《材料力学》期末考试试卷A、B卷及答案

学院期末考试试卷学院期末考试试卷 考试科目考试科目 材料力学材料力学 试卷类型试卷类型A 考试形式考试形式闭卷闭卷 考试对象考试对象土木本科土木本科 考考 试试 成成 绩绩 一 一 填空题 总分填空题 总分 20 分 每题分 每题 2 分 分 1 杆件在外力作用下 其内部各部分间产生的 称为内力 2 杆件在轴向拉压时强度条件的表达式是 3 低碳钢拉伸时 其应力与应变曲线的四个特征阶段为 阶段 阶段 阶段 阶段 4 线应变指的是 的改变 而切应变指的是 的改变 5 梁截面上弯矩正负号规定 当截面上的弯矩使其所在的微段梁凹向下时为 6 梁必须满足强度和刚度条件 在建筑中 起控制做用的一般是 条件 7 第一和第二强度理论适用于 材料 第三和第四强度理论适用于 材料 8 求解组合变形的基本方法是 9 力作用于杆端方式的不同 只会使与杆端距离在较小的范围内受到影响 该原理被称为 10 欧拉公式是用来计算拉 压 杆的 它只适用于 杆 二 二 单项选择单项选择 总分总分 20 分 每题分 每题 2 分分 1 用截面法可求出图示轴向拉压杆 a a 截面的内力 下面说法正确的是 12 NPP A N 其实是应力 B N 是拉力 C N 是压力 D N 的作用线与杆件轴线重合 2 构件的强度是指 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原有平衡态的能力 C 在外力作用下构件抵抗破坏的能力 D 在外力作用下构件保持原有平稳态的能力 3 现有钢 铸铁两种杆材 其直径相同 从承载能力与经济效益两个方面考虑 图示结构中 两种合理选择方案是 A 1 杆为钢 2 杆为铸铁 B 1 杆为铸铁 2 杆为钢 C 2 杆均为钢 D 2 杆均为铸铁 A B 1 C 2 F 4 从拉压杆轴向伸长 缩短 量的计算公式可以看出 E 和 A 值越大 越小 故 EA Nl l l A E 为杆的抗拉 压 刚度 B 乘积 EA 表示材料抵抗拉伸 压缩 变形的能力 C 乘积 EA 为杆的抗拉 压 刚度 D 以上说法都不正确 5 空心圆轴的外径为 D 内径为 d d D 其抗扭截面系数为 A B 1 16 3 D WP 1 16 2 3 D WP C D 1 16 3 3 D WP 1 16 4 3 D WP 6 在没有荷载作用的一段梁上 A 剪力图为一水平直线 B 剪力图为一斜直线 C 没有内力 D 内力不确定 7 在平行移轴公式中 其中轴和轴轴互相平行 则 2 1ZZ IIa A Z 1 Z A Z 轴通过形心 B 轴通过形心 1 Z C 都不一定要通过形心 D a 是 Z 轴与轴之间的距离 所以 a 0 1 Z 8 梁弯曲时 梁的中性层 A 不会弯曲 B 不弯曲但长度会改变 C 会弯曲但长度不会改变 D 弯曲的同时长度也改变 9 铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀而被胀裂 而管内的冰却不会破坏 这是因为 A 冰的强度较铸铁高 B 冰处于三向受压应力状态 C 冰的温度较铸铁高 D 冰的应力等于零 10 设和分别是压杆的稳定系数和柔度系数 A 对同一种材料制成的压杆 值较大则值就越小 B 值越大 值就越小 这与压杆所用材料无关 C 当 1 时 压杆肯定是稳定的 不必对其进行稳定计算 D 值与压杆杆端的约束情况无关 三 简答题 总分简答题 总分 24 分 每题分 每题 6 分 分 1 拉 压 杆通过铆钉连接在一起时 连接处的强度计算包括哪些计算 2 在梁横截面的中性轴上 其正应力和切应力的值如何 3 梁的变形用什么来度量的 这些量的几何意义各是什么 4 工程中提高压杆稳定性的措施主要从哪几个方面入手 四 画出下列梁的剪力图和弯矩图 四 画出下列梁的剪力图和弯矩图 10 分 分 五 计算 总分五 计算 总分 26 分 分 1 试用解析法求图中平面应力状态的主应力 图中应力单位为试用解析法求图中平面应力状态的主应力 图中应力单位为 MPa 7 分 分 2 一钢制的空心圆管 外径和内径分别为一钢制的空心圆管 外径和内径分别为 12mm 和和 10mm 杆长 杆长 380mm 钢材的弹性模量 钢材的弹性模量 E 210GPa 试用欧拉公式求钢管的临界力 已知在实际使用时 其承受的最大工作压力 试用欧拉公式求钢管的临界力 已知在实际使用时 其承受的最大工作压力 Fmin 2250N 规定的稳定安全系数为 规定的稳定安全系数为 nst 3 0 试校核钢管的稳定性 两端作铰支考虑 试校核钢管的稳定性 两端作铰支考虑 7 分 分 3 