《工程力学》第5次作业（杆件的应力与强度计算）
2009－2010学年第2学期3系、5系各班
班级学号姓名成绩
一、填空题
1．杆件轴向拉压可以作出平面假设：变形前为平面的横截面，变形后，由此可知，横截面上的内力是分布的。
2．低碳钢拉伸可以分成：阶段、阶段、阶段、阶段。
3．如果安全系数取得过大，许用应力就；需用的材料就；反之，安全系数取得太小，构件的就可能不够。
4．和是衡量材料塑性性能的两个重要指标。工程上通常把的材料称为塑性材料，的材料称为脆性材料。
5．在国际单位制中，应力的单位是帕，1帕= 牛/米2，工程上常以、、
为应力的单位。
6．轴向拉伸和压缩强度条件的表达式是：，用该强度条件可解决的三类强度问题是：、、。
7．二根不同材料的等直杆，承受相同轴力，且它们的截面面积及长度都相等，则：（1）二根杆横截面上的应力；（2）二根杆的强度；
（3）二根杆的绝对变形。（填相同或不相同）
8．在承受剪切的构件中，发生的截面，称为剪切面；构件在受剪切时，伴随着发生作用。
9．构件在剪切变形时的受力特点是
；变形特点是
。剪切变形常发生在零件上，如螺栓、键、销钉等。
10．剪切面在两相邻外力作用线之间，与外力。
11．圆轴扭转时，横截面上的切应力与半径，在同一半径的圆周上各点的切应力，同一半径上各点的切应力按规律分布，轴线上的切应力为，外圆周上各点切应力。
12．圆轴扭转时的平面假设指出：扭转变形后，横截面本身的形状、大小，相邻截面间的距离，各截面在变形前后都保持为，只是绕轴线，因此推出：横截面上只存在应力，而不存在应力。
13．梁在弯曲变形时，梁内梁在弯曲变形时，梁内有一层纵向纤维，叫做中性层，它与的交线称为中性轴。
14．一般情况下，直梁平面弯曲时，对于整个梁来说的正应力为零；对于梁的任意截面来说的正应力为零。
二、选择题
1．以下关于图示AC杆的结论中，正确的是（）。
A．BC段有变形，没有位移；B．BC段没有变形，有位移；
C．BC段没有变形，没有位移；D．BC段有变形，有位移。
2．经过抛光的低碳钢试件，在拉伸过程中表面会出现滑移线的阶段是（）
A．弹性阶段；B．屈服阶段；C．强化阶段；D．颈缩阶段。
3．两个拉杆轴力相等、截面积相等但截面形状不同，杆件材料不同，则以下结论正确的是（）。
A ．变形相同，应力相同；
B ．变形相同，应力不同；
C ．变形不同，应力相同；
D ．变形不同，应力不同。
4．如图所示，拉杆的材料为钢，在拉杆与木材之间放
一金属垫圈，该垫圈的作用是 。
A ．增加杆的抗拉强度；
B ．增加挤压面积；
C ．增加剪切面积；
D ．同时增加挤压面积和剪切面积。
5．直径相同、材料不同的两根等长实心轴，在相同扭矩作用下，
以下说法正确的是（ ）。
A ．S F 相同；
B ．m ax τ相同；
C ．m
ax ϕ'相同；D ．[]τ相同。 6．外径为D 、内径为d 的空心圆轴，其扭转截面系数为（ C ）。
A ．316P d W π⋅=；
B ．316P D W π⋅=；
C ．43116P
D d W D π⎡⎤⋅⎛⎫=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦
；D ．()3316P W D d π=-。 7．当轴上传递的功率不变时，增加轴的转速，则轴的强度和刚度将 。
A ．有所提高；
B ．有所削弱；
C ．没有变化；
D ．无法确定。
8．如下图所示，其中正确的扭转切应力分布图是 。
三、计算题
1．阶梯状直杆如图所示。求杆横截面1-1、2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。如果横截面1-1、2-2、3-3的面积分别为A l ＝200mm 2，A 2＝300mm 2，A 3＝400mm 2，求各横截面上的应力。
2．如图所示简易吊车中，BC 为钢杆，AB 为木杆。木杆AB 的横截面面积A l =100cm 2，许用应力[σ]1＝7MPa ；钢杆BC 的横截面面积A 2＝6cm 2，许用拉应力[σ]2＝160MPa 。试求许可吊重F 。
3．销钉连接如图所示，已知F＝13kN，板厚t1＝8mm，t2＝5mm，销钉与板的材料相
σ]＝200MPa。试设计销钉的直径d。同，其许用切应力[τ]＝60MPa，许用挤压应力[bs
4．图示AB轴传递的功率为P AB＝7.5kW，转速n＝360r／min，轴的AC段为实心圆截面，CB段为空心圆截面。已知D＝3cm，d＝2cm。试求：
（1）AC段横截面边缘处的切应力；
（2）BC段横截面外边缘和内边缘处的切应力。
5．如图所示简支梁承受均布载荷，q＝2kN／m，l＝2m。若分别采用截面面积相等的实心和空心圆截面，且D l＝40mm，d2／D2＝3／5，试分别计算它们的最大正应力。并问空心截面比实心截面的最大正应力减小了百分之几？
6．如题图所示一受均布载荷的外伸钢梁，已知q＝12kN／m，l＝2m，材料的许用应力[ ]＝160MPa。试选择此梁的工字钢型号。
