电子科大2008年期末材料力学B卷试题及答案.docx

学院 姓名 学号 任课老师 选课号 密封线以内答题无效电子科技大学二零零 八 至二零零 九 学年第 1 学期期 末 考试 材料力学 课程考试题 B 卷 （ 120 分钟） 考试形式： 闭卷 考试日期 200 年 月 日课程成绩构成：平时 10 分， 期中 10 分， 实验 10 分， 期末 70 分一二三四五期末总分期末折算平时期中实验合计阅卷教师一、选择题（每题2分，共14分）1. 杆件受力作用如图所示。若AB，BC，CD三段的横截面面积分别为A，2A，3A，则下列结论中正确的是（ d ）。 （A）各段横截面上的轴力相等，各段横截面上的正应力相等；（B）各段横截面上的轴力不相等，各段横截面上的正应力不等；题1-1图（C）各段横截面上的轴力相等，各段横截面上的正应力不等；（D）各段横截面上的轴力不相等，各段横截面上的正应力相等。2. 矩形截面梁纯弯曲时，在横截面的中性轴处（ b ）。（A）正应力最大，切应力为零； （B）正应力为零，切应力最大（C）正应力和切应力均最大； （D）应力和切应力均为零。3. 矩形截面木拉杆的接头如图所示。其剪切面积、挤压面积分别为（ c ）。题1-3图（A）bl，al；（B）lh，al；（C）bl，ab;（D）lh，ab4. 在单元体的主平面上（ d ）。（A）正应力一定最大 （B）正应力一定为零 （C）切应力一定最大 （D）切应力一定为零5. 实心圆轴扭转，横截面积为A，已知不发生屈服的极限扭矩为，若将其横截面积增加到2A，那么极限扭矩为（ c ）。（A） （B） （C） （D）6. 梁AB受载荷如图，试问：将支座A、B分别内移到C、D位置时，梁的承载能力（ a ）。a（A）提高 （B）降低 （C）不变 （D）无法确定7. 某机轴材料为45号钢，工作时发生弯扭组合变形，对其进行强度计算时，宜采用（ c ）强度理论。（A）第一或第二 （B）第二或第三 （C）第三或第四 （D）第四或第一题2-1图二、填空题（共16分）1. （3分）用公式计算图示横截面A点的弯曲应力时，_55000mm3_。（图中单位为mm）2.（3分）两根细长压杆a，b的长度、横截面面积、约束状态及材料均相同。若压杆a，b的横截面形状分别为正方形和圆形，则压杆a，b的临界载荷_ （填大于、小于或等于）。3. （每空1分，共3分）矩形截面梁发生对称弯曲时，弯曲正应力计算公式为，y轴为横截面的 _对称_ 轴；z轴为横截面的_中性_轴，z轴通过横截面的 _形心_ 。4. （每空1分，共2分）在拉伸试验中，低碳钢试件屈服时试件表面会出现与轴线约成 _横截面_的滑移线，这是因为该面上作用有最大 _正_ 应力。5. （3分）正方形截面如图，杆的最大压应力 16_ Mpa。题2-5图6. （2分）当实心圆轴的直径由d增加至2d时，其抗扭强度增加到原来的 _16_ 倍。三、计算题（共70分）1.（12分）在受集中力偶M作用的矩形截面简支梁中，测得中性层上k点处沿图示方向的线应变为。已知材料的弹性常数E，和梁的横截面及长度尺寸分别为b，h，a，d，l。试求集中力偶M。2.（15分）图示结构，杆1与杆2的弹性模量均为E，横截面面积均为A，梁BC为刚体，载荷F=20kN，许用拉应力t=160MPa，许用压应力c=110MPa。试确定各杆的横截面面积。3（15分）图示结构中，分布载荷q=20kN/m。AD为刚性梁。柱BC的截面为圆形，直径d=80mm。已知柱BC为Q235钢，=160MPa，p=100，稳定安全因数nst=3。试校核结构的稳定性。（弹性模量E=200GPa）题3-2图4（15分）铸铁梁的载荷及横截面尺寸如下图所示，其中IZ=6013cm4，材料的许用拉应力t =40MPa,许用压应力c =100MPa。要求：（1）画出梁的剪力图和弯矩图 ；（2）校核梁的弯曲正应力强度。（图中单位为mm）5. （13分）圆截面直角曲拐位于水平面xz内，如图示。若在自由端C处作用一集中力，该力作用于平面内，且与y轴交角为。已知，。要求：（1）（4分）填空:：AB杆发生_组合变形，危险点位于_截面。（2）（9分）按第三强度理论校核AB杆的强度。电子科技大学二零零 八 至二零零 九 学年第 1 学期期 末 考试试卷B答案与评分细则一、选择题（每题2分，共14分）6. 杆件受力作用如图所示。若AB，BC，CD三段的横截面面积分别为A，2A，3A，则下列结论中正确的是（ D ）。 （A）各段横截面上的轴力相等，各段横截面上的正应力相等；（B）各段横截面上的轴力不相等，各段横截面上的正应力不等；题1-1图（C）各段横截面上的轴力相等，各段横截面上的正应力不等；（D）各段横截面上的轴力不相等，各段横截面上的正应力相等。7. 矩形截面梁纯弯曲时，在横截面的中性轴处（ D ）。（A）正应力最大，切应力为零； （B）正应力为零，切应力最大（C）正应力和切应力均最大； （D）应力和切应力均为零。8. 矩形截面木拉杆的接头如图所示。其剪切面积、挤压面积分别为（ C ）。题1-3图（A）bl，al；（B）lh，al；（C）bl，ab;（D）lh，ab9. 在单元体的主平面上（ D ）。（A）正应力一定最大 （B）正应力一定为零 （C）切应力一定最大 （D）切应力一定为零10. 实心圆轴扭转，横截面积为A，已知不发生屈服的极限扭矩为，若将其横截面积增加到2A，那么极限扭矩为（ C ）。（A） （B） （C） （D）6. 梁AB受载荷如图，试问：将支座A、B分别内移到C、D位置时，梁的承载能力（A）。题2-1图（A）提高 （B）降低 （C）不变 （D）无法确定7. 某机轴材料为45号钢，工作时发生弯扭组合变形，对其进行强度计算时，宜采用（C）强度理论。（A）第一或第二 （B）第二或第三 （C）第三或第四 （D）第四或第一二、填空题（共16分）1. （3分）用公式计算图示横截面A点的弯曲应力时，55000mm3。（图中单位为mm）2.（3分）两根细长压杆a，b的长度、横截面面积、约束状态及材料均相同。若压杆a，b的横截面形状分别为正方形和圆形，则压杆a，b的临界载荷大于 （填大于、小于或等于）。3. （每空1分，共3分）矩形截面梁发生对称弯曲时，弯曲正应力计算公式为，y轴为横截面的 对称 轴；z轴为横截面的 中性 轴，z轴通过横截面的 形心 。4. （每空1分，共2分）在拉伸试验中，低碳钢试件屈服时试件表面会出现与轴线约成 45的滑移线，这是因为该面上作用有最大 切 应力。5. （3分）正方形截面如图，杆的最大压应力 70 Mpa。题2-5图6. （2分）当实心圆轴的直径由d增加至2d时，其抗扭强度增加到原来的 8 倍。三、计算题（共70分）1.（12分）在受集中力偶M作用的矩形截面简支梁中，测得中性层上k点处沿图示方向的线应变为。已知材料的弹性常数E，和梁的横截面及长度尺寸分别为b，h，a，d，l。要求：（1）绘制k点的应力单元体；（2）求集中力偶M的表达式。解：（1）求AB两处的支反力。，k点的剪力 (2分 )（2）绘制k点的应力单元体 （2分）（3）图示方向与轴正向夹角为135度（2分），根据k点应力状态，（2分）则：，（2分），（2分）2.（15分）图示结构，杆1与杆2的弹性模量均为E，横截面面积均为A，梁BC为刚体，载荷F=20kN，许用拉应力t=160MPa，许用压应力c=110MPa。试确定各杆的横截面面积。解：（1）以BC梁为研究对象，进行受力分析 （2分）（2）变形协调方程 （3分） （2分）（3）联立求解 （3分）（4）确定各杆横截面积 （2分） （2分）故两杆的面积应取为 （1分）3（15分）图示结构中，分布载荷q=20kN/m。AD为刚性梁。柱BC的截面为圆形，直径d=80mm。已知柱BC为Q235钢，=160MPa，p=100，稳定安全因数nst=3。试校核结构的稳定性。（弹性模量E=200GPa）解：（1）以AB梁为研究对象进行受力分析 （2分） BC杆受压 （1分）（2）求BC杆的柔度（2分），（2分），BC杆为大柔度杆，可以应用欧拉公式。 （2分）（3）求BC杆的临界载荷 （公式2分，计算结果1分）（4）校核稳定性 （2分）所以BC杆的稳定性满足要求。 （1分）4（15分）铸铁梁的载荷及横截面尺寸如下图所示，其中IZ=6013cm4，材料的许用拉应力t =40MPa,许用压应力c =100MPa。要求：（1）画出梁的剪力图和弯矩图 ；（2）校核梁的弯曲正应力强度。（图中单位为mm）解：（1）求支反力 （3分）（2）绘制梁的剪力图和弯矩图（3分） （3分）（3）校核梁的弯曲正应力强度 （2分） （2分）全梁上的最大弯曲压应力 （1分）全梁上的最大弯曲拉应力 （1分）拉压应力都满足强度要求。5. （13分）圆截面直角曲拐位于水平面xz内，如图示。若在自由端C处作用一集中力，该力作用于平面内，且与y轴交角为。已知，。要求：（1）（4分）填空:：AB杆发生 拉弯扭 组合变形，危险点位于 A 截面。（每空