工字钢制成的简支梁如图所示 已知工字钢制成的简支梁如图所示 已知 l 6m P 60KN q 8KN m 材料的容许应力 材料的容许应力 试选择工字钢的型号 试选择工字钢的型号 12 分 分 MPaMPa90 160 工字钢 型号 腹板宽度 b mm Wz 3 cm cm z z I S 28a8 550824 6 32a9 569227 5 学院期末考试试卷学院期末考试试卷 考试科目考试科目 材料力学材料力学 试卷类型试卷类型B 考试形式考试形式闭卷闭卷 考试对象考试对象土木本科土木本科 考考 试试 成成 绩绩 一 一 填空题 总分填空题 总分 20 分 每题分 每题 2 分 分 1 求杆件任一截面上的内力时 通常采用 法 2 工程中常以伸长率将材料分为两大类 伸长率大于 5 的材料称为 材料 3 梁截面上剪力正负号规定 当截面上的剪力使其所在的分离体有 时针方向转动 趋势时为负 4 虎克定律可以写成 其中 E 称为材料的 EA 称为材料的 N lF l EA 5 材料力学在研究变形固体时作了连续性假设 假设 假设 6 在常温 静载情况下 材料的强度失效主要有两种形式 一种是 一种是 7 在设计中通常由梁的 条件选择截面 然后再进行 校核 8 外力的作用平面不与梁的形心主惯性平面重合或平行 梁弯曲后的扰曲轴不在外力作用平 面内 通常把这种弯曲称为 9 在工程实际中常见的组合变形形式有斜弯曲 10 当材料一定时 压杆的柔度越大 则其稳定系数值越 二 二 单项选择单项选择 总分总分 20 分 每题分 每题 2 分分 1 构件的刚度是指 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原有平衡态的能力 C 在外力作用下构件抵抗破坏的能力 D 在外力作用下构件保持原有平稳态的能力 2 轴向拉伸细长杆件如图所示 则正确的说法应是 A 1 1 2 2 面上应力皆均匀分布 B 1 1 面上应力非均匀分布 2 2 面上应力均匀分布 C 1 1 面上应力均匀分布 2 2 面上应力非均匀分布 D 1 1 2 2 面上应力皆非均匀分布 PP 1 1 2 2 3 如图所示受力杆件的轴力图 其中正确的是 4 单位长度扭转角与 无关 A 杆的长度 B 扭矩 C 材料性质 D 截面几何性质 5 当梁的某段上作用均布荷载时 该段梁上的 A 剪力图为水平直线 B 弯矩图为斜直线 C 剪力图为斜直线 D 弯矩图为水平直线 6 应用叠加原理求梁横截面的挠度 转角时 需要满足的条件是 A 梁必须是等截面的 B 梁必须是静定的 C 变形必须是小变形 D 梁的弯曲必须是平面弯曲 7 若某轴通过截面的形心 则 A 该轴一定为主轴 B 该轴一定是形心轴 C 在所有轴中 截面对该轴的惯性矩最小 D 截面对该轴的静矩等于零 8 关于中性轴 下列说法正确的是 A 中性轴是梁的轴线 B 中性轴的位置依截面上正应力的分布而定 C 梁弯曲时 中性轴也随之弯曲 D 中性轴是中性层与横截面的交线 9 影响梁弯曲程度越大的原因是 A 抗弯刚度越大 B 抗弯刚度越小 而截面上的弯矩越大 C 抗弯刚度越大 而截面上的弯矩越小 D 截面上的弯矩越小 10 某点的应力状态如图所示 当 x y z不变 x增大时 关于 x值的说法正确的是 A 不变 B 增大 C 减小 D 无法判定 三 简答题 总分简答题 总分 24 分 每题分 每题 6 分 分 1 梁的受力图如图所示 画剪力图时应分几段 画弯矩图时应分几段 P 2P P 2P P 2P P 2P P 2P A B C D 2 一般条件下 梁的强度条件是由什么强度来控制的 3 用叠加法求梁的位移 应具备什么条件 4 什么是强度理论 怎样分类的 常用的强度理论有那些 四 画出下列梁的剪力图和弯矩图 四 画出下列梁的剪力图和弯矩图 10 分 分 五 计算 总分五 计算 总分 24 分 分 1 试用解析法求图中平面应力状态的主应力 图中应力单位为 试用解析法求图中平面应力状态的主应力 图中应力单位为 MPa 7 分 分 2 图示结构中 图示结构中 AB 及及 AC 均为圆截面细长杆 材料弹性模量均为圆截面细长杆 材料弹性模量 E 200GPa 截面惯性矩 截面惯性矩 试求此结构的临界荷载 试求此结构的临界荷载 7 分 分 64 2 01 10Im cr F 3 图示外伸梁中 已知 图示外伸梁中 已知 l 3m b 80mm h 120mm q 2KN 材料的容许应力 材料的容许应力 MPa10 试校核梁的强度 试校核梁的强度 12 分 分 MPa2 1 A A 卷参考答案卷参考答案 一 一 填空题填空题 总分 总分 20 分 