材料力学练习题范文

材料力学练习题范文材料力学练习题范文 材料力学练习册景德镇陶瓷学院机电学院力学教学组xx年9月目录第 一章绪论3第二章拉伸 压缩与剪切5第三章扭转9第四章弯曲内力11 第五章弯曲应力14第六章弯曲变形16第七章应力和应变分析强度理 论18第八章组合变形21第九章压杆稳定23第十章动载荷25第十一章 交变应力27第十二章能量法28第一章绪论 一 是非题1 1材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律 1 2内力只能是力 1 3若物体各点均无位移 则该物体必定无变形 1 4截面法是分析应力的基本方法 二 选择题2 1构件的强度是指 刚度是指 稳定性是指 A 在外力作用下构件抵抗变形的能力B 在外力作用下构件保持其原 有的平衡状态的能力C 在外力作用下构件抵抗破坏的能力2 2根据均 匀性假设 可认为构件的 在各点处相同 A 应力B 应变C 材料的弹性常数D 位移2 3下列结论中正确的是 A 内力是应力的代数和B 应力是内力的平均值C 应力是内力的集度D 内力必大于应力2 4图示两单元体虚线表示其受力后变形情况 两 单元体切应变 为 A B 0 C 0 2D 2题2 4图 三 计算题3 1试求图示结构mm 和n 何类基本变形 n两截面上的内力 并指出AB和BC两杆的变形属于3 2拉伸试样上A B两点的距离l称为标距 受拉力作用后 用变形仪量出两点距离的增量为mml2105 若l的原长为mml100 试求A B两点间的平均应变m 3 3图示三角形薄板因受外力作用而变形 角点B垂直向上的位移为 和BC仍保持为直线 试求沿OB的平均应变 并求AB BC两边在B点的角度改变 mm03 0 但AB第二章拉伸 压缩与剪切 一 是非题1 1使杆件产生轴向拉压变形的外力必须是一对沿杆件轴 线的集中力 1 2轴力越大 杆件越容易被拉断 因此轴力的大小可以用来判 断杆件的强度 1 3内力是指物体受力后其内部产生的相互作用力 1 4同一截面上 必定大小相等 方向相同 1 5杆件某个横截面上 若轴力不为零 则各点的正应力均不为 零 1 6 值越大 说明材料的塑性越大 1 7研究杆件的应力与变形时 力可按力线平移定理进行移动 1 8杆件伸长后 横向会缩短 这是因为杆有横向应力存在 1 9线应变 的单位是长度 1 10轴向拉伸时 横截面上正应力与纵向线应变成正比 1 11只有静不定结构才可能有温度应力和装配应力 1 12在工程中 通常取截面上的平均切应力作为联接件的名义 切应力 1 13剪切工程计算中 剪切强度极限是真实应力 1 14轴向压缩应力 与挤压应力bs 都是截面上的真实应力 二 选择题2 1变形与位移关系描述正确的是 A 变形是绝对的 位移是相对的B 变形是相对的 位移是绝对的C 两者都是绝对的D 两者都是相对的2 2轴向拉压中的平面假设适用于 A 整根杆件长 度的各处B 除杆件两端外的各处C 距杆件加力端稍远的各处2 3变截 面杆如图 设1F 2F 3F分别表示杆件中截面1 1 2 2 3 3上内力 则下列结论中哪些是正确的 A 21FF 32FF B 21FF 2F 3F C 21FF 2F 3F D 21FF 2F 3F2 4影响杆件工作应力的因素有 影响极限应力 的因素有 A 载荷 材料性质C 截面尺寸D 工作条件2 5图示三种材料的应力 应变曲线 则弹性模量最大的材料是 强度最高的材料是 塑性性能最好的材料是 2 6长度和截面面积均相同的两杆 一为钢杆 一为铝杆 在相同的 拉力作用下 A 铝杆的应力和钢杆相同 而变形大于钢杆B 铝杆 的应力和钢杆相同 而变形小于钢杆C 