MPa,弹性模量E= 10GPa 设梁截面的宽度 b 与高度h 之比为了1: 2 截面尺寸；②求自由端总挠度的大小和方向.解：(I) M zmaxP 2 1 1.6 KN M ymaxP 0 21.6 KNf zP z l 3 33 2.59 10 348EJ y__一 9_ __ 848 10 105625 10_ 20.259 10 mW zbh 2_2b(2b)2b 33W ybh 2 2b 3材料许用应力O ①试选择梁的方向 中性轴： 25.47max b = 9 cm(II ) ftan M zmax M y maxW z W Y,h = 18 cmP I23 23EJ yf z 1.95匚0.30531.6 102 a-3b31.6 1013bP2 13P2 133EJ z 2EJ z81.11.9710 106._ 210 m 1.97 cm10-4简支梁的受力及横截面尺寸如图示.钢材的许用应力]=160 MPa,试确定梁危险截面中性轴的方向与校核此梁的强度.P=14kN题10-4图解：J z32d4 bh312 321044 6312909.7484cm中性轴:d32bh312 321046 4312949.748 4cmtan 1里tanJ ytan909.748 x _---------- t an 45949.74843.77(mm 的等边角钢,假设 P =25kN,试求最大弯矩截面上 A 、宙日C 点的弯曲正应力.z 10 sin 43.77 6.918 cm y10 cos43.77 7.221cmMmax14 1 14 KNmM y Mmaxcos 45 9.9M zMmaxsin 45 9.9危险点:9.9max103 6.918 10 9.9 8949.748 102107.221 10150.69 MPa8909.748 10J y0 1180.04cm4JZ044554.55cmW z0 322.06cm 3 W y0146.55cm 3pl M max25 KN 4 M y M z M cos45 M zM yA — y A— J zOJ y °146.2MPaM zM yC —V AzJZ OJ y °解: mZ AA 17.68 KN m3317.68 10141.42 10.一 84554.55 1036.42 MPa3317.68 1060.95 1041180.04 1010-5图示简支梁的截面为了精品资料，欢迎大家下载！317.68 103----------------- 8 80.47 10 120.561180.04 1010-6旋臂 式吊车 梁为了16号工字钢,尺寸 如下图,允许 吊重[]=160MPa .试校核吊车梁的强度.解：B 点:No16 工字钢：A 26.1cm 2, J z 1130cm 4H 10-6 图H N H HP 1.08 1.941.94 1.940.8 15.57 KN1.94 - 15.57 37.76 KN 0.8max337.76 10310 1.08 10 A W 26.1 10141 1091.1MPa 压M y L BMPaP =10kN ,材料的,W z 141cm 3[P ],并作危险截面上的应力分布图,指出最大应力发生在哪一点 解：N = P2A 2.5 10 25cm 2N MA WP 120 106?1 60 10 225 10 4 41.667 10d,♦府制I题 10-72M max 60P 10 2, W.22.5 1026_____ 341.667 cm8108N 8.108KN10-8 悬重构架如下图,立柱AB系用No25a的工字钢制成.许用应力[]=160 MPa ③列式表示顶点B的水平位移.解:'一图(II ) max_ _ _3M 20 103W 48.5 10 4153.42MPa一_360 103 6------------------------- 6 153.42 10 Pa401.883 10(III) f B P 9 P 6 --------- 3 9 63EJ 6EJ 117PEJ在构架C点承受载荷A 20kN.①绘立柱AB的内力图；②找出危险截面,校核立柱强度;—图精品资料，欢迎大家下载！B面为了20cm 30cm 的矩形.试求其危险截面上的最大正应力.解： R A 25 2.4/3.6 16.6667 KNN = 25 KN0 10-9 IH10-9图示起重结构,A 及B 处可作皎链支承看待, G D 与E 均用销钉连结.AB 柱的截M max 25 1 03 2.4i^^^x16.667 2.4 10320 KN mA 0.2 0.3 0.06 M 26 0.2 0.32 W ----- 0.003M 2杆的总重 P 及倾角 .试确定自A 点至由于杆自重产生最3斗~ 7.0830.003M Pa10-10有一等直实心圆杆, 其B 端为了皎支承,A 端靠在光滑 的竖直墙面上（摩擦力可略如图示.杆长L,杆截面直径d,N M A W325 10 0.06K 10-8 ffl240c EDm精品资料，欢迎大家下载！大压应力的横截面之距离 S .