每题分 每题 2 分 分 1 相互作用力 2 max max N F A 3 弹性 屈服 强化 颈缩 4 长度 角度 5 负 6 强度 7 脆性 塑性 8 叠加法 9 圣维南原理 10 临界力 细长 二 选择题二 选择题 总分总分 20 分 每题分 每题 2 分分 1 D 2 C 3 A 4 C 5 D 6 A 7 A 8 C 9 B 10 A 三 简答题 总分三 简答题 总分 24 分 每题分 每题 6 分 分 1 答 拉 压 杆通过铆钉连接在一起时 连接处的强度计算包括 1 拉杆本身的受拉或者受压强度计算 2 铆钉所受剪切力引起的剪切强度计算 3 杆件与铆钉之间的挤压强度计算 2 答 一般来说 在梁横截面的中性轴上 正应力为零 而切应力达到最大值 3 答 描述梁的变形有两个相互关联的量 1 梁横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线 位移称为挠度 2 横截面绕中性轴发生转动的角位移称为转角 4 答 由计算临界力的欧拉公式可知 提高压杆稳定性的措施主要从压杆的截面形状和尺寸 压杆的长度 杆端约束以及材料的力学性能方面入手 四 画出下列梁的剪力图和弯矩图 四 画出下列梁的剪力图和弯矩图 10 分 分 S F M 4kN 2kN 6kN 4kN m 8kN m 五 计算 总分五 计算 总分 26 分 分 1 7 分 分 解 2 max2 22 90 10 xyxy x min MPa 所以 1max 90MPa 2 0 3min 10MPa 2 7 分 分 解 解 钢管横截面的惯性矩 4484 0 0527 10 64 IDdm 应用欧拉公式 2298 22 210 100 0527 10 7564 0 38 cr EI FN l 临界压力与实际工作压力之比 即为压杆工作时的安全系数 故 min 7564 3 36 2250 cr st F nn F 所以 钢管是满足稳定性要求的 3 12 分 分 解 1 首先求得两支座反力值为 1 2 84 22 ql NPqlPKN 最大剪力发生在两个支座处 其值为 max 84 2 S ql FPKN 最大弯矩发生在跨中 其值为 2 2 max 2 1 3 266 12868 ql qllllPl MPqql 或者 22 max 223868 qlllqlPlql MPP 2 由最大弯矩确定最大正应力 从而选择截面 所以 2 max max 1 68 zz Pl ql M WW 3 232 6 560 1061 8 106 63668 160 10 z Pl ql W 33 0 0006600mcm 查表得 No 32a 号工字梁 满足要求 其它参数为 3 692 z Wcm 27 5 9 5 z z I cm bmm S 3 校核最大剪应力 最大剪应力为 max max Sz z FS I b 2 z z ql PS I b 3 3 23 8 106 60 10 2 27 5 109 5 10 6 32 15 1032 15PaMPa 故剪应力也满足要求 90MPa 最后 选择 No 32a 号工字梁 B B 卷参考答案卷参考答案 一 填空题一 填空题 总分 总分 20 分 每题分 每题 2 分 分 1 截面 2 塑性 3 逆 4 弹性模量 抗拉 压 刚度 5 均匀性 各向同性 6 塑性屈服 脆性断裂 7 强度 刚度 8 斜弯曲 9 拉伸 或压缩 与弯曲的组合 扭转与弯曲的组合 10 小 二 选择题二 选择题 总分 总分 20 分 每题分 每题 2 分 分 1 A 2 B 3 C 4 A 5 C 6 C 7 D 8 D 9 B 10 A 三 简答题 总分三 简答题 总分 24 分 每题分 每题 6 分 分 1 答 1 画剪力图时应分为三段 AB BD DE 2 画弯矩图时应分为四段 AB BC CD DE 2 答 一般条件下 梁的强度条件是由弯矩引起的正应力强度条件所控制的 同时还要验证 由横向荷载引起的切应力强度条件 3 答 应用叠加法计算梁的位移应具备以下基本条件 1 所发生的变形为小变形 2 材料服从胡克定律 在此条件下 梁的转角或者位移与荷载之间是线性关系 4 答 强度理论是关于材料发生强度失效力学因素的假说 在常温 静载情况下 一般是按 材料的强度失效形式进行分类的 常用的强度理论有适用于脆性断裂的强度理论 最大拉应 力理论 第一强度理论 和最大拉应变理论 第二强度理论 以及适用于塑性屈服的强度理 论 最大切应力理论 第三强度理论 和畸变能理论 第四强度理论 四 画出下列梁的剪力图和弯矩图 四 画出下列梁的剪力图和弯矩图 10 分 分