材料力学试题及答案)(DOC)(DOC 38页).doc

1、20102011材料力学试题及答案A 一、单选题（每小题2分，共10小题，20分）1、 工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（ ）项，其他各项是必须满足的条件。A、强度条件 B、刚度条件 C、稳定性条件 D、硬度条件2、内力和应力的关系是（ ）A、内力大于应力 B、内力等于应力的代数和 C、内力是矢量，应力是标量 D、应力是分布内力的集度3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（ ）。A、形状尺寸不变，直径线仍为直线。 B、形状尺寸改变，直径线仍为直线。C、形状尺寸不变，直径线不保持直线。D、形状尺寸改变，直径线不保持直线。4、建立平面弯曲正应力公式,需要考虑的关

2、系有（ ）。A、平衡关系,物理关系，变形几何关系； B、变形几何关系，物理关系，静力关系；C、变形几何关系，平衡关系，静力关系； D、平衡关系, 物理关系，静力关系；5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（ ）来确定积分常数。A、平衡条件。 B、边界条件。 C、连续性条件。 D、光滑性条件。6、图示交变应力的循环特征、平均应力、应力幅度分别为（ ）。A -10、20、10； B 30、10、20； C 、20、10； D 、10、20 。7、一点的应力状态如下图所示，则其主应力、分别为（ ）。A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 5

3、0 MPa、0、-50Mpa、D -50 MPa、30MPa、50MPa8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（ ）。A、2 B、3 C、4 D、59、压杆临界力的大小，（ ）。A 与压杆所承受的轴向压力大小有关；B 与压杆的柔度大小有关；C 与压杆材料无关；D 与压杆的柔度大小无关。10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移，要求结构满足三个条件。以下那个条件不是必须的（ ）A、EI为常量 B、结构轴线必须为直线。 C、图必须是直线。 D、和至少有一个是直线。二、按要求作图(共12分)1、做梁的剪力、弯矩图(10分) 2、画出右图所示空心圆轴横截面上沿半径OA方向的剪应力分布示意图.（2分）三

4、、结构尺寸及受力如图所示，AB可视为刚体，CD为圆截面钢杆，直径为mm，材料为Q235钢，许用应力为MPa，（共15分）（1）求许可载荷。（6分） (2) 计算当时，B点竖向位移（6分）(3) 若D处（双剪切）铆钉许用切应力，试设计铆钉直径。（3分）四、（13分）在受集中力偶矩Me作用的矩形截面简支梁中，测得中性层 上k点处沿45o方向的线应变为，已知材料的E,和梁的横截面及长度尺寸b,h,a,l.试求集中力偶矩Me。ATO五、（14分）如图所示结构，杆横截面面积cm2，抗弯截面模量cm3，材料的许用应力MPa。圆截面杆，其直径mm，材料的弹性模量Gpa，MPa，如果压杆不为细长杆时采用直线拟

5、合。、三处均为球铰约束，若已知：m，m，kN，稳定安全系数，校核此结构是否安全。六、（12分）重为的物体从高度处自由落下，若已知梁的抗弯刚度为，支座的弹簧刚度为（产生单位长度变形所需的力），且，试求点冲击挠度。七、（14分）平面刚架如图所示，为常量，试用力法作其弯距图。20102011材料力学试题及答案B一、单选或多选题（每小题2分，共10小题，20分）1、 工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（ ）项，其他各项是必须满足的条件。A、强度条件 B、刚度条件 C、稳定性条件 D、硬度条件2、内力和应力的关系是（ ）A、内力大于应力 B、内力等于应力的代数和 C、内力是矢量，应力是

