材料力学试题及参考答案.doc

材料力学试题a成绩课程名称 材料力学 考试时间 2010 年 7 月 日 时 分至 时 分教 研 室 工程力学 开卷 闭卷适用专业班级 08 机自1、2、3、4 班 提前 期末班 级 姓名 学号 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； b 30、10、20； c 、20、10； d 、10、20 。试题共3页第1页-装-订-线-考生注意：舞弊万莫做，那样要退学，自爱当守诺，最怕错上错，若真不及格，努力下次过。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) （反力已给出）命题负责人： 教研室主任： 试题共3页第2页-装-订-线-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,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。试题共3页第3页六、（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。-装-订-线-七、（14分）平面刚架如图所示，为常量，试用力法作其弯距图。材料力学 试题b成绩课程名称 材料力学 考试时间 年 月 日 时 分至 时 分教 研 室 工程力学 开卷 闭卷适用专业班级 机械工程及自动化 提前 期末班 级 姓名 学号 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； b 30、10、20； c 、20、10； d 、10、20 。试题共页第1页-装-订-线-考生注意：舞弊万莫做，那样要退学，自爱当守诺，最怕错上错，若真不及格，努力下次过。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、弯矩图命题负责人： 教研室主任： abc4m3m试题共页第页-装-订-线-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）fdaab45四、（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。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。20092010第二学期材料力学a卷参考答案与评分标准适用班级：08级机自1-4班 考试用时：120分钟 制作人：贾坤荣 审核人： 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）20092010第二学期材料力学b卷参考答案与评分标准适用班级：08级机自5-7班 考试用时：120分钟 制作人：贾坤荣 审核人： 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 （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（a）一、填空题：(每空2分，共16分)1.工程构件正常工作的条件是 、刚度满足、稳定性满足。 2.工程上将延伸率的材料称为塑性材料。3.塑性材料拉伸试验应力超过屈服极限后逐渐卸除荷载，经过短时间后重新加载其 将得到提高，而 变形将减小。 4.直径为d的实心圆轴，最大的容许扭矩为t，若将轴的横截面积增加一倍，则其最大容许扭矩为_。5.纯剪切状态属于_（单、双、三）向应力状态。6.对于超静定结构，当未知力个数多于平衡方程个数时，需补充_ 条件，来求解问题。7.自由落体的冲击动荷系数 。二、单项选择题：(每空2分，共10分) 1. 图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积和挤压面积分别为（ ）。a.， b.，c.， d.， 1题图 4题图2.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，平衡关系，静力关系；c 变形几何关系，物理关系，静力关系；d 平衡关系, 物理关系，静力关系；3.直梁横截面面积一定，试问下列四种截面形状中，那一种抗弯能力最强 。a 矩形 b 工字形 c 圆形 d 正方形4.平面应力状态如图示，其最大主应力为-。（图见上）.a. b. c. d 5.长度系数的物理意义是。 a. 压杆绝对长度的大小；b.对压杆材料弹性模数的修正c.将压杆两端约束对其临界力的影响折算成杆长的影响；d.对压杆截面面积的修正。三、作梁的剪力图和弯矩图（a、b处的约束力已知）（8分） 四、计算题（共59分）1.（11分）下图示阶梯形杆ab，a1=2a2=100mm2，(a1，a2分别为ac和cb段横截面面积)，。(1) 作杆的轴力图；(2) 计算杆ab上的最大正应力；(3)全杆的轴向变形。2.（共10分）图示等直圆杆，已知外力偶矩,，许应切应力70mpa，许可单位长度扭转角，剪切弹性模量。试确定该轴的直径d。3.(10分)铸铁制作的悬臂梁，尺寸及受力如图示，图中f20kn。梁的截面为t字形，形心坐标，惯性矩。已知材料的拉伸许用应力和压缩许用应力分别为+40mpa，。试校核梁的强度是否安全。 4.(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。50305.(10分)一悬臂滑车架，杆ab为18号工字钢（截面面积30.6cm2，wz=185cm3），其长度为l=2.6m。