大学期末考试---材料力学试题及答案讲解

一、判断问题(正确答案是“”，错误的是“x”，本题满分是10分)1、拉杆一伸长，横向就变短。 这是因为拉杆有横向应力。 （）2 .当圆截面部件扭曲时，截面的最大剪切应力发生在离截面中心最远的地方。 （）3、两梁的跨度、载荷和支撑相同，但由于材料和截面积不同，两梁的剪断力和弯曲角图不一定相同。 （）4、交变应力是指构件内的应力，它随时周期性地变化，作用于构件上的载荷既是动载荷也是静载荷。 （）5、弹性体的应变能与载荷的顺序无关，只与载荷的最终值相关。 （）6 .最大剪切应力作用于单元体的面上一定没有正应力。 （）7、平行位移轴公式表示相对于图形的任意两个相互平行的轴的惯性力矩和惯性积的关系。 （）8 .由于动载荷，构件内的动应力与材料的弹性模量有关。 （）9 .部件的冲击载荷产生的应力是相应的静载荷产生的应力的2倍。 （）10、围绕一个点必有一个单元体，该单元体的各面只有正应力，没有剪应力。 （）二、选题(各2分，正题满分16分)1 .应用拉伸正应力公式的条件是()a .应力小于比例极限b .外力的合力沿着杆轴线c .应力小于弹性极限d .应力小于屈服极限。2 .如果用图示的两种方法放置梁，则在两种情况下最大弯曲正应力之比为()plh4h(a )h4h(b )a、1/4； b、1/16； c、1/64； d，16。3、弹性体受力后某方向的应力和应变的关系，论述如下。a、有应力一定有应变，有应变不一定有应力b .有应力不一定会有应变。 有应变不一定有应力c .有应力不一定有应变。 有应变不一定有应力d .有应力必有应变，有应变必有应力。4、火车运动时，其车轴横截面边缘危险点的应力有四种说法，是正确的。a :脉动循环应力： b :非对称的循环应力c :不变的弯曲应力d :对称循环应力5、图中的铸铁悬臂梁受到集中力f，合理的截面形状为图(b )。6、对钢制的圆轴进行扭曲检查后，发现强度和刚性比规定的要求低20%。 如果变更为安全率不变、屈服极限提高了30%的钢材，圆轴的(c )就强度、刚性都充分b、强度不足，刚性充分强度充分，刚性不足d，强度，刚性不足。7、图示的拉杆的外表面有斜线，拉杆变形时，斜线为d。a :平移b :旋转c :不动d :面包和旋转8 .根据第三强度理论，比较图中两个应力状态的相当应力，正确的是(a )。 (图中的应力单位为MPa )两者相同，b、(a )大c、(b )大d，无法判断一、判断：选择：选择：选择，选择，选择，选择，选择，选择。三、简单计算和回答(12分)1 .量规距离为100mm的标准样品，直径为10mm，测定拉伸断裂后的伸长的力矩为123mm，缩颈部的最小直径为6.4mm，估算了该材料的伸长率和截面收缩率分别为多少。增长率： %=23%截面收缩率： %=59.04%2 .如图所示，圆截面轴、b截面有2M0作用，c截面有偶M0作用，以圆截面的直径为d，求出了c截面对a截面的扭转角jCA和圆轴整体的最大扭转剪应力tmax。轴的扭矩图如下所示扭转角整个圆周轴的最大扭转剪应力tmax3 .对图示的单元主体指定截面上的正应力和剪切应力(图中单位为MPa )四、(12分钟)描绘这个梁的内部努力五、(14分钟)绞车如图所示，轴AB直径d=30mm，材料容许应力=100Mpa，已知p为1000N，试着描绘危险点的内力要素，用第三强度理论验证轴的强度。危险断面：有绞车的断面左侧的断面危险断面上危险点的位置：最上、最下两点所以不能满足强度。6、(14分钟)图a所示的悬臂梁，自由端的弯曲和旋转角为。 图b所示的悬臂梁已知有a、b、e、I。 重量q的重物从高度h自由落下，与梁上的b点碰撞。 求出梁在c点的最大冲击挠度。常见问题hA B A B CPS(a) (b )。q作为静载荷作用于b点时，c点的挠曲动态载荷系数梁在c点的最大冲击挠度是七、(12分钟) AB是刚性梁，AC是两端铰链的钢制圆棒，横截面直径d=20mpa，p=200Mpa，E=200Gpa，直线经验式的系数a=304Mpa，b=1.118Mpa，P=4kN，稳定安全系数nst=5，其稳定性PS :能解开相对于控制杆AC然后因此，杆AC是大柔软度杆，其临界压力为验证其稳定性：解的稳定性令人满意。八、(10分钟)用受到集中力f作用的矩形截面轮廓测定了中性层上的k点处的45o方向的线应变。 已知材料的弹性常数E=200Gpa、m=0.28、h=200mm、b=100mm。 寻求集中力f。f.f45o K h乙级联赛2米1米此截面上的剪切力表示中性层上k点的剪应力故一、判断问题(正确答案为“”，错误的为“x”，本题满分为10分)1、剪切变形是变形后部件中任意两条微小线段的角度变化量。 （）2、如果沿某方向的正应力为零，则沿该方向的线应变也为零。 （）3、应变能和外力的工作一样，工作有正负两种，所以杆的应变能也有正负两种。 （）4 .研究构件的应力和变形时，力可以按照力线的直线移动定理移动。 （）5、交变应力是指构件内的应力，它随时会周期性地变化，但作用于构件上的载荷既是动载荷也是静载荷。 （）6、塑料材料制成的部件，其危险点必须在第三或第四强度理论所确立的强度条件下验证强度。 （）7 .在单元体的两个相互垂直的截面上，剪切应力的大小可以相等，也可以不同。 （）8、超静定结构的相当系统和补充方程式不是唯一的，但其计算结果都是唯一的。 （）9、两梁的跨度、载荷和支撑相同，但由于材料和截面积不同，两梁的剪切力和弯曲角图不一定相同。 （）10、平行移位轴公式表示相对于图形的任意两个相互平行的轴的惯性力矩和惯性积的关系。 （）二、选题(各2分，正题满分16分)1 .如图所示的铸铁悬臂梁受到集中力f，合理的截面形状为图()2、图示钢棒放置在两刚性平面之间，棒内没有初始应力。 温度均匀上升t时，杆的任意点a处的应力和纵向应变的值有可能为()a、0、=0； b、=0、=0；c、0、0； d，=0，03 .低碳钢的伸长率冷作硬化后，以下4个指标提高的是。a :强度极限b :比例极限c :截面收缩率d :伸长率(伸长率)4、自由落下冲击时的动负荷系数、不正确答案是a和被冲击物的刚性有关，b和自由落下的高度有关c与被冲击物的刚性无关d与冲击刚发生后的自由落下的速度有关。5、沿轴向拉伸的等直杆在比例极限内受力，为了减小杆的纵向变形，需要改变拉伸刚性。 即，减小a、EA B、EI C，增大EA D，减小EI6、两端铰链圆截面的细长杆，在某个截面上开个小孔。 关于这个小孔对杆的稳定装载能力和强度的影响是正确的。a :强度和稳定装载能力有很大削弱b :强度和稳定的装载能力不会减弱c :强度没有减弱，稳定的装载能力有很大的减弱d :强度有很大的削弱，稳定的装载能力没有削弱。7、等直线杆受到力时，其截面积A=100mm2，截面mk上的正应力为()a、50MPa (压缩应力) b、40MPa (压缩应力)c，90MPa (压缩应力) d，90MPa (拉伸应力)8、矩形截面梁弯曲变形，梁截面的高度变为2倍时，梁内的最大正应力为原来的几倍？ 梁的最大挠度是原来的几倍()a正应力是1/4倍，弯曲是1/8倍，b的正应力是1/2倍，弯曲是1/4倍c正应力和挠度都是1/4倍的d不能确定三、填补问题(12分钟)1、横截面和材料相同的两根细长杆，a是两端铰链，b是一端固定另一端自由，前者和后者的临界压力之比。2、已知塑料材料某点的主应力为30MPa、-15MPa、-45MPa时，该点的最大主应力为第三强度理论的相当应力。3、受力部件的材料的弹性常数为e、g、，该部件的一点的主应力1=2=3，最大主应变为形状变化比能。4、两根受轴向拉伸的部件在弹性范围内，一个是钢棒的弹性模量为200Gpa，另一个是铸铁棒的弹性模量为100Gpa。 若双杆的截面的正应力相同，则双杆的纵向应变之比为，若双杆的纵向应变相同，则双杆的截面的正应力之比为。5、标间距离为100mm的标准样品，直径为10 mm，拉伸后伸长的标间距离为123 mm，缩颈处的最小直径为6.4 mm，该材料的=； =。6 .从材料力学的观点来看，为了使部件正常工作，必须让部件具有足够的能力。选择问题B A B C C D D A一，四：十二，三，零4、1:2、2:1、23%、59.04% 6、强度、刚性、稳定性四、描绘这个梁的内部努力五、在图示的结构中，a、b、c都是铰链，AB杆是实心圆截面杆，其d0=40mm，BC杆是中空圆管的外径D=60mm，内径d=40mm，已知材料的sp=200Mpa，ss=240Mpa，E=200Gpa，a节点b受到的力如图所示能解开关于杆BC，应满足拉伸强度条件能解开操纵杆PS，还有因此，杆AB是大柔软度杆，应该满足稳定性条件即可以在其中解开。因此，该结构的最大允许载荷P=21.2KN。六、图示钢制曲柄轴，AB轴的d=30mm，受到集中载荷F=1kN的作用，允许应力=160Mpa。 基于第四强度理论验证一下轴AB的强度吧。解： (1)AB轴因扭转组合而变形，固定端面为危险断面，危险点位于固定端面的最上和最下边缘点。 危险断面的内力如下弯曲力矩扭矩。(2)危险点的应力胞体如图所示(3)因为该杆是圆截面杆，所以是第四强度理论的相当应力，在其中代入数据的是AB轴强度足够。七、如悬臂梁的尺寸载荷图所示，试图以材料的容许拉伸应力=40Mpa、