弹性力学教材习题及解答

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1-1. 选择题

a. 下列材料中,D属于各向同性材料。

A. 竹材;

B. 纤维增强复合材料;

C. 玻璃钢;

D. 沥青。

b. 关于弹性力学的正确认识是A。

A. 计算力学在工程结构设计的中作用日益重要;

B. 弹性力学从微分单元体入手分析弹性体,因此与材料力学不同,不需要对问题作假设;

C. 任何弹性变形材料都是弹性力学的研究对象;

D. 弹性力学理论像材料力学一样,可以没有困难的应用于工程结构分析。

c. 弹性力学与材料力学的主要不同之处在于B。

A. 任务;

B. 研究对象;

C. 研究方法;

D. 基本假设。

d. 所谓“完全弹性体”是指B。

A. 材料应力应变关系满足胡克定律;

B. 材料的应力应变关系与加载时间历史无关;

C. 本构关系为非线性弹性关系;

D. 应力应变关系满足线性弹性关系。

2-1. 选择题

a. 所谓“应力状态”是指B。

A. 斜截面应力矢量与横截面应力矢量不同;

B. 一点不同截面的应力随着截面方位变化而改变;

C. 3个主应力作用平面相互垂直;

D. 不同截面的应力不同,因此应力矢量是不可确定的。

2-2. 梯形横截面墙体完全置于水中,如图所示。已知水的比重为 ,试写出墙体横截面边界AA',AB,BB’的面力边界条件。

2-3. 作用均匀分布载荷q的矩形横截面简支梁,如图所示。根据材料力学分析结果,该梁

横截面的应力分量为

试检验上述分析结果是否满足平衡微分方程和面力边界条件。

2-4. 单位厚度的楔形体,材料比重为γ,楔形体左侧作用比重为γ1的液体,如图所示。试写出楔形体的边界条件。

2-5. 已知球体的半径为r,材料的密度为ρ1,球体在密度为ρ1(ρ1>ρ1)的液体中漂浮,如图所示。试写出球体的面力边界条件。

2-6. 矩形横截面悬臂梁作用线性分布载荷,如图所示。试根据材料力学应力解答

推导挤压应力σy的表达式。

3-1. 选择题

a. 切应力互等定理根据条件B 成立。

A. 纯剪切;

B. 任意应力状态;

C. 三向应力状态;

D. 平面应力状态;

b. 应力不变量说明D.。

A. 应力状态特征方程的根是不确定的;

B. 一点的应力分量不变;

C. 主应力的方向不变;

D. 应力随着截面方位改变,但是应力状态不变。

3-2. 已知弹性体内部某点的应力分量分别为

a. σx=a, σy=-a, σz=a, τxy=0, τyz=0, τzx=-a;

b. σx=50a, σy=0, σz=-30a, τxy=50, τyz=-75a, τzx=80a;

c. σx=100a, σy=50a, σz=-10a, τxy=40a, τyz=30a, τzx=-20a;

试求主应力和最大切应力。

a. σ1=2a, σ2=0, σ3=-a,τmax=1.5a

b. σ1=99.6a, σ2=58.6a, σ3=-138.2a,τmax=118.9a

c. σ1=122.2a, σ2=49.5a, σ3=-31.7a,τmax=77.0a

3-3. 已知物体内某点的应力分量为

σx=σy=τxy=0, σz=200a, τyz=τzx=100a

试求该点的主应力和主平面方位角。

3-4. 试根据弹性体内某点的主应力和主平面方位写出最大切应力,以及作用面的表达式。3-5. 已知弹性体内部某点的应力分量为

σx=500a, σy=0, σz=-300a, τxy=500a, τyz=-750a, τzx=800a

试求通过该点,法线方向为平面的正应力和切应力。

3-4. 3-5

4-1. 选择题

a. 关于应力状态分析,D是正确的。

A. 应力状态特征方程的根是确定的,因此任意截面的应力分量相同;

B. 应力不变量表示主应力不变;

C. 主应力的大小是可以确定的,但是方向不是确定的;

D. 应力分量随着截面方位改变而变化,但是应力状态是不变的。

b. 应力状态分析是建立在静力学基础上的,这是因为D。

A. 没有考虑面力边界条件;

B. 没有讨论多连域的变形;

C. 没有涉及材料本构关系;

D. 没有考虑材料的变形对于应力状态的影响。

4-2. 已知弹性体内部某点的应力张量为

试将上述应力张量分解为应力球张量和应力偏张量,并求解应力偏张量的第二不变量。

4-3. 已知物体内某点的主应力分别为

a. σ1=50a, σ2=-50a, σ3=75a;

b. σ1=70.7a, σ2=0, σ3=70.7a

试求八面体单元的正应力和切应力。a σ8=25a,τ8=54a; b σ8=0, τ8=70.7a;

4-4. 已知物体内某点的应力分量

σx=50a, σy=80a, σz=-70a,τxy=-20a, τyz=60a, τzx=a

试求主应力和主平面方位角。

4-5. 已知物体内某点的应力分量

σx=100a, σy=200a, σz=300a,τxy=-50a, τyz= τzx=0

试求该点的主应力、主切应力、八面体切应力和主平面方位角。

5-1. 选择题

a. 下列关于几何方程的叙述,没有错误的是C。

A. 由于几何方程是由位移导数组成的,因此,位移的导数描述了物体的变形位移;

B. 几何方程建立了位移与变形的关系,因此,通过几何方程可以确定一点的位移。

C. 几何方程建立了位移与变形的关系,因此,通过几何方程可以确定一点的应变分量。

D. 几何方程是一点位移与应变分量之间的唯一关系。

5-2. 已知弹性体的位移为

试求A(1,1,1)和B(0.5,-1,0)点的主应变ε1。