解：设杆的自重为了 q (N/M) 轴向分量：q sin 横向分量： q cos R A q l cos 2sin1 ql cot在S 截面：NR A cos sin M(s)(R A sin2(qd dscos q sin1 2q cot sinl_ 28 cot 0 l _ 2i tanIql cot cos q 2 S 21 2qsin1ql cot sin cos sincos sin10-11某厂房柱子,受到吊车梁的铅垂轮压 P= 220 kN,屋架传给柱顶的水平力 Q =8 kN ,及风载荷 q= 1kN/m 的作用.P 力作用线离柱的轴线距离 e=,柱子底部截面为了矩形,尺寸为了 试计算柱子底部危险点的应力. N P 220 KN … 1 9 52M max 220 0.4 8 9.5 57.129 2N M 220 103 57.129 103 6A W 1 0.3 0.3 12解： KN m 0.41 1.876MPa2s1q cos S 2■ lO'll RP=22QkN度.解:P Peb A bh26 103一 - _ 3 _ _ 26 6 103 6 10 2_ 42 3 102 32 10 6130 106 Pa 130MPa尺寸单位十mm期10-12图LW 一, ■ ■:A 10-13 图10-13轮船上救生艇的吊杆尺寸及受力情况如图示, 图中载荷班包含救生艇自重及被解：N 18 KNM 18 1.5 27 KN mN M 318 103_ _ 3 27 103A WW 10 4Q160. 7 5救人员重量在内.试求其固定端A-A截面上的最大应力.MPa3210-14正方形截面拉杆受拉力P= 90kN作用,a = 5cm,如在杆的根部挖去1 /4如图示.试求杆内最大拉应力之值.解:2 .2a ——a2形心位置：e --------------2—— 1.179 cm3 a4a 2 2J z 2 a e12 122 2a ——a2364.6 4cm解:1 旦 6Pe E E bh bh 2211 P 6Pe ~ 2- EE bh bh1 2P E bh 1 12Pe E bh 12Pe bh2 6 2P h bhP Pe (V e )90 103maxA —J —3 52 10 4322 5(90 1031.179 10 2)( ------------- 1.179) 10364.6 10 825.72 106Pa 25.72MPa10-15承受偏心拉伸的矩形截面杆如图示, 今用电测法测得该杆上、下两侧面的纵向应变1和2.试证明偏心距e 在与应变1, 2在弹性范围内满足以下关系式10-16图示正方形截面折杆： 外力P 通过A 和B 截面的形心.假设P= 10kN,正方形 截面边长a =60 mm .试求杆内横截面上的最大正应力.解: BC 杆C 截面:AC 杆C 截面:cos8KNM (P cos )0.6 10 0.8——0.6 4.8KN m1N6Mmax3 A a 3N P sin 10 10 M (P cos )0.63 016KN 110 08 0.6 4.8KN m1 max36 1034103------ . ----- 135 106Pa 135MPa 216 10iV10-17试确定图示T字形截面的核心边界.图中y、z两轴为了截面形心主惯轴.解:e yz.i z e zz.i za z a z zi y 60 403 340 9012 1260 40 一 - 一一290 40 458.33cmz .i z _ _ _340 603122302 (40 60)_ _ _ 390 40312_ 2202 (40 90) 60 40 90 40(4)(5)2800cm800e ye ye ze ze ye z2040800cm a z60458.3345458.334580013.33 cm108458.334510.18510.1857.410.185cmcma ze ye ye z 0e y 7.4e z 10.185解:y z y 1 J y 10-18材料为了灰铸铁 HT15— 33的压力机框架如图示.许用拉应力 []=30MPa 许用压应力[]=80 MPa .试校核框架立柱的强度. (2 10) 1 (2 6) 5 (2 5) 9 ------- ------ ------ ------- ------ ---- 4.05cm10 5.95cm 10 23 12(2 ____ 4487.9cmMZ 2T y M z_____Z1云2 A 42cm 10) 3.052312 1042 10 42.86 1062.893 2 6 0.952 12 210 4.05 10 487.9 10 8322.89 10 5.95 108487.9 10已J 10 4.9521226.85MPa32.38MPa10-19电动机功率 4,转速n =800r/m .皮带轮直径 A 250mm 重量 E 700N,皮带拉fig 10-19 图力为了T i, T2 (T i = 2T2),轴的外伸端长L=120mm轴材料的许用应力[ 100MPa试按第四强度理论设计电动机轴的直径d.解:M n T1 T2 D 竺9.55 N n 9.55 8830.1054 KN800T2 2 0.1054 0.843KN0.252 2 3?2cos45 G 3T2 cos45, 3.3 84370023 3432xd3064N3.064KNR l 3.064 0.12M 2 0.75M n2W z2 2M 0.75M n3 3.79 323------------- 3.38cm0.368KN m,'0.3682 0.75 0.10542 106100 1060.379 1010-20直径为了60cm的两个相同皮带轮,n= 100 r /m时传递功率N=, C轮上皮带是水[]=80MPa,试平的,D轮上是铅垂方向的.