(完整版)第五版材料力学试题及答案

2010—2011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；B30、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（）。A30MPa、100MPa、50MPaB50MPa、30MPa、-50MPaC50MPa、0、-50Mpa、D-50MPa、30MPa、50MPa8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（）。A、2B、3C、4D、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、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,ν和梁的横截面及长度尺寸b,h,a,l.试求集中力偶矩Me。AATO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。欲索取更多考研资料，请上北京天问教育网站官网！一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分)1.轴的扭转剪应力公式=适用于如下截面轴()A.矩形截面轴B.椭圆截面轴C.圆形截面轴D.任意形状截面轴2.用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的是哪个?()A.实心圆轴B.空心圆轴C.两者一样D.无法判断3.矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时，从正应力强度考虑，该梁的承载能力的变化为()A.不变B.增大一倍C.减小一半D.增大三倍4.图示悬臂梁自由端B的挠度为()A.B.C.D.5.图示微元体的最大剪应力τmax为多大?()A.τmax=100MPaB.τmax=0C.τmax=50MPaD.τmax=200MPa6.用第三强度理论校核图示圆轴的强度时，所采用的强度条件为()A.≤［σ］B.≤［σ］C.≤［σ］D.≤［σ］7.图示四根压杆的材料、截面均相同，它们在纸面内失稳的先后次序为()A.(a),(b),(c),(d)B.(d),(a),(b),(c)C.(c),(d),(a),(b)D.(b),(c),(d),(a)8.图示杆件的拉压刚度为EA，在图示外力作用下其变形能U的下列表达式哪个是正确的?()A.U=B.U=C.U=D.U=9图示两梁抗弯刚度相同，弹簧的刚度系数也相同，则两梁中最大动应力的关系为()A.(σd)a=(σd)bB.(σd)a>(σd)bC.(σd)a<(σd)bD.与h大小有关二、填空题(每空1分，共20分)1.在材料力学中，为了简化对问题的研究，特对变形固体作出如下三个假设：_______，_______，_______。2.图示材料和长度相同而横截面面积不同的两杆，设材料的重度为γ，则在杆件自重的作用下，两杆在x截面处的应力分别为σ(1)=_______，σ(2)=_______。3.图示销钉受轴向拉力P作用，尺寸如图，则销钉内的剪应力τ=_______，支承面的挤压应力σbs=_______。4.图示为一受扭圆轴的横截面。已知横截面上的最大剪应力τmax=40MPa，则横截面上A点的剪应力τA=_______。5.阶梯形轴的尺寸及受力如图所示，其AB段的最大剪应力τmax1与BC段的最大剪应力τmax2

之比=_______。6.图示正方形截面简支梁，若载荷不变而将截面边长增加一倍，则其最大弯曲正应力为原来的_______倍，最大弯曲剪应力为原来的_______倍。7.矩形截面悬臂梁的尺寸及受载如图所示，(1)若梁长l增大至2l，则梁的最大挠度增大至原来的______倍；(2)若梁截面宽度由b减为，则梁的最大挠度增大至原来的______倍；(3)若梁截面高度由h减为，则梁的最大挠度增大至原来的______倍。8.图示为某构件内危险点的应力状态，若用第四强度理论校核其强度，则相当应力σeq4=_______。9.将圆截面压杆改为面积相等的圆环截面压杆，其它条件不变，则其柔度将_______，临界载荷将_______。三、分析题(每小题5分，共20分)1.在图示低碳钢和铸铁拉伸试验的“应力—应变”图上，注明材料的强度指标(名称和代表符号)，并由图判断：_______是脆性材料，_______是塑性材料。2.画出图示阶梯形圆轴的扭矩图，用图中m和d写出圆轴最大剪应力的计算式，并指出其作用点位置。3.图示矩形截面悬臂梁，若已知危险截面上E点的应力为σE=－40MPa，试分析该截面上四个角点A、B、C、D的应力(不必写出分析过程，只须写出分析结果，即四个角点的应力值)。四、计算题(每小题10分，共40分)钢杆1，2吊一刚性横梁AB。已知钢杆的弹性模量E=200GPa，两杆的横截面面积均为A=100mm2，载荷P=20KN，试求两钢杆的应力、伸长量及P力作用点F的位移δF。2.外伸木梁各部分的尺寸和所受载荷如图所示。设梁材料的许用应力［σ］=10MPa。试：(1)作梁的剪力图和弯矩图；(2)校核梁的正应力强度。3.弓形夹紧器如图，若夹紧力P=2KN，距离e=120mm，立柱为矩形截面，其h=25mm，［σ］=160MPa，试设计截面尺寸b。4.图示曲柄轴直径d=50mm，受集中力P=1KN作用，试：(1)画出危险点A的应力状态并计算其应力值；(2)若材料的许用应力［σ］=70MPa,试按第四强度理论校核其强度。浙江省2001年10月高等教育自学考试材料力学试题参考答案一、单项选择题(每小题2分，共20分)1.C2.C3.B4.B5.A6.D7.A8.A9.C二、填空题(每空1分，共20分)1.连续性假设均匀性假设各向同性假设2.(l-x)(l-x)3.4.33.3MPa5.3/86.1/81/47.8288.9.降低增大三、分析题(每小题5分，共20分)1.低碳钢强度指标：强度极限σb,屈服极限σs铸铁强度指标：拉伸强度极限铸铁是脆性材料，低碳钢是塑性材料2.作扭矩图计算扭转剪应力：=τBC==,作用于BC段表面3.σA=-60MPa,σB=20MPa,σC=50MPa,σD=-20MPa四、计算题(每小题10分，共40分)1.两钢杆轴力：N1=8KN(拉)，N2=12KN(拉)杆1σ1=80MPa，△l1=0.8mm杆2σ2=120MPa，△l2=1.2mmP力作用点位移：==1.04mm

2.支反力：RA=17.5KN(↑)，RB=22.5KN(↑)剪力图：弯矩图：强度校核：=9.96MPa<［σ］3.N=p,M=peσ=≤［σ］b≥=14.9mm

4.应力状态应力值：σ=40.7MPa，τ=16.3MPa强度校核：σeq4==49.5MPa2010—2011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、应力幅度分别为（）。A-10、20、10；B30、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（）。A30MPa、100MPa、50MPaB50MPa、30MPa、-50MPaC50MPa、0、-50Mpa、D-50MPa、30MPa、50MPa8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（）。A、2B、3C、4D、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，ABC4m3mFdaAB45四、（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。2010—2011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）2010—2011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)102020Q(KN)102020F——+—F——+—2FM(KNm)M(KNm)1010剪力图4分，弯矩图5分ABCABC4m3m: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ABCq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）AABC（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.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CB.最大拉应力位于截面C，最大压应力位于截面DC.最大拉应力位于截面D，最大压应力位于截面CD.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.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/m2m3KN/m2m2m2F3F3F3.（3分）作图示杆的扭矩图

四、（62分）计算题111112ABF1．（9分）图示结构111112ABF2.（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［θ］=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。q4.(6分)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。505030W5．（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)W400400400ABCD6.（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