期末考试选择、填空参考题

1 一点的应力状态 一 判断 1 单元体最大剪应力作用面上必无正应力 答案 此说法错误 答疑 在最大 最小正应力作用面上剪应力一定为零 在最大剪应力作用面上正应力不一定为零 拉伸变形时 最大正应力发生在横截面上 在横截面上剪应力为零 最大剪应力发生在 45 度角的斜截面上 在此斜截面上正应力 为 2 2 单向应力状态有一个主平面 二向应力状态有两个主平面 答案 此说法错误 答疑 无论几向应力状态均有三个主平面 单向应力状态中有一个主平面上的正应力不为零 二向应力状态中有 两个主平面上的正应力不为零 3 受拉构件内 B 点的正应力为 P A 答案 此说法错误 答疑 受拉构件内的 B 点在 0 度的方位上的正应力为 P A 4 弯曲变形时梁中最大正应力所在的点处于单向应力状态 答案 此说法正确 答疑 最大正应力位于横截面的最上端和最下端 在此处剪应力为零 5 过一点的任意两平面上的剪应力一定数值相等 方向相反 答案 此说法错误 答疑 过一点的两相互垂直的平面上的剪应力一定成对出现 大小相等 方向同时指向共同棱边或同时远离共同 棱边 6 梁产生纯弯曲时 过梁内任意一点的任意截面上的剪应力均等于零 答案 此说法错误 答疑 梁产生纯弯曲时 横截面上各点在 0 的方位上剪应力为零 过梁内任意一点的任意截面上的剪应力不 一定为零 11 从横力弯曲的梁上任意一点取出的单元体均处于二向应力状态 答案 此说法错误 答疑 从横力弯曲的梁的横截面上距离中性轴最远的最上边缘和最下边缘的点取出的单元体为单向应力状态 12 受扭圆轴除轴心外 轴内各点均处于纯剪切应力状态 答案 此说法正确 答疑 在受扭圆轴内任意取出一点的单元体如图所示 均为纯剪切应力状态 选择 一点的应力状态 共 2 页 1 在单元体中可以认为 A 单元体的三维尺寸必须为无穷小 B 单元体必须是平行六面体 C 单元体只能是正方体 D 单元体必须有一对横截面 答案 正确选择 A 答疑 单元体代表一个点 体积为无穷小 2 滚珠轴承中 滚珠与外圆接触点为 应力状态 A 二向 B 单向C 三向D 纯剪切 答案正确选择 C 答疑 接触点在铅垂方向受压 使单元体向周围膨胀 于是引起周围材料对接触点在前后 左右方向的约束应力 3 厚玻璃杯因沸水倒入而发生破裂 裂纹起始于 A 内壁 B 外壁 C 内外壁同时 D 壁厚的中间 答案 正确选择 B 答疑 厚玻璃杯倒入沸水 使得内壁受热膨胀 外壁对内壁产生压应力的作用 内壁膨胀使得外壁受拉 固裂纹 起始于外壁 2 5 受内压作用的封闭薄壁圆筒 在通过其壁上任意一点的纵 横两个截面中 A 纵 横两截面均不是主平面 B 横截面是主平面 纵截面不是主平面 C 纵 横二截面均是主平面 D 纵截面是主平面 横截面不是主平面 答案 正确选择 C 答疑 在受内压作用的封闭薄壁圆筒的壁上任意取一点的应力状态为二向不等值拉伸 其 x pD 4t y pD 2t 单元体上无剪应力的作用 固纵 横截面均为主平面 6 水管结冰 管冻裂而冰不坏 是因为 A 冰强度高 B 冰处于三向受压 C 冰的温度高 D 冰的应力等于 0 答案 正确选择 B 答疑 水结冰后体积增大 向三个方向膨胀 而水管阻碍了冰的膨胀 使得冰处于三向压缩应力状态 固冰不 易发生破坏 而水管简化为圆柱型容器 处于二向拉伸应力状态 容易发生破坏 一点的应力状态一点的应力状态 一 一 判断判断 1 1 单向应力状态有一个主平面 二向应力状态有两个主平面 单向应力状态有一个主平面 二向应力状态有两个主平面 2 2 受拉构件内受拉构件内 B B 点的正应力为点的正应力为 P A P A 3 3 弯曲变形时梁中最大正应力所在的点处于单向应力状态 弯曲变形时梁中最大正应力所在的点处于单向应力状态 4 过一点的任意两平面上的切应力一定数值相等 方向相反 过一点的任意两平面上的切应力一定数值相等 