6、标量 D、应力是分布内力的集度3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（ ）。A、形状尺寸不变，直径线仍为直线。 B、形状尺寸改变，直径线仍为直线。C、形状尺寸不变，直径线不保持直线。D、形状尺寸改变，直径线不保持直线。4、设某种钢的屈服应力为，弹性模量为。现将直径为2mm的钢丝绕在一个刚性圆柱上，欲使钢丝放松后不产生残余变形，则圆柱直径不能小于（ ）。A、0.8米 B、1.6米 C、2.0米 D、2.4米5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（ ）来确定积分常数。A、平衡条件。 B、边界条件。 C、连续性条件。 D、光滑性条件。6、图示交变应力的循环特征、平均应力、应

7、力幅度分别为（ ）。A -10、20、10； B 30、10、20； C 、20、10； D 、10、20 。7、一点的应力状态如下图所示，则其主应力、分别为（ ）。A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 50 MPa、0、-50Mpa、D -50 MPa、30MPa、50MPa8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（ ）。A、2 B、3 C、4 D、59、压杆临界力的大小，（ ）。A 与压杆所承受的轴向压力大小有关；B 与压杆的柔度大小有关；C 与压杆材料无关；D 与压杆的柔度大小无关。10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移，要求杆件满足三

8、个条件。以下那个条件不是必须的（ ）A、EI为常量 B、结构轴线必须为直线。 C、图必须是直线。 D、和至少有一个是直线。二、按要求做图(10分) （1）做轴力图 (2) 做剪力、弯矩图ABC4m3m三、图示结构中，BC由一束直径为2mm的钢丝组成，若钢丝的许用应力为，。试求BC需由多少根钢丝组成。（10分）四、（14分）已知圆轴直径，在其上边缘点处测得纵向线应变，在水平直径平面的外侧点处，测得，已知材料的弹性模量，泊松比，。若不计弯曲切应力的影响，试求作用在轴上的载荷和的大小。FdaAB45五、（16分）如图所示结构，杆横截面面积cm2，抗弯截面模量cm3，材料的许用应力MPa。圆截面杆，其

9、直径mm，材料的弹性模量Gpa，MPa， ，如果压杆不为细长杆时采用直线拟合。、三处均为球铰约束，若已知：m，m，kN，稳定安全系数，试校核此结构是否安全。20102011材料力学A卷参考答案一、选择题（每空1分） 1. D； 2. D； 3. A； 4. C； 5. A; 6. D; 7.B; 8. A; 9. B; 10. C.二、作图题 1、剪力、弯矩图 2、切应力分布2分三、解：(1) 对AB进行受力分析 （1分） (2分)解得 CD杆轴向拉伸与压缩，由强度条件有 (2分)解得 (1分) （2）画出变形图如下： （ 2分）根据胡克定律，有 （2分）根据变形图得到 (2分)（3）铆钉是双

10、剪切 （1分） 由剪切名义应力计算公式得到 （ 1分）解得 （1分）四、解：B点的单元体如图所示B点应力状态为纯剪切状态。由广义胡克定理有 (7分) 根据应力弯曲剪应力公式： (3分) 代入广义胡克定理，得到 (3分)五、解： （1） 计算杆的临界压力 （7分）， 所以杆为大柔度杆用欧拉公式计算临界压应力和临界压力, (2). （5分）AB杆平衡 有: 得 AB杆拉弯组合变形，弯矩图和轴力图下图所示 AB杆最大拉应力 _+3校核 压杆稳定性足够（1分） 梁强度足够 （1分）六、解：弹簧引起的静位移为（3分）梁的静位移为： （6分）动荷系数 （2分）点的动挠度 （1分）七、解：以C处的约束为多余

11、约束，原结构的基本体系为: （2分） 由力法典型方程 （1分） （各3分）将和代入力法典型方程，得 （2分） 刚架的弯矩图右图示 （2分）20102011材料力学B卷参考答案一、选择题（每空1分） 1. D； 2. D； 3. A； 4. C； 5. A; 6. D; 7.B; 8. A; 9. B; 10. C.二、作图题 Q(KN)1020201. （3分）做轴力图 2. （9分）F+2FM(KNm)1010 剪力图4分，弯矩图5分ABC4m3m三、解：(1).取AC为研究对象，受力分析下图所示: 解得 （6分）（2）设需要n根钢丝由钢丝的强度条件 （4分）四、解：B点的单元体如图所示B点