铝杆的应力和变形都大于钢 杆D 铝杆的应力和变形都小于钢杆2 7一般情况下 剪切面与外力的 关系是 A 相互垂直B 相互平行C 相互成D 无规律 452 8如图所 示 在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈 可以提高 强度 A 螺栓的拉伸B 螺栓的剪切C 螺栓的挤压D 平板的挤压2 9图示联接 件 若板和铆钉为同一材料 且已知 提高材料的利用率 则铆钉 的直径d应为 A td2 B td4 C 8td D 4td 三 计算题3 1在图示结构中 若钢拉杆BC的横截面直径为 2 b s 为充分mm10 试求拉杆内的应力 设由BC联接的1和2两部分均为刚体 3 2直径为mm 的斜截面上的正应力及切应力 1030的圆杆 在拉力kNP10 的作用下 试求最大切应力 并求与横 截面的夹角为 3 3在图示简易吊车中 BC为钢杆 AB为木杆 木杆AB的横截面面积21100cmA 许用应力 试求许可吊重P MPa71 钢杆BC的横截面面积226cmA 许用应力 MPa1602 3 4在图示结构中 假设AC梁为刚杆 杆 1 2 3的横截面面积相等 材料相同 试求三根杆子的轴力 3 5图示凸缘联轴节传递的力偶为mm10 对称地分布在MPa60 试 校核螺栓的剪切强度 mNm80 200mm 凸缘之间用四只螺栓连接 螺栓内的圆周上 如螺栓的剪切许用应力为径 dD0 3 6木隼接头如图所示 cmba12 cmh35 cmc5 4 kNP40 试求接头的剪切和挤压应力 第三章扭转 一 是非题1 1在单元体两个相互垂直的截面上 切应力的大小可以 相等 也可以不等 T 可以适用于任意截面的轴 1 2扭转切应力公式p I 1 3受扭转的圆轴 最大切应力只出现在横截面上 1 4圆轴扭转时 横截面上既有正应力 又有切应力 1 5矩形截面杆扭转时 最大切应力发生于矩形长边的中点 二 选择题2 1根据圆轴扭转的平面假设 可以认为圆轴扭转时横截 面 A 形状尺寸不变 直线仍为直线B 形状尺寸改变 直线仍为 直线C 形状尺寸不变 直线不保持直线D 形状尺寸改变 直线不保 持直线2 2已知图 a b所示两圆轴的材料和横截面面积均相等 若图于固定端A的扭转角是 则图 b所示B端面相对于固定端A的扭 转角是 A B 2C 3D 4 三 计算题3 1作图示各杆的扭矩图 图c中各量单位 a所示B端面 相对 mkN 3 2阶梯形圆轴直径分别为mmd401 30 mmd702 轴上装有三个皮带 轮 如图所kWP13 轴作匀速转动 示 已知由轮3输入的功率为kWP3 轮1输出的功率为1 G转速 min 20 0rn 2 材料的剪切许用应力 试校核轴的强度和刚度 MPa60 GPa80 许用扭转角m 3 3传动轴的转速为min 500rn 2 00 主动轮1的输入功率5001 P70 马力 从动轮 2 3分别输出功率GPaG80 1 试确定AB段的直径 2 若AB和BC两段选用同一直径 试确定直径d 3 主动轮和从动轮应如何安排才比较合理 2 P马力 3003 P马 力 已知 MPa m 1 1d和BC段的直径2d 3 4两端固定的圆轴AB 在截面C上受扭转力偶矩m作用 试求梁固定端的反作用力偶矩Am和Bm 第四章弯曲内力 一 是非题1 1按静力学等效原则 将梁上的集中力平移不会改变梁 的内力分布 1 2当计算梁的某截面上的剪力时 截面保留一侧的横向外力向 上时为正 向下时为负 1 3当计算梁的某截面上的弯矩时 截面保留一侧向上的横向外 力对截面形心取的矩一定为正 1 4梁端铰支座处无集中力偶作用 该端的铰支座处的弯矩必为 零 1 