方向相反 5 5 梁产生纯弯曲时 过梁内任意一点的任意截面上的剪应力均等于零 梁产生纯弯曲时 过梁内任意一点的任意截面上的剪应力均等于零 6 6 从横力弯曲的梁上任意一点取出的单元体均处于二向应力状态 从横力弯曲的梁上任意一点取出的单元体均处于二向应力状态 7 7 受扭圆轴除轴心外 轴内各点均处于纯剪切应力状态 受扭圆轴除轴心外 轴内各点均处于纯剪切应力状态 答案 答案 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 二 选择二 选择 1 1 滚珠轴承中 滚珠与外圆接触点为 滚珠轴承中 滚珠与外圆接触点为 应力状态 应力状态 A A 二向 二向 B B 单向 单向 C C 三向 三向D D 纯剪切 纯剪切 2 2 厚玻璃杯因沸水倒入而发生破裂 裂纹起始于 厚玻璃杯因沸水倒入而发生破裂 裂纹起始于 A A 内壁 内壁 B B 外壁 外壁 C C 内外壁同时 内外壁同时 D D 壁厚的中间 壁厚的中间 3 3 受内压作用的封闭薄壁圆筒 在通过其壁上任意一点的纵 横两个截面中 受内压作用的封闭薄壁圆筒 在通过其壁上任意一点的纵 横两个截面中 A A 纵 横两截面均不是主平面 纵 横两截面均不是主平面 B B 横截面是主平面 纵截面不是主平面 横截面是主平面 纵截面不是主平面 C C 纵 横二截面均是主平面 纵 横二截面均是主平面 D D 纵截面是主平面 横截面不是主平面 纵截面是主平面 横截面不是主平面 4 4 水管结冰 管冻裂而冰不坏 是因为 水管结冰 管冻裂而冰不坏 是因为 A A 冰强度高 冰强度高 B B 冰处于三向受压 冰处于三向受压 C C 冰的温度高 冰的温度高 D D 冰的应力等于 冰的应力等于 0 0 答案 答案 1 1 C2C2 B3B3 C4C4 B B 压杆稳定练习题 一 判断 1 压杆失稳的主要原因是由于外界干扰力的影响 2 同种材料制成的压杆 其柔度越大越容易失稳 3 压杆的临界压力与材料的弹性模量成正比 4 两根材料 长度 横截面面积和约束都相同的压杆 其临界力也必定相同 5 细长压杆的长度加倍 其他条件不变 则临界力变为原来的 1 4 长度减半 则临界力变为原来的 4 倍 6 满足强度的压杆不一定满足稳定性 满足稳定性的压杆也不一定满足强度 答案 1 2 3 4 5 6 二 选择 1 压杆失稳是指在轴向压力作用下 A 局部横截面的面积迅速变化 B 危险面发生屈服或断裂 3 C 不能维持平衡状态而发生运动 D 不能维持直线平衡而发生弯曲 2 细长杆承受轴向压力 P 杆的临界压力 Pcr与 无关 A 杆的材质 B 杆长 C 杆承受的压力 D 杆的形状 3 图示中钢管在常温下安装 钢管 会引起钢管的失稳 A 温度降低 B 温度升高与降低都会引起失稳 C 温度升高 D 温度升高或降低都不会引起失稳 4 采用 措施 并不能提高细长杆的稳定性 A 选择合理的截面形状 B 提高表面光洁度 C 降低工作柔度 D 选用优质钢 5 两端铰支的细长压杆 在长度一半处增加一活动铰支 用欧拉公式计算临界压力时 临界压力是原来的 倍 A 1 4 B 1 2 C 2 D 4 6 在横截面面积相等 其他条件均相同的条件下 压杆采用 截面形式 稳定性最好 7 图示结构中 当 时 结构的承载力最大 A 0 B 90 度 C 二杆轴力相等 D 二杆同时达到各自的临界压力 8 矩形截面压杆 如果将改为后仍为细长杆 临界力2 1 hbbh 是原来的多少倍 A 16 倍 B 8 倍 C 4 倍 D 2 cr P 倍 cr P 答案 1 D lh 2 C 3 C 4 B 5 D 6 D 7 D 8 D 三 填空 1 对于不同柔度的塑性材料制成的压杆 其最大临界应力将不超过材料的 答案 屈服极限 2 各段细长杆的 EI L 均相等 在力 P 作用下 段先失稳 答案 D 3 判断一根压杆属于细长杆 