12、应力状态为纯剪切状态。由广义胡克定理有 (8分)根据扭转应力公式：代入广义胡克定理，得到 (3分)又由应变公式，得到得到 (5分)五、解： （1） 计算杆的临界压力 （8分）， 所以杆为大柔度杆用欧拉公式计算临界压应力和临界压力, (2). （6分）AB杆平衡 有: 得 AB杆拉弯组合变形，弯矩图和轴力图下图所示 AB杆最大拉应力 _+3校核 压杆稳定性足够（1分） 梁强度足够 （1分）六、解：弹簧引起的静位移为（3分）梁的静位移为： （8分）动荷系数 （2分）ABCq点的动挠度 （1分）七、解：以C处的约束为多余约束，原结构的基本体系为 基本体系 （2分）由力法典型方程 （2分） ABC （

13、各4分）将和代入力法典型方程，得刚架的弯矩图右图示 （2分）材料力学试题一、填空题（每空2分，共10分）1 根据强度条件可以进行_ 以及确定许可载荷三个方面的强度计算。 2. 直径为D的实心圆轴，最大的许可扭矩为T，若将轴的横截面积增加一倍，则其最大许可扭矩为_。3. 纯剪切状态属于_（单、双、三）向应力状态。4. 构件受自由落体冲击时，静变形愈大，则动荷系数_。5. 一梁在集中力F作用下，其应变能为U，若将力F改为2F, 其他条件不变，则其应变能为 。 二、单项选择题：(每题3分，共15分)1. 扭转切应力公式适用于（ ）杆件。A. 任意截面 B. 任意实心截面C. 任意材料的圆截面 D.

14、线弹性材料的圆截面2. 梁在某一段内作用有向下的均布力时，则在该段内弯矩图是一条（ ） A. 上凸曲线 B. 下凸曲线 C. 带有拐点的曲线 D. 斜直线 3. 梁的截面为T字型，Z轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示，则有( )。 A. 最大拉应力和最大压应力位于同一截面C B. 最大拉应力位于截面C，最大压应力位于截面D C. 最大拉应力位于截面D，最大压应力位于截面C D. 最大拉应力和最大压应力位于同一截面D4. 等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线的曲率最大发生在（ ）处。 A. 挠度最大 B. 转角最大 C. 剪力最大 D. 弯矩最大 5在单元体的主平面上（ ）。 A 正应力一定最大； B

15、. 正应力一定为零； C. 切应力一定最小； D. 切应力一定为零。得分 三、（13分）作图题1.（4分）作图示杆的轴力图 2. （6分）作图示梁的剪力图和弯矩图3KN/m2m2m2F3F3F3. （3分）作图示杆的扭矩图四、（62分）计算题111112ABF1（9分）图示结构为刚性杆, 杆1和杆2为长度相等的钢杆，两杆横截面面积均为。已知, 试求杆1、杆2的轴力和应力。2. （9分）一传动轴传递的外力偶矩为1.06 =40MPa, G=80GPa，轴的单位长度许可扭转角=1/m，试确定该轴的直径。q3. （10分）下图所示矩形截面悬臂梁，已知，。若许用挠度，试求该梁的许可载荷。4.(6分)

16、单元体各面上的应力如图所示，试求其主应力以及最大切应力。应力单位为MPa。5030W5（10分）如右图所示梁、柱混合结构，、处均为铰接，当重物从高度处自由下落到梁上时，试校核立柱的稳定性。已知梁的弹性模量，截面惯性矩，柱的弹性模量，横截面面积，截面惯性矩，稳定安全因数为。(简支梁中点挠度)400400400ABCD6. （10分）水平放置的钢制折杆如图所示，在B、D处各受竖直向下的集中力和作用。已知材料的许用应力，折杆的直径。试根据第三强度理论校核折杆的强度。7. （8分）刚架各部分的相等，试求在一对力作用下，、两点之间的相对位移。（要计轴力）ABA材料力学-模拟试题一、单项选择题1. 截面上