皮带拉力T2= kN , T1>T2,设轴材料许用应力® 10^20 图根据第三强度理论选择轴的直径,皮带轮的自重略去不计.M B T 1 T 20.25 5.343 0.25 1.336KN m_ 22M D .1.4252 0.4452 1.493KN m一 2_ _ 2 - 226 M D M n . 1.49320.7032 106320.63cm 解:M n R 色 5 0.15 0.75KN mN 7.36M n 9.559.55 —n 100T 1_ D _ T 2 M n20.7029KN m1.52 0.70290.63.843KN80 106 d 3 32W z 3 32 20.635.95cm10-21图示钢制圆轴上有两个齿轮,齿轮 C 上作用着铅垂切向力 P = 5kN,齿轮D 上作解用着水平切向力 P 2 = 10 kN .假设］ :=100 MPa,齿轮C 的节圆直径 d C =30cm 齿轮D 的节圆直径d D= 15cmo 试用第四强度理论选择轴的直径..1.1252 0.187序0.75 0.752 1063 v13125cm3100 106ch 3 32W z 32 13.1255.11cmW z 2 .0.56252 0.3752 0.75 0.752 1 06100 106____ 39.375cm34.57 cm10-22某型水轮机主轴的示意图如下图. 水轮机的输出功率为了NH 37500kW 转速n= 150r /作轴向推力R = 4800kN,转轮重W= 390kN;主轴的内径d= 34cm,外径 A 75cm,自重W=285kN.主轴材料为了45钢,其许用应力为了[]=80 MPa.试按第四强度理论校核主轴的强度.解：37500M n 9.55 2387.5KN m150N P y W c W 4800 390 285 5475KNd23 N 5475 10 15.6A 0.351.2 3 2.15.62 3 30.12 54.4MPa10-23图为了某精密磨床砂轮轴的示意图.电动机功率 4 3 kW转子转速n= 1400 r/m,转子重量Q= 101NL砂轮直径D= 250 mm砂轮重量Q= 275 kN.磨削力P y: P z3:1, 砂轮轴直径d= 50m,材料为了轴承钢,[]=60MPa (1)试用单元体表示出危险点的应力解:M n9.55N9.55 0.02046 KN m 20.46N mn 1400DP z M n2P z 2M n 2 20.46163.68NW pD2 d20.7520.342 2------------------ 0.351m2£l a41630~^ 1 0.4534 0.0793m316M nw p32387.5 100.079330.1MPaxd4题10-23图状态,并求出主应力和最大剪应力；( 2)试用第三强度理论校核轴的强度.砂轮P y 3P z 491.04N显然：P y 、P z 、Q i 和Q 2相较均可以忽略不计. 故 M 275 1000 0.13 35750N m11 ax35750 35750 32 - 2913MPa 0.05解：m-m M n P 0.17 50 0.17 8.5KN mM P(160 90) 10 3 12.5KN mn-n: M n P 90 10 3 4.5KN m7KN mmax题10«24图及臂矩形截面 32 .. M n 2 M 2xd 33d328.52 12.52 1060.12389.1MPa10-24曲柄臂尺寸如图示,假设 P= 50 kN, [ : = 90 MPa,试按第三强度理论对 mmn - n 截面进行校核.h 150 a 0.2492.14(b 700.793虹 0 794^__ ab 2h0.249 15 72 10,26.6672 4 19.422 47.11MPa10-25图示传动轴左端伞形齿轮C 上所受的轴向力 R=kN ,周向力P 2=,径向力 R=.右端齿轮D 上所受的周向力P 2' 144.9kN ,径向力P 3' 52.8kN ,假设d =8cm, [ ]=300MPa, 试按第四强度理论对轴进行校核.M W Z7 103 7 15226.667MPa10解:19.42MPaxd 3M max12.17162 N M max_24.43522316.5 10312.95KN m 312.59 103maxA W z20.082 一一30.083432M n M p3.283 257.63 260.92MPa4xd3.913 103 —0.083 1638.92MPa260.922 3 38.922 269.48MPa10-26正方形截面的半圆形杆,一端固定一端自由,作用力垂直干半圆平面.其受力和尺寸如下图.试按第三强度理论求 B 、C 截面上危险点的相当应力.以上资料仅供参考，如有侵权，留言删除！B 0_l /\l t 7cxl t n cxl r cxl CXI e p xS I A I CXI r:OL9E LD寸£君.6008 N pxE 09L 9ln r co 80CXI .0%艺SIAI 91000OL9L9IO 乜cxll .o osdlAI寸寸寸05SIAI9N §E N X CXI O CXI Ob-E Nxz.0 BO10, 6 64 133.3 10 135.6 10 Pa 135.6MPa36 10 4以上资料仅供参考，如有侵权，留言删除！。