5若连续梁的联接铰处无载荷作用 则该铰的剪力和弯矩为零 1 6分布载荷 xq向上为负 向下为正 1 7最大弯矩或最小弯矩必定发生在集中力偶处 1 8简支梁的支座上作用集中力偶M 当跨长L改变时 梁内最大 剪力发生改变 而最大弯矩不改变 1 9剪力图上斜直线部分可以肯定有分布载荷作用 1 10若集中力作用处 剪力有突变 则说明该处的弯矩值也有 突变 二 选择题2 1用内力方程计算剪力和弯矩时 横向外力与外力矩的 正负判别正确的是 A 截面左边梁内向上的横向外力计算的剪力 及其对截面形心计算的弯矩都为正B 截面右边梁内向上的横向外力 计算的剪力及其对截面形心计算的弯矩都为正C 截面左边梁内向上 的横向外力计算的剪力为正 向下的横向外力对截面形心计算的弯 矩都为正D 截面右边梁内向下的横向外力计算的剪力为正 该力对 截面形心计算的弯矩也为正2 2对剪力和弯矩的关系 下列说法正确 的是 A 同一段梁上 剪力为正 弯矩也必为正B 同一段梁上 剪力为正 弯矩必为负C 同一段梁上 弯矩的正负不能由剪力唯一 确定D 剪力为零处 弯矩也必为零2 3以下说法正确的是 A 集中 力作用处 剪力和弯矩值都有突变B 集中力作用处 剪力有突变 弯矩图不光滑C 集中力偶作用处 剪力和弯矩值都有突变D 集中力 偶作用处 剪力图不光滑 弯矩值有突变M作用 如图所示 以下结论错误的是 2 4简支梁受集中力偶0A 00 ba时 弯矩图 为三角形B 时 弯矩图为三角形C 无论C在何处 最大弯矩必为0M D 无论C在何处 最大弯矩总在C处2 5图示二连续梁的支座 长度都 相同 集中力P分别位于C处右侧和左侧但无限接近联接铰C 以下结论正确的是 A 两根梁的Q和M图都相同B 两根梁的Q图相同 M图不相同C 两根梁的Q图不相同 M图相同D 两根梁的Q和M图都不 相同2 6图示二连续梁的支座和尺寸都相同 集中力偶0M分别位于C 处右侧和左侧但无限接近联接铰C 以下结论正确的是 A 两根梁的Q和M图都相同B 两根梁的Q图相同 M图不相同C 两根梁的Q图不相同 M图相同D 两根梁的Q和M图都不 相同 三 计算题3 1设已知图示各梁的载荷P q m和尺寸a 求 1 列出梁的剪力方程和弯矩方程 2 作剪力图和弯矩图 3 确定maxQ及maxM 3 2作图示各梁的剪力图和弯矩图3 3作图示刚架的弯矩图 第五章弯曲应力 一 是非题1 1梁在纯弯曲时 变形后横截面保持为平面 且其形状 大小均保持不变 1 2图示梁的横截面 其抗弯截面系数zW和惯性矩zI分别为以下 两式6622bhBHWz 121233bhBHIz 1 3梁在横力弯曲时 横 截面上的最大切应力不一定发生在截面的中性轴上 1 4设梁的横截面为正方形 为增加抗弯截面系数 提高梁的强 度 应使中性轴通过正方形的对角线 1 5杆件弯曲中心的位置只与截面的几何形状和尺寸有关 而与 载荷无关 二 选择题2 1设计钢梁时 宜采用中性轴为 的截面 设计铸铁 梁时 宜采用中性轴为 的截面 A 对称轴B 偏于受拉边的非对称轴C 偏于受压边的非对称轴D 对称 或非对称轴2 2图示两根矩形截面的木梁按两种方式拼成一组合梁 拼接的面上无黏胶 梁的两端受力偶矩0M的作用 以下结论中 是正确的 A 两种情况max 相同B 两种情况正应力分布形式相同C 两种情况中 性轴的位置相同D 两种情况都属于纯弯曲2 3非对称的薄壁截面梁承 受横向力时 若要求梁只产生平面弯曲而不发生扭转 则横向力作 用的条件是 A 作用面与形心主惯性平面重合B 作用面与形心主 惯性平面平行C 通过弯曲中心的任意平面D 通过弯曲中心 且平行 于形心主惯性平面 三 计算题3 1简支梁承受均布载荷如图所示 