第一章 绪论1. 试求图示结构m-m 和n-n 两截面上的内力，并指出AB 和BC 两杆的变形属于何类基本变形。

2. 拉伸试样上A ，B 两点的距离l 称为标距。

受拉力作用后，用变形仪量出两点距离的增量为mm l 2105-⨯=∆。

若l 的原长为l ＝100mm ，试求A 与B 两点间的平均应变m ε。

第二章 轴向拉伸和压缩与剪切一、选择题１.等直杆受力如图，其横截面面积Ａ＝１００2mm ，则横截面ｍｋ上的正应力为（ ）。

（Ａ）５０ＭＰａ（压应力）； （Ｂ）４０ＭＰａ（压应力）； （Ｃ）９０ＭＰａ（压应力）； （Ｄ）９０ＭＰａ（拉应力）。

2.低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四种指标中哪种得到提高( )：（Ａ）强度极限； （Ｂ）比例极限； （Ｃ）断面收缩率； （Ｄ）伸长率（延伸率）。

3.图示等直杆，杆长为3a ，材料的抗拉刚度为EA ，受力如图。

杆中点横截面的铅垂位移为（ ）。

（Ａ）0；（Ｂ）Pa/(EA);（Ｃ）2 Pa/(EA);（Ｄ）3 Pa/(EA)。

4.图示铆钉联接，铆钉的挤压应力bs σ是（ ）。

（A ）2P/（2d π）； （B ）P/2dt;(C)P/2bt; (D)4p/(2d π)。

5.铆钉受力如图，其压力的计算有（ ）（A ）bs σ=p/(td);(B)bs σ=p/(dt/2); (C)bs σ=p/(πdt/2);(D)bs σ=p/(πdt/4)。

6.图示A 和B 的直径都为d,则两面三刀者中最大剪应力为（ ）(A)4bp/(2d απ);(B)4(αb +)P/(2d απ); (C)4(a b +)P/(2b d π); (D)4αP/(2b d π).7.图示两木杆（I 和II ）连接接头，承受轴向拉力作用，错误的是( ). （A ）1-1截面偏心受拉；（B ）2-2为受剪面；（C ）3-3为挤压面； （D ）4-4为挤压面。