17、的全应力的方向（ ）A、平行于截面 B、垂直于截面 C、可以与截面任意夹角 D、与截面无关2. 脆性材料的延伸率（ ）A、小于5% B、小于等于5% C、大于5% D、大于等于5%3. 如图所示简支梁，已知C点转角为。在其它条件不变的情况下，若将荷载F减小一半，则C点的转角为（ ）FCA、0.125 B、0.5 C、 D、24.危险截面是（）所在的截面。A、最大面积 B、最小面积 C、最大应力 D、最大内力5. 图示单元体应力状态，沿x方向的线应变x可表示为（ ）yxA、 B、 C、 D、6. 描述构件上一截面变形前后的夹角叫（ ）A、线位移 B、转角 C、线应变 D、角应变7. 塑性材料的名

18、义屈服应力使用（ ）A、S表示 B、b表示 C、p表示 D、0.2表示8.拉（压）杆应力公式的应用条件是（）A、应力在比例极限内B、应力在屈服极限内C、外力合力作用线必须沿着杆的轴线D、杆件必须为矩形截面杆9.下列截面中，弯曲中心与其形心重合者是（）A、Z字形型钢 B、槽钢 C、T字形型钢 D、等边角钢FC10. 如图所示简支梁，已知C点转角为。在其它条件不变的情况下，若将杆长增加一倍，则C点的转角为（ ）A、2 B、4 C、8 D、16二、填空题1. 用主应力表示的第四强度理论的相当应力是 。2. 已知自由落体冲击问题的动荷系数Kd，对应静载荷问题的最大位移为jmax，则冲击问题的最大位移可

19、以表示为 。3. 图示木榫联接。横截面为正方形，边长为a，联接处长度为2t。则木榫联接处受剪切面的名义切应力等于 。FF2tta4. 主平面上的切应力等于 。5. 功的互等定理的表达式为 。6.自由落体冲击问题的动荷系数为，其中h表示 。7. 交变应力循环特征值r等于 。8.变截面梁的主要优点是_。等强度梁的条件是_。9.一受拉弯组合变形的圆截面钢轴，若用第三强度理论设计的直径为，用第四强度理论设计的直径为，则_。10.若材料服从胡克定律，且物体的变形满足小变形，则该物体的变形能与载荷之间呈现_关系。三、计算题FWTT1.水轮机主轴输出功率 P = 37500 kW，转速n = 150 rmi

20、n，叶轮和主轴共重 W = 300 kN，轴向推力F = 5000 kN，主轴内外径分别为 d =350 mm，D = 750 mm， s = 100 MPa，按第四强度理论校核主轴的强度。（12分）2.图示托架，F = 20 kN，CD杆为刚杆，AB为圆管，外径D = 50 mm，内径d = 40 mm，材料为Q235钢，弹性模量E = 200 GPa， a=304MPa，b=1.118MPa，p=105，S=61.4，AB杆的规定稳定安全因数 nst = 2。试校核此托架是否安全。（10分）FADBC1.5m0.5m303.图示桁架各杆抗拉压刚度EA相等，试求各杆的内力。（8分）lDCBA

21、F4.图示皮带轮传动轴尺寸及受力已知， s = 80 MPa，按第四强度理论选择轴的直径 d。10kNA500BC400400200BD4kN10kN4kNxyzd（12分）5.图示外径D = 100 mm，内径d = 80 mm的钢管在室温下进行安装，安装后钢管两端固定，此时钢管两端不受力。已知钢管材料的线膨胀系数 a =12.510-6 K-1，弹性模量E = 210 GPa，ss= 306 MPa，sp= 200 MPa，a = 460 MPa，b = 2.57 MPa。试求温度升高多少度时钢管将失稳。（10分）7 mdDCABaaFFa/26.求图示简支梁的剪力图和弯矩图，并求出最大剪

