第五版_材料力学试题及答案

1、2010 2011材料力学试题及答案A一、单选题（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、 建立平面弯曲正应力公式My | z ,需

2、要考虑的关系有（）。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；1 1C 3、20、10； D 3、10、20。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 MPaB 50 MPa、30MP

3、a -50MPaC 50 MPa、0、-50Mpa、 D -50 MPa、30MPa 50MPa8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（）。A 2 B 、3C 、4 D 、59、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 El为常量 B、结构轴线必须为直线。C M图必须是直线。D、M和M至少有一个是直线。二、按要求作图（共12分）1、做梁的剪力、弯矩图（10分）4.5V m1 L i I 12kN -tn/J T/匕 MR

4、2m92m1苗會rmnTA2、画出右图所示空心圆轴横截面上沿半径 0A方向 应力分布示意图（2分）三、结构尺寸及受力如图所示，AB可视为刚体，CD 截面钢杆，直径为D 35 mm材料为Q235钢，许用为 180MPa E 200GPa （共 15 分）（1）求许可载荷F。（ 6分） 计算当 F 50KN时，B点竖向位移（6 分）（3）若D处（双剪切）铆钉许用切应力100MPa，试设计铆钉直径d。（3分）四、（13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45方向的线应变为45，已知材料的E, v和梁的横截面及长度尺寸 b,h,a,l 试求集中力偶矩Me五、（14分）如

5、图所示结构，杆 材料的许用应力180EMPa200 Gpa s 250MPa，200 MPa，100, 250，如果压杆不为AB横截面面积A 21.5cm2，抗弯截面模量 Wz 102cm3, 圆截面杆CD，其直径d 20mm材料的弹性模量杆时采用直线拟合。A、C、D 均为球铰约束，若已知： h 1.25m I?0.55m,F 25kN,稳定安全系数 n h 1.8，校核此结构是否安细长三处全。六、（12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），且吩，试求C点冲击挠度。七、（14分）平面刚架如图所示，EI为常量，试用力

6、法作其弯距图欲索取更多考研资料，请上 北京天问教育网站官网!、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分）1.轴的扭转剪应力公式T适用于如下截面轴（）1 PB.椭圆截面轴 任意形状截面轴A.矩形截面轴C.圆形截面轴2. 用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的是哪个（）A.实心圆轴B. 空心圆轴3. 矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、变化为（）A.不变B.D.C.两者一样D. 无法判断宽度减小一半时，从正应力强度考虑，该梁的承载能力的0.增大一倍D.增大三倍4.图示悬臂梁自由端B的挠度为

7、majla）A. 乂El5.图示微元体的最大剪应力TB.A. T ma)=100MPaB. T ma)=0C T maX=50MPamf(l3)EI max为多大C.ma百D.岛（l肖ElD. T ma）=200MPa6.用第三强度理论校核图示圆轴的强度时，所采用的 强度条件为（）A.B.C.按 WZ)2 (Wp)2D.M)2Wz4(Wp)27.图示四根压杆的材料、截面均相同，它们在纸面内失稳的先后次序为（）A.，（b）,（c）,（d）B. (d),(a),(b),(c)C. (c),(d),(a),(b)D. (b),(c),(d),(a)8.图示杆件的拉压刚度为 EA在图示外力作用下 其变

8、形能U的下列表达式哪个是正确的(A. U=P2a2EAB.P2lP2b2EAU=2EAC.“P2lP2bU=2EA2EAD.P2aP2bU=2EA2EA9图示两梁抗弯刚度相冋， 弹簧的刚度系数也相同，()则两梁中最大动应力的关系为A. (T d)a=(Td)bB. (T d)a(Td)bC. (T d)a(Td)bD. 与h大小有关、填空题(每空1分，共20分)1.在材料力学中，为了简化对问题的研究，特对变形固体作出如下三个假设:2.图示材料和长度相同而横截面面积不同的两杆，设材料的重度为丫，则在杆件自重的作用下，两杆在X截面处的应力分别为T (1) =, T二3.图示销钉受轴向拉力bs=。:

9、，支承面的挤压应力TT A=。5.阶梯形轴的尺寸及受力如图所示，其AB段的最大剪应力Tmaxi与BC段的最大剪应力T max2之比maximax26.图示正方形截面简支梁，若载荷不变而将截面边长增加一倍，则其最大弯曲正应力为原来的 倍，最大弯曲剪应力为原来的 倍。7.矩形截面悬臂梁的尺寸及受载如图所示,(1) 若梁长I增大至21，则梁的最大挠度增大至原来的 倍；(2) 若梁截面宽度由b减为b，则梁的最大挠度增大至原来的 倍;28.图示为某构件内危险点的应力状态，若用第四强度理论校核其强度，则相当应力CT eq4_。倍。9将圆截面压杆改为面积相等的圆环截面压杆，其它条件不变，则其柔度将，临界载荷

10、将。三、分析题（每小题5分，共20分）1. 在图示低碳钢和铸铁拉伸试验的“应力一应变”图上，注明材料的强度指标（名称和代表符号），并由图判断： 是脆性材料， 是塑性材料。2. 画出图示阶梯形圆轴的扭矩图，用图中m和d写出圆轴最大剪应力的计算式，并指出其作用点位A6 辛 d c置。3. 图示矩形截面悬臂梁，若已知危险截面上E点的应力为b e=-40MPa试分析该截面上四个角点AB C D的应力（不必写出分析过程，只须写出分析结果，即四个角点的应力值）。四、计算题（每小题10分，共40分）1.钢杆1, 2吊一刚性横梁 AB已知钢杆的弹性模量 E=200GPa两杆的横截面面积均为 A=100mrri

11、 载荷P=20KN试求两钢杆的应力、伸长量及P力作用点F的位移3 f。2.外伸木梁各部分的尺寸和所受载荷如图所示。设梁材料的许用应力c=10MPa试：（1）作梁的剪力图和弯矩图；（2）校核梁的正应力强度。3.弓形夹紧器如图，若夹紧力P=2KN距离e=120mm立柱为矩形截面，其 h=25mm c =160MPa试设计截面尺寸b。4.图示曲柄轴直径 d=50mm受集中力P=1KN作用，试：（1）画出危险点 A的应力状态并计算其应力 值；（2）若材料的许用应力c=70MPa,试按第四强度理论校核其强度。浙江省2001年10月高等教育自学考试材料力学试题参考答案、单项选择题（每小题2分，共20分）二

12、、填空题（每空1分，共20分）1.2.3.连续性假设（l-x）Pd h （D2均匀性假设（l-x）4P各向同性假设4.5. 3/86. 1/87. 81/42 88.9.三、分析题（每小题5分，共20分）1.降低 增大低碳钢强度指标：强度极限cb,屈服极限e s铸铁强度指标：拉伸强度极限2.铸铁是脆性材料，低碳钢是塑性材料 作扭矩图计算扭转剪应力：ab =网d337.9mT BC=d33.四、计算题（每小题10分，共40分）1. I 1 = I 2=max= BC，作用于BC段表面cr A=-60MPa, er B=20MPa, cr c=50MPa, cr D=-20MPa两钢杆轴力：N=8

13、KN（拉）,Nb=12KN（拉） 杆 1 : e 1=80MPa杆 2: e 2=120MPa力作用点位移:=2 l13 l2F5弯矩图:支反力:剪力图:p,M=peNMPb =AWbhbhe *b_6Pe =h h24. 应力状态T A 卜b一 _一 一应力值：b =,T =强度校核：beq4= .23 2 =2010 2011材料力学试题及答案B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

14、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s 200MPa，弹性模量为E 200GPa。现将直径为2mm勺钢丝绕 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、米 B、米 C 、米 D、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

15、性条件。6、 图示交变应力的循环特征r、平均应力 叭应力幅度a分别为（）。A -10、20、10; B 30 、10、20;1 1C 3、20、10; D 3、10、20。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 MPaB 50 MPa、30MPa -50MPaC 50 MPa、0、-50Mpa D -50 MPa、30MPa 50MPa8对于突加载的情形，系统的动荷系数为（）。A 2 B 、3C 、4 D 、59、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