中长杆还是粗短杆 需要全面考虑压杆的 4 答案 材料 约束状态 长度 横截面形状 尺寸 4 构件在外力作用下 的能力称为稳定性 答案 保持原有平衡 5 图示材料相同 直径相 同的细长圆杆中 杆能承受压 力最 大 杆能承受压 力最 小 答案 c b 交变应力交变应力 一 一 判断判断 1 材料的持久极限仅与材料 变形形式和循环特性有关 而构件的持久极限仅与应力集中 截面 尺寸和表面质量有关 2 当构件内的最大工作应力低于构件的持久极限时 通常构件就不会发生疲劳破坏现象 3 交变应力是指构件内的应力随时间作周期性变化 而作用在构件上的载荷可能是动载荷也可能是静载荷 4 塑性材料在疲劳破坏时表现为脆断 说明材料的性能在交变应力的作用下由塑性变为脆性 5 在交变应力的作用下 构件表面质量系数总是小于 1 6 提高疲劳强度关键是减缓应力集中和提高构件表面加工质量 答案 答案 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 二 选择二 选择 1 构件在临近疲劳断裂时 其内部 A 无应力集中 B 无明显的塑性变形 C 不存在裂纹 D 不存在应力 2 有效应力集中系数和尺寸系数的范围是 A K 1 1 B K 1 1 1 D K1 3 高速运转的钢轴在何处打钢印为宜 A AB 段 B BC 段 C CD 段 D 到处都可以 4 当交变应力的 不超过材料的疲劳极限时 试件可经 历无数次应力循环而不发生疲劳破坏 A 应力幅 B 最小应力 C 平均应力 D 最大应力 5 构件在交变应力的作用下发生疲劳破坏时 以下结论中错误的是 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 断裂有明显的塑性变形 C 用脆性材料制成的构件 破坏时呈现脆性断裂 D 断口表面一般可明显地分为光滑区和粗糙区 6 图示交变应力的循环特征r 平均应力 m 应力幅值 a 分别为 A 10 20 10 B 30 10 20 C 3 1 20 10 D 3 1 10 20 7 圆轴受力如图 它当以等角速度 旋转时 其横截面上危险点的弯 曲正应力的循环特性为 扭转剪应力的循环特性为 5 A 1 1 B 1 1 C 1 1 D 1 1 8 在对称循环的交变应力的作用下 构件的持久极限为 A K 1 B 1 K C K max D 1 K max 答案 答案 1 B 2 A 3 C 4 D5 B 6 D7 A 8 B 三 填空 1 疲劳破坏的主要特征是 答案答案 工作应力远小于材料的屈服极限 脆断且无明显的塑性变形 断口分光滑区和粗糙区 2 构件在交变应力的作用下 一点的应力值从最小值变化到最大值 再变回到最小值 这一过程称为 答案答案 一个应力循环 3 交变应力的平均应力为 20MPa 应力幅为 40MPa 则循环应力的最大值为 最小值为 循环特性为 答案答案 最大应力为 60 MPa 最小应力为 20 MPa 循环特性为 1 3 4 脉动循环的循环特性 静应力的循环特性为 答案答案 脉动循环的循环特性为 0 静荷应力的循环特性为 1 5 某构件内任一点的交变应力随时间变化的曲线如图 则该交变应力的循环特性为 最大应力为 最小应力为 平均应力为 答案答案 循环特性 1 2 最大应力 100MPa 最小应力 50MPa 平均应力 25MPa 6 所谓材料的持久极限是 它与构件的持久极限的区别乃是后者考虑了 等因 素 在对称循环下疲劳强度计算的表达式是 答案答案 材料经历无数次应力循环而不发生疲劳破坏的最高应力值 构件外形 尺寸 表面加工质量 1 K max n 7 图示中 C 点所对应的工作应力循环是 答案答案 脉动循环 动动载荷载荷 6 一 判断 1 动荷系数总是大于 1 2 构件内突加载荷所引起的应力 是由相应的静荷所引起的应力的 2 倍 3 