2.材料力学A卷及答案

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 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 材料力学试题 A 成绩成绩 课程名称课程名称 材料力学材料力学 考试时间考试时间 2010 年年 7 月月 日日 时时 分至分至 时时 分分 教教 研研 室室 工程力学工程力学 开卷开卷 闭卷闭卷 适用专业班级适用专业班级 08 机自机自 1 2 3 4 班班 提前提前 期末期末 班班 级级 姓名姓名 学号学号 一 单选题 每小题一 单选题 每小题 2 分 共分 共 10 小题 小题 20 分 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 z I My 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r 平均应力 m 应力 幅度 a 分别为 A 10 20 10 B 30 10 20 C 3 1 20 10 D 3 1 10 20 试试 题题 共共 3 页页 第第 1 页页 7 一点的应力状态如下图所示 则其主应力1 2 3 分别为 A 30MPa 100 MPa 50 MPa B 50 MPa 30MPa 50MPa C 50 MPa 0 50Mpa D 50 MPa 30MPa 50MPa 8 对于突加载的情形 系统的动荷系数为 A 2 B 3 C 4 D 5 9 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 MMM 二 按要求作图二 按要求作图 共共 12 分分 1 做梁的剪力 弯矩图 10 分 反力已给出反力已给出 命题负责人 命题负责人 教研室主任 教研室主任 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 分 三 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35D 用应力为MPa 共 共 15 分 分 180 200EGPa 1 求许可载荷 6 分 分 F 2 计算当时 B 点竖向位移 6 分 分 50FKN 3 若 D 处 双剪切 铆钉许用切应力 试设计铆钉直径 3 分 分 MPa100 d 四 四 1313 分 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 o 45 b h a l 试求集中力偶矩 Me 试试 题题 共共 3 页页 第第 2 页页 装 订 线 A T O 五 五 1414 分 分 如图所示结构 杆AB横截面面积 5 21 A cm2 抗弯截面模量 102 z W cm3 材料的许用应力 180 MPa 圆截面杆CD 其直径 20 d mm 材 料的弹性模量 200 E Gpa 200 p MPa 250 s MPa 如果压杆不 12 100 50 为细长杆时采用直线拟合 A C D三处均为球铰约束 若已 知 25 1 1 l m 55 0 2 l m 25 F kN 稳定安全系数 8 1 st n 校核此结构是否安全 六 六 1212 分 分 重为Q的物体从高度h处自由落下 若已知梁的抗弯刚度为EI 支座的弹簧刚度为k 产生单位长度变形所需的力 且 3 l EI k 试求C点冲击挠度 试试 题题 共共 3 页页 第第 3 页页 装 订 线 七 七 14 分 分 平面刚架如图所示 EI为常量 试用力法作其弯距图 q a CB A a 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 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 材料力学 试题 B 成绩成绩 课程名称课程名称 材料力学材料力学 考试时间考试时间 年年 月月 日日 时时 分至分至 时时 分分 教教 研研 室室 工程力学工程力学 开卷开卷 闭卷闭卷 提前提前 期末期末 班班 级级 姓名姓名 学号学号 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 200 s MPa 200EGPa 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r 平均应力 m 应力 幅度 a 分别为 A 10 20 10 B 30 10 20 C 3 1 20 10 D 3 1 10 20 装 订 线 试试 题题 共共 页页 第第 1 页页 7 一点的应力状态如下图所示 则其主应力1 2 3 分别为 A 30MPa 100 MPa 50 MPa B 50 MPa 30MPa 50MPa C 50 MPa 0 50Mpa D 50 MPa 30MPa 50MPa 8 对于突加载的情形 系统的动荷系数为 A 2 B 3 C 4 D 5 9 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 MMM 二 按要求做图 10 分 q F a F 2 2 1 1 2F aaa 3m 1m e B 1m 20kN m30kN CD 1 做轴力图 2 做剪力 弯矩图 命题负责人 命题负责人 教研室主任 教研室主任 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 MPa160 mKNq 30 四 14 分 已知圆轴直径 在其上边缘点处测得纵向线应变mm20 dA 在水平直径平面的外侧点处 测得 已知材料的弹 6 10400 0 B 6 45 10300 性模量 泊松比 若不计弯曲切应力的影响 试求作用在GPa200 