西安建筑科技大学材料力学考题(答案).doc

西安建筑科技大学考试试卷（答案）一选择题1. (5分) 变截面杆受集中力P作用，如图。设F1，F2和F3分别表示杆件中截面1-1，2-2和3-3上沿轴线方向的内力值，则下列结论中哪个是正确的？(A)F1=F2=F3； (B)F1=F2F3；(C)F1F2=F3； (D)F1F2F3。 正确答案是(A) 。 2. (5分) 低碳钢试件拉伸时，其横截面上的应力公式s=N/A(A)只适用于ssp； (B)只适用于sse；(C)只适用于sss； (D)在试件拉断前都适用。 正确答案是D。 3. (5分) 梁的内力符号与坐标系的关系是: (A)剪力、弯矩符号与坐标系有关；(B)剪力、弯矩符号与坐标系无关；(C)剪力符号与坐标系有关，弯矩符号与坐标系无关；(D)弯矩符号与坐标系有关，剪力符号与坐标系无关。 正确答案是B。 4. (5分)由惯性矩的平行移轴公式，Iz2的答案有四种: (A)Iz2=Iz1+bh3/4；(B)Iz2=Iz+bh3/4；(C)Iz2=Iz+bh3；(D)Iz2=Iz1+bh3。 正确答案是(C)。 二 (15分) 图示轴向拉压杆A=1000mm2，P=10kN，纵向分布载荷q=10kN/m，a=1m。求1-1截面的应力s和杆中smax。D答案 s1=5MPa， (5分)； smax=10MPa。 (10分)三 (15分) 钢制圆轴的直径为d，材料的许用剪应力t=30MPa。求:(1)选择轴的直径；(2)将m3和m4互换重选直径。 (1)16Tmax/(pd3)t (5分) ； d=55.4mm (5分)；(2)互换后 Tmax=0.5kNm d=43.9mm (5分)四 (15分) 作梁的Q、M图。 答案如图示 （7分) (8分)五 (15分) 圆截面悬臂梁受载如图。当梁长为l，直径为d时，最大弯曲正应力达到许用值。今欲将梁增长至2l，为满足强度要求，直径应增为d的多少倍。 五 (15分) s=(ql2/2)/(pd3/32) (5分)设梁长增倍后直径应增为nd，则s=q(2l)2/2/p(nd)3/32 (5分)解得n=1.6倍。 (5分) 六 (20分) 图示T形截面铸铁梁，已知st=30MPa，sc=60MPa，试计算许用载荷P之值。(C为形心) B截面:s=10652P/(763.7104)=30MPa，P=4.4kN (5分)s=10688P/(763.7104)=60MPa，P=5.2kN (5分)D截面:s=0.75P10688/(763.7104)=30MPa，P=3.47kN (5分)P=3.47kN (5分)西安建筑科技大学考试试卷(答案)二一 选择题1(5分) 图示受自由落体冲击的两个立柱，其材料和长度均相同，只是粗细不同(Dd)，其动应力sd的关系为:(A)(sd)a=(sd)b；(B)(sd)a(sd)b；(D)无法比较。 正确答案是。 2(5分) 两端球铰的正方形截面压杆，当失稳时，截面将绕哪个轴转动，有四种答案:(A)绕y轴弯曲； (B)绕z1轴弯曲；(C)绕z轴弯曲； (D)可绕过形心C的任何轴弯曲。二 填空题1(5分) 等直杆(a)及(b)的EA相同，受力情况如图。杆内的变形能分别是: (a)杆，Ua=；(b)杆，Ub=。 2(5分) 某构件内一点处的交变应力随时间变化的图线如图所示，则该交变应力的循环特征是，最大应力是，最小应力是。 三 计算题1. 图示单元体，已知sy=50MPa，tyx=10MPa。求sa和ta。(10分) 2. 已知简支木梁受载荷如图所示，若木梁采用h:b=3:2的矩形截面，其容许应力为s=10MPa，试设计木梁截面尺寸。.(20分) 3. 已知梁的抗弯刚度EI为常数，试用卡氏第二定理求图示外伸梁D点的挠度和B截面的转角。 (20分)4. 等截面刚架的抗弯刚度为EI，抗弯截面系数为W，重物Q自由下落时，求刚架内sdmax(不计轴力)。 (15分)5. 图示压杆，当截面绕z轴失稳时，两端视为铰支；绕y轴失稳时，两端为固定端。已知:s=160MPa，试校核压杆的稳定性。