16、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 M图必须是直线。D、M和M至少有一个是直线。、按要求做图（10分）Laa环 2q=F/aF2 1（1）做轴力图30kN20kN/m 1m3m1(e)做剪力、弯矩图160MPa、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q 30KN /m。试求BC需由多少根钢丝组成。（10分）四、（14分）已知圆轴直径d 20mm，在其上边缘A点处测得纵向线应变 0400 10 6，在水平直径平面的外侧 B点处，测得 45 300 10 6，已知材料的

17、弹性模量 E 200GPa，泊松比0.25， a 2m。若不计弯曲切应力的影响，试求作用在轴上的载荷F和Me的大小。五、（16分）如图所示结构，杆 AB横截面面积A 21.5cm2，抗弯截面模量W 102cm3，材料的许用应力180MPa圆截面杆CD，其直径d 20mm材料的弹性模 量E 200Gpa s 250MPa， p 200 MPa,1100, 250，如果压杆不为细长杆时采用直线拟合。A、定安全系数nb 安全。C、D三处均为球铰约束，若已知：h1.25m l2 0.55m,1.8，试校核F 25kN,稳此结构是否、选择题（每空1. D ； 2. D ；6. D; ; 8. A; 9.

18、二、作图题20102011材料力学A卷参考答案1 分）3. A ； 4. C ； 5.代B; 10. C.1、2、切应力分布三、解：（1）对AB进行受力分析1诵YB ifr A2 cmCf 11000（1 分）(2(1(2 分)MA 0:N 1000 F (1000 2000) 0(2解得N 3FCD杆轴向拉伸与压缩，由强度条件有180MPa3FMPa AA 35 354解得 F35 35 180N57.7KN3 4（2）画出变形图如下：根据胡克定律，有N LcdLcd it3 50 103 -22000mm1.8mm(2 分)根据变形图得到200 109 7 35 35 106d 3.6mm

19、 b 5.4mm(2（3）铆钉是双剪切（1分）由剪切名义应力计算公式得到Fs 150000 100MPa（ 1 分）A 2 -d24解得 d 31mm（ 1分） 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111231E450(7分）根据应力弯曲剪应力公式:1.5 Fs1.5Me(3分）bhIbh代入广义胡克定理，得到2Me IbhE45(3分）31五、解：（1）计算CD杆的临界压力（7 分）di 5mm41 0.555 10 3110 ,i所以CD杆为大柔度杆用欧拉公式计算临界压应力和临界压力cr(2).2ecr A（5分）AB杆平衡有293.14200 10110

20、223.14 2061051KNMA 0: Fsin30 2h Teh得 Te 25 KN125825.32拉应力MmaxFn12510325 3103163.2MPamaxWZA8 1021062 21.51043.校核AB杆拉弯组合变形，弯矩图和轴力图下图所示AB杆最大空 51 2.05nstTc251.8压杆稳定性足够(1 分)max163.2MPa180MPa 梁强度足够 （1分）六、解：弹簧引起的静位移为QI3 3K 9EI(3 分)12221222Ql35Ql3stl-Qll2l-Qll233323339EI9EI梁的静位移为:（6 分）（2 分）C点的动挠度Kd st335QI

21、15QI 18Elh9EI5QI3（1 分）七、解：以C处的约束为多余约束，原结构的基本体系为 :（2分）由力法典型方程Xi ii ip 0（ 1 分）qa2 a25ql48EI34a a a）3EI（各 3 分）将11和1P代入力法典型方程,得X115 qa（2 分）刚架的弯矩图右图示（2 分）5. A;(9 分)N)20102011材料力学B卷参考答案一、选择题（每空1分）1. D ; 2. D ; 3. A ; 4. C6. D; ; 8.代 9. B; 10. C.二、作图题1. （3分）做轴力图2.M(KNm) 1剪力图4分，弯矩图5分三、解：（1）.取AC为研究对象,受力分析下图所