若分别采用截面面积相等的实心和空心圆截面 且32 DmmD401 52 d 试分别计算它们的最大正应力 并问空心截面比实心截面的最大 正应力减少了百分之几 3 2 形截面铸铁悬臂梁 MPa40 压缩许 用应力 410180cmIZC 尺寸及载荷如图所示 若材料的拉伸许用应力 MPa160 试计算该梁的许可载荷P tc 截面对形心轴cz的惯性矩cmh64 91 3 3截面为正方形的梁 按图示两种方式放置 试问哪种方式比较合理 第六章弯曲变形 一 是非题1 1梁内弯矩为零的横截面其挠度也为零 1 2梁的最大挠度处横截面转角一定等于零 1 3绘制挠曲线的大致形状 既要根据梁的弯矩图 也要考虑梁 的支承条件 1 4静不定梁的基本静定系必须是静定的和几何不变的 1 5温度应力和装配应力都将使静不定梁的承载能力降低 二 选择题2 1等截面直梁弯曲变形时 绕曲线曲率最大发生在 处 A 挠度最大B 转角最大C 剪力最大D 弯矩最大2 2将桥式起重机的朱 钢梁设计成两端外伸的外伸梁较简支梁有利 其理由是 A 减少了梁的最大弯矩值B 减少了梁的最大剪力值C 减少了梁的最 大挠度值D 增加了梁的抗弯刚度值2 3图示两梁的抗弯刚度EI相同 载荷q相同 则下列结论中正确的是 A 两梁对应点的内力和位移 相同B 两梁对应点的内力和位移不相同C 内力相同 位移不同D 内 力不同 位移相同2 4图示三梁中af bf cf分别表示图 a b c的中点位移 则下列结论中正确的是 A cbafff2 B af cbff C af bf cf D cbafff2 2 5为提高梁的抗弯刚度 可通过 来实现 A 选择优质材料B 合理安排梁的支座 减少梁的跨长C 减少梁上作 用的载荷D 选择合理截面形状 三 计算题3 1用叠加法求图示外伸梁外伸端的挠度和转角 EI为已知常数 3 2图示结构中 梁为16号工字钢 拉杆的截面为圆形 GPa200 试求梁及拉杆内的最大正应力 mmd10 两者均为A3钢 E 第七章应力和应变分析强度理论 一 是非题1 1纯剪切单元体属于单向应力状态 1 2纯弯曲梁上任一点的单元体均属于二向应力状态 1 3不论单元体处于何种应力状态 其最大剪应力均等于231 1 4构件上一点处沿某方向的正应力为零 则该方向上的线应变 也为零 1 5在单元体上叠加一个三向等拉应力状态后 其形状改变比能 改变 二 选择题2 1过受力构件内任一点 取截面的不同方位 各个面上 的 A 正应力相同 切应力不同B 正应力不同 切应力相同C 正 应力相同 切应力相同D 正应力不同 切应力不同2 2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 切应力一定为零2 3当三向应力圆成为一个圆时 主应力一定满足 A 21 B 32 或32 C 31D 212 4图示单 元体 已知正应力为 切应力为2 下列结果中正确的是 A 43 3max Ez B 21 max 1 E z C 21 max E z D 2 max 21 Ez2 5以下结论中 是错误的 A 若21 21 2 则必定既有体积 改变 也有形状改变2 6以下几种受力构件中 只产生体积改变比能 的是 只产生形状改变比能的是 A 受均匀内压的空心圆球B 纯扭转的圆轴C 轴向拉伸的等直杆03 则没有体积改变B 若 03 则没有形状改变C 若321 则既无体积 改变 也无形状改变D 若13D 三向等压的地层岩石2 7以下四种受力 构件 需用强度理论进行强度校核的是 A 承受水压力作用的无 限长水管B 承受内压力作用的两端封闭的薄壁圆筒C 自由扭转的圆 轴D 齿轮传动轴2 