材料力学Ⅱ第六版介绍材料力学是研究固体材料在外力作用下的力学行为的学科，它是工程学、物理学和材料科学的重要基础学科之一。

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通过学习本书，读者能够掌握固体材料在外力作用下的力学行为及其数学模型，为工程实践提供理论支持。

第六弯曲应力第六章答案6.1钢丝直径d=0.4mm, 弹性模量E=200GPa, 若将钢丝弯成直径D=400mm 的圆弧时，试求钢丝横截面上的最大弯曲正应力。

（200MPa ） 解：钢丝的弯矩和中性层曲率半径之间的关系为：EIM =ρ1则： ρEIM =，由弯曲正应力公式得ρσmaxmax My ==ρmaxEy ，钢丝弯成圆弧后，产生的弯曲变形，其中性层的曲率半径22Dd D ≈+=ρ 2)2(maxD dE =σ==D Ed MPa 2004004.0102003=⨯⨯6.2 矩形截面梁如图所示。

b = 8cm, h =12cm, 试求危险截面上a 、c 、d 三点的弯曲正应力。

（20.8MPa, 10.4MPa, 0） 解：由平衡方程0)(=∑F M A得到： KN F F B A 44221=⨯⨯== 危险截面在梁的中点处：KNm ql M 442818122max =⨯⨯==I z =1212h b ⨯⨯=44310115212080121mm ⨯=⨯⨯MP a I My MPa I MyI My z d d z c c za a 83.201011526010442.101011523010404646=⨯⨯⨯===⨯⨯⨯====σσσA F BF s F MM机械土木6.3 从直径为d 的圆木中截取一矩形截面梁，试根据强度观点求出所截取的矩形截面的最合理的高h 和宽b 。

(h=d 36, b=d 33) 解：最大弯曲正应力：zz W My I M m a x m a x m a x m a x ==σ h/b 的最佳值应应使梁的抗弯截面系数为最大。

抗弯截面系数： )(61)(616132222b b d b d b bh W -=-==为b 为自变量的函数。

由 06322=-=b d dt dW 36 333222db d h d d b =-===6.4 图示两根简支梁，其跨度、荷载及截面面积都相同。