材料力学试题及答案.pdf

1、图示刚性梁AB由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等， 横截面积分别为A1和A2，若载荷P使刚梁平行下移，则其横截面面积 （）。 题一、1图 A、A1A2B、A1 A2 C、A1=A2D、A1、A2为任意 2、建立圆周的扭转应力公式=M/I时需考虑下列因素中的哪几个？ 答：（ ） （1） 扭矩MT与剪应力的关系MT=AdA （2） 变形的几何关系（即变形协调条件） （3） 剪切虎克定律 题一、3图 （4） 极惯性矩的关系式IT=A2dA B、（1）（2） C、（1）（2）（3） D、全部 3、二向应力状态如图所示，其最大主应力1=（） A、 B、2 C、3 D、4 4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若 仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度 A、提高到原来的2倍 题一、4图 B、提高到原来的4倍 C、降低到原来的1/2倍 D、降低到原来的1/4倍 5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI相同，若二者自由端的挠度相等，则 P1/P2=（） 题一、5图 A、2 B、4C、8 D、16 6、下列结论中正确的是 （ ） A、材料力学主要研究各种材料的力学问题 B、材料力学主要研究各种材料的力学性质 C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律 D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系 7、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为D1，另一根为空心轴，内外径 比为d2/D2=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相 同，则它们的重量之比W2/W1为（ ） 0.74 B、0.62 C、0.55 D、0.47 8、材料的失效模式 B 。 A 只与材料本身有关，而与应力状态无关； B 与材料本身、应力状态均有关； C 只与应力状态有关，而与材料本身无关； D 与材料本身、应力状态均无关。 9、图中应力圆a、b、c表示的应力状态分别为 A 二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态； B 单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态； C 单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态； D 单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。 正确答案是 C 10、关于压杆临界力的大小，说法正确的答案是 B 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 与压杆所承受的轴向压力大小有关； D 与压杆的柔度大小无关。 11、如图所示重量为 的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数 C A B C D 12、轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确答案是_B_ 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。 13、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 MPa B 50 MPa、30MPa、-50MPa C 50 MPa、0、-50MPa D -50 MPa、30MPa、50MPa 正确答案是 B 14、对莫尔积分 的下述讨论，正确的是 C 。 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。 15、图示交变应力的循环特征 、平均应力 、应力幅值 的值分别是 D A 40、20、10 B 20、10、20 C 0、20、10 D 0、20、20 16、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为，则450斜截面上的正应力和 剪应力 D 。 A 分别为/2和 B 均为 C 分别为和/2 D 均为/2 17图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知jy2，为充 分提高材料的利用率，则铆钉的直径应为 D 。 A d=2t B d=4t C d=4t/ D d=8t/ 18、两根材料和柔度都相同的压杆， A A临界应力一定相等，临界压力不一定相等 B临界应力不一定相等，临界压力一定相等 C临界应力和临界压力一定相等 D临界应力和临界压力不一定相等 19、图示交变应力循环特征，应力振幅a和平均应力m分别为 C A 2，a20MPa，m10Mpa B 2，a40MPa，m10Mpa C 2，a30MPa，m10Mpa D 2，a30MPa，m30MPa 20、图示十字架，AB杆为等直均质杆，o-o为圆轴。当该十字架绕o-o 轴匀速旋转时，在自重和惯性力作用下杆AB和轴o-o分别发生 _C_ A、拉伸变形、压缩变形； B、拉弯组合变形、压弯组合变形； C、拉弯组合变形、压缩变形； D、拉伸变形、压弯组合变形。 21、轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面(A ) A 分别是横截面、450斜截面 B 都是横截面 C 分别是450斜截面、横截面 D 都是450斜截面 22、在连接件上，剪切面和挤压面分别 B 于外力方向。 A垂直、平行 B平行、垂直C 平行 D垂直 二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。