22、力和最大弯矩。（8分）。7.直径的圆轴受力如下图所示。已知E=200GPa。今测得轴向应变，横向应变。OC方向应变。计算轴向外力P及扭转力偶矩M。（10分）McbP45.0a答案：一、DABCB BACAB二、1. 2. 3. 4. 05. 6. 自由落体的高度7. 或8. 加工方便，结构优化，合理分配载荷； 9. 等于10. 非线性三1. 扭矩轴向 主应力： 第四强度理论为=15.35MPanst 安全。3. 因为各杆抗拉压刚度EA相等， 所以 FA=FB= FC=04.ADCB 轴受到的扭矩图和弯矩图如下：6RBDAT： My： A C D Mz：B段到D段的扭矩为C处B处B、C面可能为危

23、险面：C为危险截面5. 温升时，使轴受压力。这时轴向载荷作用下的静不定问题。变形协调条件： 由此解出轴所受的轴向载荷为 1) 则临界载荷2） 则临界载荷3） 则临界载荷 1/4F6. +3/4F/_3/4Fa1/4Fa 最大剪力为3/4F，最大弯矩为3/4Fa。7.（1）测点O处的应力状态 代入数值d=20mm,E=200GPa,得： P=20.1KN （2）由广义胡克定理可知： 由二向应力状态的斜截面应力公式得 由式可得 按切应力公式可知：材料力学试题及答案(3) 题 号一二三四核总分得 分评卷人（本试题满分100分，考试时间120分钟）一、 选择题（每题4分，共20分）1、轴向拉伸细长杆件

24、如图所示，则正确答案是_A 1-1、2-2面上应力皆均匀分布；B 1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布；C 1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布；D 1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。2、一点的应力状态如右图所示，则其主应力、分别为A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 50 MPa、0、-50MPaD -50 MPa、30MPa、50MPa正确答案是 3、对莫尔积分的下述讨论，正确的是 。A 只适用于弯曲变形；B 等式两端具有不相同的量纲；C 对于基本变形、组合变形均适用；D 只适用于直杆。4、图示交变应力的循环特征

25、、平均应力、应力幅值的值分别是 A 40、20、10 B 20、10、20C 0、20、10 D 0、20、20 5、如图所示重量为的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数 A B C D 二、计算题（共80分，信息学院学生做1、2、3、4、6，非信息学院学生做1、2、3、4、5）1、（16分）、已知，试作梁的剪力、弯矩图。2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa），试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大切应力。3、（16分）由五根直径为d=50mm的圆钢杆组成正方形结构，如图所示，结构连接处均为光滑铰链，正方形边长a=1m，材料Q235钢，试求结构的临界载荷

26、值。（Q235钢，当时，。）4、（16分）精密磨床砂轮轴如图所示(单位: mm)，已知电动机功率N=3kW, 转速n=1400rpm, 转子重量Q1=101N, 砂轮直径D=25mm, 砂轮重量Q2=275N，磨削力Py/Pz=3，轮轴直径d=50mm，材料为轴承钢，试用第三强度理论校核轴的强度。5、（17分）平面刚架如图所示。其各部分的抗弯刚度均为常量,，试求点在铅垂方向的位移。（忽略截面剪力与轴力）6、（17分）用积分法求梁B点的挠度和转角，梁的EI，L已知。材料力学试卷B答案一、 选择题1、B 2、B3、C4、D5、C二、计算题1、已知，试作梁的剪力、弯矩图。2、 3、应用截面法容易求出：AB、AD、BC、DC四根压杆的内力， BD拉杆的内力 结构临界载荷： KN4、Mx(Nm)Mz(Nm)My(Nm)20.5603.85213.218.18扭矩： 进而可以求出磨削力：N；N故可以求出和的极值： NmNm弯矩 ：第三强度理论：故该轴满足强度要求。5、， ， ， （向下）6、 ，第 39 页 共 39 页