二、填空题1.低碳钢的应力一应变曲线如图所示。

试在图中标出Ｄ点的弹性应变e ε、塑性应变p ε及材料的伸长率（延伸率）δ。

2.图示结构中，若１、２两杆的ＥＡ相同，则节点Ａ的竖向位移Ay ∆=____,水平位移AX ∆=____。

、b 、c 、三种材料的应力应变曲线如图所示。

其中强度最高的材料是 ，弹性模量最小的材料是 ，塑性最好的材料是 。

4.图示在拉力P 的作用下的螺栓，已知材料的剪切许用应力[]τ是拉伸许用应力的倍。

螺栓直径d 和螺栓头高度H 的合理比值是 。

5.图示铆钉结构，在外力下可能产生的破坏方式有：（1） ； （2） ；（3） ；（4） ；6.材料相同的两块钢板，用四个直径为d 的铆钉联接。

钢板厚度2t >1t 。

这时钢板可能先被拉断，其最大拉应力发生在 截面上，其值σ＝ 。

7.图示两种联接，在相同荷载下，若12d d =，则12/t t ＝ ；若12t t =，则12/d d ＝ 。

8.矩形截面木拉杆连接如图示，这时接头处的剪应力t =；挤压应力bs σ＝ 。

9.图示销钉的剪应为t = ，挤压应力bs σ=。

10. 厚度为t 的基础上有一方柱，柱受轴向压力P 作用，则基础的剪切面面积。

挤压面面积为 。

三、计算题1.在铆接头中，已知钢板的[]170MPa σ=，铆钉的[]t ＝140MPa ，许多挤压应力[]320bs MPa σ=。

试校核强度。

2. 试求图示各杆1-1，2-2，3-3截面上的轴力，并作轴力图。

3. 作用于图示零件上的拉力F=38KN,试问零件内最大拉应力发生于哪个截面上？并求其值。

4 在图示结构中，若钢拉杆BC 的横截面直径为10mm ，试求拉杆内的应力。

设由BC 连接的1和2两部分均为刚体。

5 油缸盖与缸体采用6个螺栓连接。

已知油缸内径D=350mm ，油压MPa p 1=。

若螺栓材料的许用应力[]σ＝40MPa ，求螺栓的内径。

6 汽车离合器踏板如图所示。

已知踏板受到压力F 1＝400N 作用，拉杆1的直径D ＝9mm ，杠杆臂长L ＝330mm ，l=56mm ，拉杆的许用应力[]σ＝50MPa,校核拉杆1的强度。

7 图示双杠杆夹紧机构。

需产生一对20KN 的夹紧力，试求，水平杆AB 及斜杆BC 和BD 的横截面直径。

已知：该三杆的材料相同，[]σ＝100MPa ， a ＝30°8 在图示简易吊车中，BC 为钢杆，AB 为木杆，木杆AB 的横截面面积A 1=100cm 2,许用应力[]σ1＝7MPa ；钢杆BC 的横截面面积A 2=6cm 2，许用拉应力[]σ2＝160MPa 。

试求许可吊重F 。

9 某拉伸试验机的结构示意图如图所示。

设试验机的CD 杆与试样AB 材料同为低碳钢，其σp＝200MPa ，σ3＝240 MPa ，σb =400MPa 。

试验机最大拉力为100KN 。

（1）用这一试验机作拉断试验时，试样直径最大可达多大？（2）若设计时取试验机的安全因数n=2，则CD 杆的横截面面积为多少？（3）若试样直径d=10mm ，今欲测弹性模量E ，则所加载荷最大不能超过多少？10 变截面直杆如图所示。

已知：A 1＝8cm 2，A 2=4cm 2，E ＝200GPa 。

求杆的总伸长△l 。

11图示杆件所受的集中力P 、均布载荷q 以及横截面面积A 和各段长度a 均为已知，该杆在线弹性范围内工作，材料的弹性模量为E 。

试作该杆的轴力图，并求B 截面的水平位移BX ∆ 。

12 木制短柱的四角用四个40mm ×40mm ×4mm 的等边角钢加固。

已知角钢的许用应力[]σ钢＝160MPa ，E 钢＝200GPa ；木材的许用应力[]σ木＝12MPa ，E 木＝10GPa 。

试求许可载荷F 。

13刚杆AB 悬挂于1，2两杆上，1杆的横截面面积为60mm 2，2杆为120mm 2，且两杆材料相同。

若F ＝6KN ，试求两杆的轴力及支座A 的反力。

14 阶梯形钢杆的两端在T 1=5℃时被固定，杆件上下两段的横截面面积分别是：A 上＝5cm 2,A 下＝10cm 2。

当温度升高至T 2=25℃时，试求杆内各部分的温度应力。

钢材的αl ＝×10-6℃-1，E ＝200GPa 。

15 在图示结构中，1，2两杆的抗拉刚度同为E 1A 1，3杆为E 3A 3。

3杆的长度为l+δ,其中δ为加工误差。

试求将3杆装入AC 位置后，1，2，3三杆的内力。

16 图示凸缘联轴节传递的力偶矩为M c ＝，凸缘之间用四只螺栓连接，螺栓内径d ≈10mm ，对称地分布在D 0=80mm 的圆周上。

如螺栓的剪切许用应力[]τ＝60MPa ，试校核螺栓的剪切强度。

17 车床的传动光杆装为安全联轴器，当超过一定载荷时，安全销即被剪断。

已知安全销的平均直径为5mm ，材料为45钢，其剪切极限应力为MPa u 370=τ。

求安全联轴器所能传递的力偶矩M 。

18 用夹剪剪断直径为3mm 的铅丝。

若铅丝的剪切极限应力约为100MPa ，试问需要多大的F ？若销钉B 的直径为8mm ，试求销钉内的切应力。

19 在厚度δ＝5mm 的钢板上，冲出一个形状如图所示的孔，钢板剪断时的剪切极限应力τu ＝300MPa ，求冲床所需的冲力F 。

第三章 扭 转一、选择题1.内径与外径的比值为/a d D =的空心圆轴，两端承受力偶发生扭转。

设四根轴的a 分别为0、、、，但横截面面积相等，其承载能力最大的轴( ).（A ）0a = （B ）0.5a =（C ）0.6a= （D ）0.8a =2.在图示受扭圆轴横截面上的剪应力分布图中，正确答案是 。