8对于危险点为二向拉伸应力状态的铸铁构件 应 使用 强度理论进行计算 A 第一B 第二C 第一和第二D 第三和第四2 9图示两危险点应力状态 其中 按第四强度理论比较危险程度 则 A a点较危险B 两者危险程度相同C b点较危险D 不能判断2 10图示 两危险点应力状态 按第三强度理论比较危险程度 则 A a点较危险B 两者危险程度相同C b点较危险D 不能判断 三 计算题3 1在图示单元体中 试用解析法和图解法求斜截面ab上 的应力 应力的单位为MPa 3 2已知应力状态如图所示 图中应力的单位皆为MPa 试用解析法及图解法求 1 主应力大小 主平面位置 2 在单元体上绘出主平面位置及主应力方向 3 最大切应力 3 3薄壁圆筒扭转 拉伸试验的示意图如图所示 若kNP20 mNT 600 且mmd50 mm2 试求 1 A点在指定斜截面上的应力 2 A点的主应力的大小及方向 用单元体表示 3 4在通过一点的两个平面上 应力如图所示 单位为MPa 试求主应力的数值及主平面的位置 并用单元体的草图表示出来 3 5在一体积较大的钢块上开一个贯穿的槽 其宽度和深度都是10mm 在槽内紧密无隙地嵌入一铝质立方块 它的尺寸是1010 时 假 设钢块不变形 铝的弹性模量GPaE70 应的变形 mm 10 当铝块受到压力33 0 试求铝块的三个主应力及相kNP6 的作用第八章组合变形 一 是非题1 1斜弯曲时 危险截面上的危险点是距形心主轴最远的 点 1 2工字形截面梁发生偏心拉伸变形时 其最大拉应力一定在截 面的角点处 1 3对于偏心拉伸或偏心压缩杆件 都可以采用限制偏心距的方 法 以达到使全部截面上都不出现拉应力的目的 1 4直径为d的圆轴 其危险截面上同时承受弯矩M 扭矩T及轴 力N的作用 若按第三强度理论计算 则危险点处的23223332432 dTdNdMr 1 5图示矩形截面梁 其最大拉应力发生在固定端截面的a处 二 选择题2 1图 a杆件承受轴向拉力F 若在杆上分别开一侧 两 侧切口如图 b 图 c所示 令杆 a b c中的最大拉应力分别为max1 max2 和max3 则下列结论中 是错误的 A max1 一定小于max2 B max1一定小于max3C max3 一定大于max2D max3可能小于max22 2对于偏心压缩的杆件 下述结 论中 是错误的 A 截面核心是指保证中性轴不穿过横截面的 位于截面形心附近的 一个区域B 中性轴是一条不通过截面形心的直线C 外力作用点与中 性轴始终处于截面形心的相对两边D 截面核心与截面的形状 尺寸 及载荷大小有关 三 计算题3 1材料为灰铸铁HT15 33的压力机框架如图所示 许用拉应力为 用压应力为 MPa80 MPat30 许c 试校核该 框架立柱的强度 3 2电动机的功率为9kW 转速715分长度为mml120 的强度 min 若 r 皮带轮直径60 mmD250 主轴外伸部 主轴直径mmd40 M Pa 试用第三强度理论校核轴第九章压杆稳定 一 是非题1 1由于失稳或由于强度不足而使构件不能正常工作 两 者之间的本质区别在于前者构件的平衡是不稳定的 而后者构件的 平衡是稳定的 1 2压杆失稳的主要原因是临界压力或临界应力 而不是外界干 扰力 1 3压杆的临界压力 或临界应力 与作用载荷大小有关 1 4两根材料 长度 截面面积和约束条件都相同的压杆 其临 界压力也一定相同 1 5压杆的临界应力值与材料的弹性模量成正比 二 选择题2 1在杆件长度 材料 约束条件和横截面面积等条件均 相同的情况下 压杆采用图 所示的截面形状 其稳定性最好 而采用图 所示的截面形状 其稳定性最差 22 2一方形横截面的压杆 