试求当荷载f=25kn作用在ab的中点处时，杆内的最大正应力。设工字钢的自重可略去不计。6.(8分)图中所示之压杆，其直径均为d，材料都是q235钢，但二者长度和约束条件不相同。试：1.分析哪一根杆的临界荷载较大？2.计算d160mm，e206gpa时，二杆的临界荷载7.（11分） 图示刚架各杆的皆相等。试求支座c处支反力。paaabc开材料力学 试题成绩课程名称 材料力学 考试时间 08 年 7 月 10 日 10 时 0 分至 12 时 0 分教 研 室 工程力学 开卷 闭卷适用专业班级 06级材料成型与控制 提前 期末班 级 姓名 学号 一、选择（每小题1分，共10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、在工程上对于没有明显屈服阶段的塑性材料，一般取产生（ ）的塑性应变所对应的应力作为该材料的屈服极限。a. 0.01% b 0.1% c 0.2% d 1%3、三种材料的载荷变形曲线（试件尺寸相同）如图，则强度最高的、弹性模量最低的和塑性最好的材料依次是（ ）a、abc b、aac c、abb d、acc4、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。5、实心圆轴，直径增加一倍，则截面抗拉刚度、抗扭刚度和抗弯刚度分别增加为原来的（ ）倍。试题共4页第1页-装-订-线-考生注意：舞弊万莫做，那样要退学，自爱当守诺，最怕错上错，若真不及格，努力下次过。a、2倍、4倍、8倍。 b、4倍、8倍、8倍。c、4倍、16倍、16倍。 d、8倍、8倍、16倍。6、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7、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（ ）。a、平衡条件。 b、边界条件。 c、连续性条件。 d、光滑性条件。8、单元体的主平面上（ ）。a、正应力一定最大。 b、正应力一定最小。c、切应力一定最小。 d、切应力一定为零。9、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（ ）a、2 b、3 c、4 d、510、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、填空（每空2分，共28分）1、某班在低碳钢材料的拉伸试验（圆棒试样）中测得如下数据：。则该低碳钢材料的 。若安全系数，则 。2、钢板厚，剪切极限。欲用冲床冲下一边长为10mm的等边五角星形零件柸料，冲床的最大冲压力至少为 3、图示单元体的三个主应力分别为： ， ， 。命题负责人： 教研室主任： 试题共4页第2页-装-订-线-若材料为低碳钢，则 。，则该点是否满足强度条件？（ ） 4、在寒冷的冬季，注水铁管会被冻裂，而钢管却很少会冻裂，其原因在于（ ） 。 5、受压杆的柔度与（ ）有关。6、在推导动荷系数的表达式时，用到的假设条件有（ )）。三、按要求作内力图（共12分）1、做出杆件的轴力图（3分）2、做出梁的剪力、弯矩图（9分）四、计算（共50分）1、（共10分）图示承受内压的圆筒形容器，钢筒和钢盖之间用角铁和铆钉相连。已知容器内径，筒壁及角铁均厚，铆钉直径。铆钉的许用拉应力，许用剪应力，许用积压应力。已知左右筒盖共需a类钉80个，b类钉40个。试确定许可内压p？ 2、（12分）铸铁梁受荷载情况如图示。已知截面对形心轴的惯性矩iz=403107m4，铸铁抗拉强度=50mpa，抗压强度=125mpa。试按正应力强度条件校核梁的强度。 3、（8分）矩形截面开口链环，受力与其他尺寸见图8-14a。已知， ， ， ， 。试求： 1） 链环直段部分横截面上最大拉应力与最大压应力；2） 若使直段部分横截面上均为压应力时，外力 作用线与直段部分截面形心的最大距离。4、(10分) 图示托物架中ab杆的直径为，长度为，两端可视为铰接，材料为q235钢（对于q235钢常采用直线形经验公式，）。若已知工作载荷,杆的稳定安全系数为，问此托物架是否安全。5、(10分) 用力法求解图示刚架，并画出刚架弯矩图。材料力学 试题成绩课程名称 考试时间 年 月 日 时 分至 时 分教 研 室 开卷 闭卷适用专业班级 提前 期末班 级 姓名 学号 得分一、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 。得分 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 试题共页第1页-装-订-线-考生注意：舞弊万莫做，那样要退学，自爱当守诺，最怕错上错，若真不及格，努力下次过。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. 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）作图示杆的扭矩图命题负责人： 教研室主任： -装-订-线-试题共页第页四、（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) 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。5030-装-订-线-试题共页第页w5（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