3.实心圆轴①和空心圆轴②，它们的横截面面积均相同，受相同扭矩作用，则其最大剪应力为（ ）。

（A ）max 2max1t t ； （B ）max 2max1t t（C ）max 2max1t t = （D ）无法比较。

4.受扭圆轴，当横截面上的扭矩T 不变，而直径减小一半时，该横面的最大剪应力与原来的最大剪应力之比（ ）。

（A ）2倍； （B ）4倍； （C ）6倍； （D ）8倍。

5.图示圆轴受扭，则A 、B 、C 三个横截面相对于D 截面的扭转角有四种答案： （A ）DA DB DC φφφ==； （B ）0,DA DBDC φφφ==；（C ）2DA DB DC φφφ==； （D ）,0DA DC DB φφφ==。

二、填空题1.圆轴受力如图，其危险截面在 段，当3m 4、m 交换以后，危险截面在 段。

2.阶梯轴尺寸及受力如图所示，AB 段的最大剪应力max1t 与BC 段的最大剪应力max 2t 之比1max 2/max t t ＝ 。

3．长为l ，直径为d 的传动轴转速为(/min)n r ，材料的剪变模量为G （GPa ）。

轴单位长度容许扭转角为[]φ（rad/m ），根据刚度条件该轴可传递的最大功率max N = KW 。

三、计算题1. 作图示各杆的扭矩图。

2. T 为圆杆横截面上的扭矩，试画出截面上与T 对应的切应力分布图。

3. 机床变速箱第Ⅱ轴如图所示，轴所传递的功率为P ＝，转速n ＝200r/min ，材料为45钢，[]τ＝40MPa 。

试按强度条件初步设计轴的直径。

4.发电量为15000KW 的水轮机主轴如图所示。

D ＝550mm ，d ＝300mm ，正常转速n=250r/min 。

材料的许用切应力[]τ＝50MPa 。

试校核水轮机主轴的强度。

5.一阶梯形受扭圆轴如图所示。

已知1240,80,80d mm d mm G GPa ===。

求：（1）扭矩图； （2）轴的最大剪应力； （3）A 、B 两截面间相对扭转角。

6.图示圆轴承受扭转力偶矩m ，已知[]100,80,t MPa G GPa ==在轴长度内的最大许可扭转角为，求m 的许可值。

7. 传动轴的转速为n ＝500r/min ，主动轮1输入功率P 1＝368KW ，从动轮2和3分别输出功率P 2＝147KW ，P 3=221KW 。

已知[]τ＝70MPa ，[]ϕ'＝1（o）/m ，G ＝80GPa 。

（1）试确定AB 段的直径d 1和BC 段的直径d 2。

（2）若AB 和BC 两段选用同一直径，试确定直径d 。

（3）主动轮和从动轮应如何安徘才比较合理？ 8. 钻头横截面直径为20mm ，在顶部受均匀的阻抗扭矩m （单位为N ·m/m ）的作用，许用切应力[]τ＝70MPa 。

（1）求许可的M e 。

（2）若G ＝80GPa ，求上端对下端的相对扭转角。

9. 两端固定的圆轴AB ，在截面C 上受扭转力偶矩M e 作用。

试求两固定端的反作用力偶矩M A 和M B 。

提示：轴的受力图如图b 所示。

若以ϕAC 表示截面C 对A 端和转角，ϕCB 表示B 对C 的转角，则B 对A 的转角ϕAB 应是ϕAC 和ϕCB 的代数和。