动荷作用下 构件内的动应力与构件材料的弹性模量有关 4 构件在动载作用下 只要动荷系数确定 则任意一点处的动变形 就可表示为该点处相应的静变形与相应的动 荷系数的乘积 答案 答案 1 1 2 2 3 3 4 4 二 选择 1 冲击能量计算中 不计冲击物体的变形能 所以计算与实际相比 A 冲击应力偏大 冲击变形偏小 B 冲击应力偏小 冲击变形偏大 C 冲击应力偏大 冲击变形偏大 D 冲击应力偏小 冲击变形偏小 2 完全相同的梁受两种自由落体冲击 最大动应力 a b 最大动位移 a b的关系 A a b a b B a b C a b a b a b 3 B 图相对于 A 图而言 梁的最大动荷应力 动荷系数 A 动应 力降低 动荷系数增大 B 动应力增 大 动荷系数增大 C 动应力降低 动荷系数降低 D 动应 力增大 动荷系数降低 4 已知 W1 W2 左右两绳的 A 动荷系数不等 动应力相等 B 动荷系数相等 动应力不相等 C 动荷系数 动应力均相等 D 动荷系数 动应力均不等 5 重为 P 的钢球滚到悬臂梁 A 端时 梁内的最大挠度 A PL3 3EI B 2PL3 3EI C PL3 6EI D PL3 2EI 6 当杆的长度增大 其他条件不变时 此时动应力 A 增大 B 减小 C 保持不变 D 可能增大也可能减小 答案答案 1 1 C C 2 2 D D 3 3 A A 4 4 A A 5 5 B B 6 6 B B 三 填空 7 1 重为 Q 的物体自由下落冲击于梁上 其动荷系数公式为 其中静位移一项指的是梁上 点沿 方向的线位移 答案答案 K Kd d 1 1 2H L 1 1 2H Lst st 1 2 1 2 C C 铅垂铅垂 2 图示中三根杆均是材料相同的圆截面直杆 杆长相等均为 L 1 杆的直径为 d 2 杆细端的直径为 d 粗端的直径 为 2d 3 杆的直径为 2d 受到重量相同 且从同一高度 H 自由下落的冲击 若动荷系数可按公式 Kd 2H st 1 2计 算 则动荷系数由大到小的顺序为 答案答案 3 3 2 2 1 1 3 柱的长度为 L 横截面面积为 A 弹性摸量为 E 重为 Q 的物体自高度 H 处自由下落掉在柱的上端 1 柱内 最大应力 2 如果在柱的上端放置一重为 W 的物体 然后重物 Q 从物体的上方 H 处自由下落 此时柱 内的最大应力为 3 放置重物 W 与不放置重物 W 二者的动荷系数 答案答案 K Kd dQ AQ A W A W A K Kd dQ AQ A 二者的动荷系数相等 二者的动荷系数相等 4 图示中的两根圆截面杆件的材料 总长度 支撑情况均相同 等截面杆与变截面杆的细部分的横截面面积相等 变截面杆的粗 部分的横截面面积是细部分横截面面积的 2 倍 二杆都受到重为 Q 的物体自高度 H 处自由下落的冲击 杆承受的动 应力较大 答案答案 变截面杆件的动应力较大变截面杆件的动应力较大 5 重为 Q 的物体自高度 H 处自由下落冲击梁上 E 点 为了计算梁 上 C 截面处的动应力 动荷系数中的静变形应取静荷作用在 截面处 的 点沿 方向的静位移 答案答案 E E E E 铅垂铅垂 8 6 如图所示两杆件 材料 长度均相同 承受相同轴向冲击 时 两杆件中动载荷系数较大的是 答案答案 a a 7 水平冲击时 动荷系数中的静变形应取 答案答案 QL EA QL3 3EI 组合变形 一 判断 1 只要应力不超过材料的比例极限 组合变形就可用叠加原理计算 2 对于圆形截面 包含轴线的任意纵向 面都是纵向对称面 3 对于圆截面杆 因为通过圆心的任何直径均是主轴 所以圆轴在双向弯曲时可以直接求其合成弯矩 然后按平面 弯曲计算其应力 4 拉伸 压缩 和弯曲组合变形时中性轴一定不过截面的形心 5 圆杆两面弯曲时 各截面的弯矩矢量不一定在同一平面内 1 2 3 4 5 二 选择 1 应用叠加原理的前提条件是 