（分） 三、如图所示直径为d的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m的作用。 设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m之值、 材料的弹性常数E、均为已知。（15分） 四、电动机功率为9kW，转速为715r/min，皮带轮直径D=250mm，主轴 外伸部分长度为l=120mm，主轴直径d=40mm，=60MPa，用第三 强度理论校核轴的强度。（15分） 五、如图所示，重物Q由高度H处自由下落，落在AB梁的中点C处，设 EI = 常数，求这时C点挠度C。（15分） 五题图 六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI，求： 1）C点支座反力； 2）作刚架弯矩图。（20分） 五、悬臂梁ACB由铸铁材料制成，其许用拉应力t=40MPa，许用压应 力c=160MPa，载荷FP=44kN，梁截面为T型，Iz=101.8106mm4，尺 寸如图，试校核其强度。（15分） 1、（16分）简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。 专业_ 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题- - KN KN C B A B C x x 剪力方程和弯矩方程： AC段：； CB段：； 2、（15分）已知三向应力状态如图所示（图中应力单位：MPa）， 试 求：1）主应力；2）主切应力；3）形变应变能密度。 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 扭矩： 进而可以求出磨削力：N；N 故可以求出和的极值： Nm Nm 弯矩 ： 第三强度理论： 故该轴满足强度要求。 。6、（17分）用积分法求梁B点的挠度和转角，梁的EI，L已知 ， 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 结构的临界载荷值。（Q235钢，当时，。） 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： KN 1、（15分）梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。 3、（10分）一受扭转的圆轴，直径d=260mm，材料的的弹性模量E = 200GPa，泊松比v = 0.3，现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45方向的线 应变=5.210-4。试求转矩m。 m=125.7N/m 5（15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） ， ， ， （向下） 3、（15分）皮带轮传动轴如图所示，皮带轮1的重量, 直径，皮带轮2 的重量, 直径，皮带的紧边拉力为松边拉力的二倍，轴传递功率为 100kW, 转速为每分钟200转。 轴材料为45钢，试求轴的直径。 解：扭矩：=4775Nm 皮带拉力 内力分析 B截面 4775 C截面 轴危险截面为B截面 轴径计算 W= 236E-6 =0.134m 4、（10分）直径 mm的圆截面折杆，受力与其他尺寸如图所示。试计算点 的第三强度理论的相当应力。 MPa， MPa， MPa， ， MPa， MPa 5、（15分）总长度为，抗弯刚度为EI的悬臂梁AB承受分布载荷q，试用 能量法求截面B的挠度和转角。 在B点作用向下单位力 B点向下位移 向下 求转角：在B点作用顺时针单位力偶 B点转角 顺时针 二. 绘制结构的剪力、弯矩图。（15分） 三. 如图，左轮沿切线作用水平向前F1=6kN，右轮沿切线作用铅垂向上 F2，a=0.4m，D1=0.4m，D2=0.6m，轴的材料许用应力=100MPa，。 试按第三强度理论设计合理的d。（15分） 四. 图示结构，梁AB的EI、a、h和重物的重量P已知。试求重物自由下 落冲击C点所造成梁中的动态最大弯矩。（15分） 五. 图示结构，各杆材料许用应力=120MPa；边杆长度l=1m，直径 d1=0.04m；对角线杆的直径d=0.06m，稳定因数=0.527。试求该结构合 理的允许载荷F。（10分） 六. 梁AB尺寸a=1m，b=0.1m，h=0.2m；材料的弹性模量E=210GPa，泊松 比=0.28；在C截面中间层处测得45度方向应变为110-5。试计算梁 上集中力F。（10分） 二. 绘制结构的剪力、弯矩图。（15分） 约束力2分，FAy=-qa()，FCy=3qa()，FDy=2qa()。 剪力图7分，4值3线； 弯矩图6分，3值3线。 若剪力图对，约束力不写不扣； 若图错，约束力对，最多给4分。 三. 如图，左轮沿切线作用水平向前F1=6kN，右轮沿切线作用铅垂向上 F2，a=0.4m，D1=0.4m，D2=0.6m，轴的材料许用应力=100MPa， F1=6kN。试按第三强度理论设计合理的d。（15分） 内力：（8分） 危险截面A（2分） 强度：（5分） 四. 图示结构，梁AB的EI、a、h和重物的重量P已知。试求重物自由下 落冲击C点所造成梁中的动态最大弯矩。（15分） 解： 协调：（2分） 位移：（2，2分） 结果：（2分） 静位移：（4分） 动荷因数：（2分） 最大动弯矩：（1分） 五. 图示结构，各杆材料许用应力=120MPa；边杆长度l=1m，直径 d1=0.04m；对角线杆的直径d=0.06m，稳定因数=0.527。试求该结构合 理的允许载荷F。（10分） 解： 拉杆内力：（2分） 拉杆强度：（3分） 对角线杆压力：F（1分） 杆稳定：（3分） 结论：（1分） 六. 梁AB尺寸a=1m，b=0.1m，h=0.2m；材料的弹性模量E=210GPa，泊 松比=0.28；在C截面中间层处测得45度方向应变为110-5。试计算梁 上集中力F。（10分） 解： 测量点截面剪力：（3分） 测量点纯剪切：（4分） 力：（3分） 422 梁的受力及横截面尺寸如 图所示。试： 1绘出梁的剪力图和弯矩 图； 2确定梁内横截面上的最大 拉应力和最大压应力； 3确定梁内横