(15分) 材 料 力 学 答 案 (A 卷)一 选择题1(B) 2(D) 二填空题1(5分) Ua=P2l/(6EA)，Ub=P2l/(2EA) 2(5分) r=-0.5，smax=100MPa，smin=-50MPa，sm=25MPa， 三 计算题1(10分) sa=3.84MPa，(5分)ta=-16.65MPa (5分)2(20分) smax=Mmaxcosj+(Wz/Wy)sinj/Wzs (5分)Wz/Wy=h/b=3/2 (5分)Wz=bh2/6=2.5210-4 m3 (5分)h=0.131m，b=0.0876m取b=90mm，h=135mm (5分)3(20分) U=2P2l3/(3EI) (5分)fD=4Pl3/(3EI)() (5分)U=(Pl+m)2l/(2EI)+P2l3/(6EI) (5分)qB=Pl/(EI)(顺时针) (5分)4(15分) Dst=4Qa3/(3EI) (5分)Kd=1+1+3EIH/(2Qa3)1/2 (5分)sd=Kdsst=1+1+3EIH/(2Qa3)1/2Qa/W (5分)5(15分) A=2086mm2，Iy=31.2104mm4， (2分)Iz=71.2104mm4，ly=94，lz=124.5=lmax， (3分)j=0.4368，N/(jA)=153.6MPas，稳定 （10分) 西安建筑科技大学考试试卷(答案)三一选择题1. (5分) 两根梁尺寸、受力和支承情况完全相同，但材料不同，弹性模量分别为E1和E2且E1=7E2，则两根梁的挠度之比y1/y2为:(A)1/14； (B)1/7；(C)1/49；(D)1/71/2。 正确答案是。 2. (5分) 一内、外直径分别为d、D的空心圆轴，其抗扭截面系数有四种答案:(A)Wt=(pD3/16)-(pd3/16)；(B)Wt=(pD3/32)-(pd3/32)；(C)Wt=p/(16D)(D4-d4)； (D)Wt=(pD4/32)-(pd4/32)。 正确答案是。 3. (5分) 已知平面图形的形心为C，面积为A，对z轴的惯性矩为Iz，则图形对z1轴的惯性矩有四种答案:(A)Iz+b2A；(B)Iz+(a+b)2A；(C)Iz+(a2-b2)A；(D)Iz+(b2-a2)A。 正确答案是。 4. (5分) 用积分法计算图示梁的挠度，其支承条件和连续条件为:(A) x=0，y=0；x=a+l，y=0；x=a， y(左)=y(右)，q(左)=q(右)；(B) x=0，y=0；x=a+l，q=0；x=a y(左)=y(右)，q(左)=q(右)；(C) x=0，y=0；x=a+l，y=0,q=0； x=a，y(左)=y(右)；(D) x=0，y=0；x=a+l，y=0，q=0；x=a，q(左)=q(右)。正确答案是。 (15分) 带中间铰的联合梁受载如图，作梁的Q、M图。 二 (15分) 图示内外径分别为45mm和65mm的空心圆轴，t=22MPa，G=80GPa。(1)校核轴的强度；(2)求A、C两截面间的相对扭转角。 三 (15分) 图示结构中，、三杆材料相同，截面相同，弹性模量均为E，杆的截面面积为A，杆的长度如图示。横杆CD为刚体，载荷P作用位置如图示。求、杆所受的轴力。 四 (20分) 图示为一铸铁梁，P1=9kN，P2=4kN，许用拉应力st=30MPa，许用压应力sc=60MPa，Iy=7.6310-6m4，试校核此梁的强度。 五 (15分) 钢质圆杆的直径d=10mm，P=5.0kN，弹性模量E=210GPa。求杆内最大应变和杆的总伸长。 工 程 力 学 (A 卷)答 案一 选择题1. (5分) (B) 2. (5分) (C) 3. (5分) (D) 4. (5分) (C) 二 (15分) RA=5qa/2()MA=3qa2(逆)（2分）RB=3qa/2()x=a/2 （2分）（11分）三 (15分) tmax=Tmax/Wt=19.26MPat （7分）jAC=0.60.4/(GIp)-0.80.5/(GIp)109=-1.48210-3rad （8分）四 (15分) N1=2P/7(拉) （5分） ，N2=3P/7(拉) （5分），N3=2P/7(拉) (5分) 五 (20分) s=My/Iz最大压应力在B截面下边缘，(sc)max=46.1MPasc （6分）最大拉应力:B截面上边缘，(st)max=27.3MPast （6分）C截面下边缘，(st)max=28.8MPa90，(Ncr)2=248kN Ncr/nst=124kN=31/2P，P=71.6kN (5分)P=71.6kN (1分)三.填空题1. (5分)边界条件是：yA=0，qA=0，yC=0。 （2分）连续条件是：yD(左)=yD(右)，qD(左)=qD(右)，yB(左)=yB(右) （3分）2. (5分) 3. (5分)sm=(smax+smin)/2=40MPa, sa=(smax-smin)/2=80MPa , r=smin/smax=-0.333 四 (15分)危险截面A处的强度条件:32(M2+T2)1/2/(pd3)s (5分)d32(150P)2+(140P)21/2/(ps) (6分) X=63.9mm , 取d=64mm (4分) 五 （15分) 解：（1）计算主应力根据应力