E25 0 m2 a 轴上的载荷和的大小 F e M 试试 题题 共共 页页 第第 页页 装 订 线 A B C 4m 3m F d a e M A B45 五 16 分 如图所示结构 杆AB横截面面积 5 21 A cm2 抗弯截面模量 102 z W cm3 材料的许用应力 180 MPa 圆截面杆CD 其直径 20 d mm 材 料的弹性模量 200 E Gpa 200 p MPa 250 s MPa 12 100 50 如果压杆不为细长杆时采用直线拟合 A C D三处均为球铰约束 若已知 25 1 1 l m 55 0 2 l m 25 F kN 稳定安全系数 8 1 st n 试校核此结构是否 安全 2009 2010 第二学期材料力学第二学期材料力学 A 卷参考答案与评分标准卷参考答案与评分标准 适用班级 适用班级 08 级机自级机自 1 4 班班 考试用时 考试用时 120 分钟分钟 制作人 贾坤荣制作人 贾坤荣 审核人 审核人 一 选择题 每空一 选择题 每空 1 分 分 1 D 2 D 3 A 4 C 5 A 6 D 7 B 8 A 9 B 10 C 二 作图题二 作图题 1 剪力 弯矩图 2 切应力分布 2 分 三 三 解 1 对 AB进行受力分析 1 分 2 分 0 1000 10002000 0 A MNF 解得 3NF CD 杆轴向拉伸与压缩 由强度条件有 2 分 3 180 35 35 4 N FF MPaMPa A 解得 1 分 35 35 18057 7 3 4 FNKN 2 画出变形图如下 2 分 根据胡克定律 有 2 分 3 96 2 3 50 102000 3 1 8 200 1035 35 10 4 CD CD N L Lmmmm EA 根据变形图得到 2 分 3 6 D mm 5 4 B mm 3 铆钉是双剪切 1 分 由剪切名义应力计算公式得到 1 分 2 150000 100 2 4 S F MPa A d 解得 1 分 31dmm 四 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 0 1123 45 11 EE 7 分 根据应力弯曲剪应力公式 1 51 5 Se FM bhlbh 3 分 代入广义胡克定理 得到 45 2 3 1 e lbhE M 3 分 五 五 解 1 计算杆的临界压力 7 分 CD 5 4 d imm 所以杆为大柔度杆 3 1 0 55 110 5 10 l i 1 CD 用欧拉公式计算临界压应力和临界压力 2 2 cr E 6 2292 22 3 14200 103 14 2010 51 1104 crcr E PAAKN 2 5 分 AB 杆平衡 有 得 0 A M 11 sin30 2 C FlT l 25 C TKN 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 33 max max 64 125 1025 3 10 163 2 8 102 102 21 5 10 N Z MF MPa WA 3 校核 压杆稳定性足够 1 分 51 2 051 8 25 cr st c P n T 梁强度足够 1 分 max 163 2180MPaMPa 六 六 解 弹簧引起的静位移为 3 分 3 1 339 QQl KEI 梁的静位移为 6 分 动荷系数 2 分 3 3 2518 111 5 d st hQlEIh K Ql C点的动挠度 1 分 33 3 5518 1 95 ddst QlQlEIh K EIQl 七 解 以 C 处的约束为多余约束 原结构的基本体系为 2 分 125 8 25 3 2 33 122212225 2 2333233399 st QlQl lQlllQll EIEI 由力法典型方程 1 分 1 111 0 P X 1 2 4 22 1125 22328 P qqql aaaaa EIEI 各 3 分 3 11 1124 233 a aaaaaa EIEI 将和代入力法典型方程 得 2 分 11 1P 1 15 32 Xqa 刚架的弯矩图右图示 2 分 2009 2010 第二学期材料力学第二学期材料力学 b 卷参考答案与评分标准卷参考答案与评分标准 适用班级 适用班级 08 级机自级机自 5 7 班班 考试用时 考试用时 120 分钟分钟 制作人 贾坤荣制作人 贾坤荣 审核人 审核人 一 选择题 每空一 选择题 每空 1 分 分 1 D 2 D 3 A 4 C 5 A 6 D 7 B 8 A 9 B 10 C 二 作图题二 作图题 1 3 分 做轴力图 2 9 分 剪力图 4 分 弯矩图 5 分 三 三 解 1 取 AC 为研究对象 受力分析下图所示 0 A MF 3 430 4 2 5 T 解得 6 分 100TKN 2 设需要 n 根钢丝 由钢丝的强度条件 T nA 4 分 3 2266 44 100 10 199 3 14 210160 10 T n d 根 四 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 0 1123 45 11 EE 根据扭转应力公式 3 16 e M d 代入广义胡克定理 得到 3 分 94 2 e MN M 又由应变公式 得到 6 00 400 10EFA E 得到 5 分 31 4FN F 2F N F Q KN 10 20 20 M KNm 10 10 A B C 4 m 3 m AX F AY F T 五 五 解 1 计算杆的临界压力 8 分 CD 5 4 d imm 所以杆为大柔度杆 3 1 0 55 110 5 10 l i 1 CD 用欧拉公式计算临界压应力和临界压力 2 2 cr E 6 2292 22 3 14200 103 14 2010 51 1104 crcr E PA