A 线弹性构件 B 小变形杆件 C 线弹性 小变形杆件 D 线弹性 小变形 直杆 2 AB 杆的 A 处靠在光滑的墙上 B 端铰支 在自重作用下发生变形 AB 杆发生 变形 A 平面弯曲 B 斜弯 C 拉弯组合 D 压弯组合 3 简支梁受力如图 梁上 A AC 段发生弯曲变形 CB 段发生拉弯组合变形 B AC 段发生压弯组合变形 CB 段发生弯曲变形 C 两段只发生弯曲变形 D AC 段发生压弯组合 CB 段发生拉弯组合变形 4 矩形截面拉弯组合变形时 对于横截面的中性轴有以下的结 论 正确的是 A 过形心 B 过形心且与 ZC有一夹角 C 不过形心 与 ZC轴平行 D 不过形心 与 ZC轴有一夹角 d d a b 9 5 矩形截面悬臂梁受力如图 P2作用在梁的中间截面处 悬臂梁根部截面上的最大应力为 A max My2 Mz2 1 2 W B max My Wy MZ WZ C max P1 A P2 A D max P1 Wy P2 Wz 6 圆轴受力如图 该轴的变形为 A AC 段发生扭转变形 CB 段发生弯曲变 形 B AC 段发生扭转变形 CB 段发生弯扭组合变形 C AC 段发生弯扭组合变形 CB 段发生弯曲变形 D AC CB 均发生弯扭 组合变形 7 图示刚架的最大轴力 max 最大剪力 Q max和最大弯 矩 M max为 A max qa Q max qa M max qa B max qa Q max qa M max qa C max qa Q max qa M max qa D max qa 2 Q max qa 2 M max qa 8 三根受压杆件如图 杆 1 杆 2 和杆 3 中的最大压应力 绝对值 分别用 max1 max2和 max3表示 现从下列四种答案中选 择正确答案 A max1 max2 max3 B max1 max2 max3 C max2 max1 max3 D max2 max1 max3 9 圆杆横截面积为 A 截面惯性矩为 W 同时受到 轴力 N 扭矩 MT和弯矩 M 的共同作用 则按第四强度 理论的相当应力为 A W MM A N T 22 75 0 B 222 2 3 W M W M A N T C 2 2 75 0 T M W M A N D 222 3 W M W M A N T 答案 1 C 2 D 3 B 4 C 5 B 6 C 7 B 8 C9 C 三 填空 10 1 若在正方形截面短柱的中间处开一切槽 其面积为原来面积的一半 则柱内最大压应力与原来的压应力的比为 答案 8 1 2 讨论各种基本变形时 对变形特征提出共同的基本假设是 答案 平面假设 3 斜弯曲 拉弯组合变形的危险点都处于 向应力状态 拉扭组合 弯扭组合危险点处于 向应力状态 答案 单 二向 4 矩形截面受弯扭组合变形 可能成为危险点的是横截面上的 点 答案 4 8 5 横截面的直径为 受力如图 写出第三强度理论的相当应力的表达式 答案 r3 4P d2 32M d3 2 4 16T d3 2 1 2 6 判断下列承受外力偶矩矢的构件发生何种变形 答案 1 扭转 2 弯曲 3 弯扭组合 7 对于塑性材料发生弯扭组合变形时 强度计算大多选用第三强度理论 其理由是 答案 偏于安全 8 强度理论 M2 T2 1 2 W M2 0 75T2 1 2 W 是否适用于矩形截面 答案 不适用 9 直径为 d 的圆截面杆在危险面上的弯矩为 M 扭矩为 T 轴力为 N 最大剪应力理论的相当应力为 答案 r3 2 4 2 1 2 N A M Wz 2 4 T Wt 2 1 2 4N d2 32M d3 2 4 16T d3 2 1 2 10 写出第三强度理论的相当应力表达式 答案 r3 2 4 2 1 2 能量方法 一 判断对错 1 变形能等于外力所做的功 由于功有正有负 因此杆件的变形能也有正有负 