若在其上钻一横向小孔 如图所示 则该杆与原来相比 A 稳定性降低 强度不变B 稳定性不变 强度降低C 稳定性和强度都降低D 稳定性和强度都不变2 3若在强 度计算和稳定性计算中取相同的安全系数 则在下列说法中 是正确的 A 满足强度条件的压杆一定满足稳定性条件B 满足稳定性条件的 压杆一定满足强度条件C 满足稳定性条件的压杆不一定满足强度条 件D 不满足稳定性条件的压杆不一定满足强度条件 三 计算题3 1设图示千斤顶的最大承载压力为kNP150 螺杆内径m md52 cml50 材料为A3钢 GPaE200 稳定安全系数规定为3 stn 试校核其稳定性 3 2某厂自制的简易起重机如图所示 其压杆BD为20号槽钢 材料为A3钢 起重机的最大起重量是kNP40 若规定的稳定安全系数为5 stn 试校核BD杆的稳定性 第十章动载荷 一 是非题1 1动荷系数总是大于1 1 2对自由落体垂直冲击 被冲击构件的冲击应力与材料无关 1 3在冲击应力和变形实用计算的能量法中 因为不计被冲击物 的质量 所以计算结果与实际情况相比 冲击应力和冲击变形均偏 大 1 4动载荷作用下 构件内的动应力与构件材料的弹性模量有关 二 选择题2 1受水平冲击的刚架如图所示 欲求C点的铅垂位移 则动荷系数表达式中的静位移st 应是 A C点的铅垂位移B C点的水平位移C B点的水平位移D 截面B的 转角2 2如图所示重量为W的物体自高度为h处下落至梁上D截面处 梁上C截面的动应力为stddK 其中stdhK 211 式中st 应 取静载荷作用下梁上 A C点的挠度B E点的挠度C D点的挠度D 最大挠度2 3如图所示 重量为W的物体自由落体 冲击在悬臂梁AB的B点上 梁的横截面为工字梁 梁可安放成图 a或图 b的两种形式 比较两种情况下A截面处的静应力和动荷系数 其正确的说法是 A C点的铅垂位移B C点的水平位移C B点的水平位移D 截面B的 转角 三 计算题3 1重量为Q的重物自高度H下落冲击于梁上的C点 设梁 的E I及抗弯截面系数W皆为已知量 试求梁内最大正应力及梁的跨度中点的挠度 3 2直径cmd30 长为ml6 的圆木柱 下端固定 上端受重kNW2 的 重锤作用 木材的弹性模量GPaE101 求下列三种情况下 木桩内的最大正应力 a 重锤以静载荷的形式 作用于木桩上 b 重锤以离桩顶5 0m的高度自由落下 c 在 桩顶放置直径为cm 15 厚为mm40的橡皮垫 橡皮的弹性模量GPaE82 重锤也是从离橡皮垫顶面m5 0的高度自由落下 第十一章交变应力 一 是非题1 1构件在交变应力作用下的疲劳破坏与静应力下的失效 本质是相同的 1 2通常将材料的持久极限与条件疲劳极限统称为材料的疲劳极 限 1 3材料的疲劳极限与强度极限相同 1 4材料的疲劳极限与构件的疲劳极限相同 二 选择题2 1标准试件经无限多次应力循环而不发生疲劳破坏的 称为材料的疲劳极限 A 应力幅度B 平均应力值C 最大应力值D 最小应力值2 2构件在 交变应力作用下发生疲劳破坏 以下结论中 是错误的 A 断裂时的最大应力小于材料的静强度极限B 用塑性材料制成的 构件 断裂时有明显的塑性变形C 用脆性材料制成的构件 破坏时 呈脆性断裂D 断口表面一般可明显地分为光滑区和粗粒状区第十二 章能量法 一 是非题1 1杆系结构的变形能等于各杆变形能之和 1 2弹性体变形能与加力次序无关 只与最后受力有关 1 3结构上的外力做功可能为正或负 因而结构的变形能有正负 之分 1 4线性弹性结构的变形能可以叠加而非弹性结构的变形能不能 叠加 1 5载荷与变形能之间必为非线性关系 1 6结构上作用n个外力iP1 i 2 n