2 在线弹性和小变形的条件下 计算应力 变形 变形能均可以应用叠加原理 3 弹性体变形能不仅取决于力和位移的最终值 而且与加力的次序有关 4 广义位移是指广义力引起的位移 5 在功的互等定理中 广义力 Fi和 Fj所包含的广义力的性质和个数可以不相同 答案 答案 1 2 1 2 3 3 4 4 5 5 二 选择 1 一梁在力 P 的作用下变形能为 V 若将力 P 改为 2P 其他条件不变 则其变形能为 A 2V B 4V C 8V D 16V 2 三杆的尺寸完全相同 材料的弹性模量不同 应力 应变的关系如下 在受相同的拉力 P 作用时 A 1 杆的变形能大 B 2 杆的变形能大 11 C 3 杆的变形能大 D 三根杆的变形能一样大 3 已知杆件的抗拉压刚度为 EI 在截面的下端与地面间有一间隙 当 B 截面处有轴向力 F 使 B 截面的位移等 于 F时 当 F 时 杆件的变形能为 设 A 处固定端的反力为 FA A F F 2 B F2a 2EA C FA2a 2EA D FA2a 2EA F FA 2a 2EA 4 用莫尔积分 M x M x 0dx EI 求得的位移 是 A 结构上的最大位移 B 单位力作用点处的总位移 C 单位力作用处的竖直位移 D 单位力作用处沿单位力方向上的位移 5 应用莫尔积分计算挠度时 结果为正 说明挠度的方向为 A 向上 B 向下 C 与单位力方向一致 D 与单位力方向反向 6 刚架在 A 点受铅垂力 P 的作用发生小变形 其变形能为 V P 2 式中的 应是图中的哪个位移 A A 截面的水平位移 B A 截面的铅垂位移 C A 截面的转角 D A 截面的切线斜率 7 在应用莫尔积分时 有 NN0L EA M x M x 0dx EI 第一项表示什麽意 思 A C 点的总位移 B C 点沿 CD 方向的位移 C C 点铅垂位移 D CD 杆缩短引起的 B 点的铅垂位移 8 下面有关应变能的几个论述 正确的是 A 与载荷的加载次序有关 与载荷的最终值无关 B 与载荷的加载次序无关 与载荷的最终值无关 C 与载荷的加载次序有关 与载荷的最终值有关 D 与载荷的加载次序无关 与载荷的最终值有关 9 两相同的平面刚架受载如图 下列关系中正确的是 A XB a XC b B YC b B a C YB a YC b D YC a B b 10 等厚度的圆环 在相隔 120 度角的三点处受三个大小相同的未知力 F 的作用 已知各加力点沿力方向的线位移 均为 圆环的变形能为 Uo 则力 F 的大小为 A 4U0 3 B U0 C 2U0 3 12 D U0 3 答案 答案 1 B2 C3 A1 B2 C3 A D4 D5 C6 B7 D8 D9 B10 CD4 D5 C6 B7 D8 D9 B10 C 三 填空 1 圆轴的抗扭刚度为常量 在力偶的作用下总的变形能为 答案 U M12a 2GIP M1 M2 2a 2GIP 2 若材料服从虎克定律 且物体的变形满足小变形条件 则该物体的变形能与载荷之间呈现 关系 线性 非线性 答案 非线性 3 在线弹性结构中 当 时 外力 F 在相应的位移 上做功为 W F 2 当 时 做功为 W F 答案 位移和力同时由初值渐增到终值 在位移 的产生过程中 力 F 始终是常量 4 已知梁在 P1 2KN 的单独作用下 B 截面的挠度为 2 毫米 则在 P2 4KN 的单独作用下 C 截面的挠度为 答案 C 截面的挠度为 4 毫米 5 已知梁在力偶 M 的单独作用下 C 截面的挠度为 yc 3 毫米 则在力 P 单独作用下 D 截面的转角为 D 答案 6 10 3弧度 6 外伸梁当 1 截面作用有力偶 M 600Nm 时 测得 2 截 面的挠度为 0 45 毫米 问当 2 截面作用有载荷 P 20KN 方向向下时 截面 1 的转角 答案 截面 1 的转角 0 01