22、示M a(F)0： -T 430 4 25解得T 100KN( 6分)A x(2)设需要n根钢丝由钢丝的强度条件nA4Td24 100 1033.14 22 1 0 6 1 60 1 06199（根）（4 分）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450（8 分）根据扭转应力公式存3代入广义胡克定理，得到Me 94.2N M （3分）又由应变公式，得到600/E FA/E 400 10得到五、F 31.4N（5 分）解：（1）计算CD杆的临界压力（8 分）d5mm41所以CD杆为大柔度杆l 1 0.55 一 门3110，i 5 10 3用欧拉公式计算临界压应力和

23、临界压力51KN222e2ecr2, RrcrA2 A29263.14200 103.14 2010（2）.（ 6分）AB杆平衡 有 M0:Fsin30 2h Teh得 Tc25KNAB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3.校核PcrTC51252.05max163.2MPa1258nst1.8压杆稳定性足够180MPa梁强度足够六、解：弹簧引起的静位移为1 Q_3 3KQ139EI（3 分）梁的静位移为:1 2st 2l 3Ql213-Q1 - -1333Q139EI5Ql39EI占八、d Kdst七、解:25.32（1 分）（1 分）（8 分）max maxwzmax

24、F nA动荷系数K1的动5Ql3 18EIh5Ql3（2 分）5QI39EI5Ql3 18EIh5Ql3C处的约束为多余约束，原结基本体系（2分）1 p 0（2q（1 分）构的基本体系为分）11(-1 l 2l l l l)EI 233413EI将11和1P代入力法典型方程，得 X1刚架的弯矩图右图示（2 分）1P1El12ql2ql46EI(各 4 分)1Pql43EIqi116EI4l38材料力学试题一、填空题（每空2分，共10分）1. 根据强度条件可以进行以及确定许可载荷三个方面的强度计算2. 直径为D的实心圆轴，最大的许可扭矩为T,若将轴的横截面积增加一倍，则其最大许可扭矩为。3. 纯

25、剪切状态属于 （单、双、三）向应力状态。4. 构件受自由落体冲击时，静变形愈大，则动荷系数 。5. 一梁在集中力F作用下，其应变能为U,若将力F改为2F,其他条件不变，则其应变能为1.扭转切应力公式、单项选择题:（每题3分，共15分）杆件。A.任意截面B.任意实心截面C.任意材料的圆截面 D.线弹性材料的圆截面2. 梁在某一段内作用有向下的均布力时，则在该段内弯矩图是一条（A.上凸曲线 B.下凸曲线 C.带有拐点的曲线 D.斜直线3.梁的截面为T字型，Z轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示，则有A.B.C.D.最大拉应力和最大压应力位于同一截面C最大拉应力位于截面C,最大压应力位于截面 最大拉应

26、力位于截面D,最大压应力位于截面 最大拉应力和最大压应力位于同一截面D4.等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线的曲率最大发生在D）处。弯矩最大A.挠度最大B.转角最大C.剪力最大D.5.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.得分三、（13分）作图题1. （4分）作图示杆的轴力图2.（6分）作图示梁的剪力图和弯矩图-3F a - w v 二；iia 3F2F3KN/m2m2m3.（3分）作图示杆的扭矩图3KN m 4.2KN m1.2KN m四、（62分）计算题1. （9分）图示结构AB为刚性杆,杆1和杆2为长度相等的钢杆，E 200GPa，两杆横截面面

27、积均为A 10cm2已知F100kN ,试求杆1、杆2的轴力和应力m211A 72tfi1 mr B11 m1 m1 m13.（10分）下图所示矩形截面悬臂梁，已知 I 3m , b 90mm , h 180mm若许用挠度1I，250120MPa , E 200GPa，试求该梁的许可载荷 qMPa4.（6分）单元体各面上的应力如图所示，试求其主应力以及最大切应力。应力单位为5. （10分）如右图所示梁、柱混合结构，A、B、C处均为铰接，当重物 W 2.88kN从高度H 60mm处自由下落到AB梁上时，试校核立柱BC的稳定性。已知梁的弹性模量E 100GPa，截面惯性矩I 1 10 （ 10分）

28、水平放置的钢制折杆如图所示，在B、D处各受竖直向下的集中力 F 05kN和 F2 1kN作用。已知材料的许用应力m4，柱的弹性模量E 72GPa，横截面面积A 1 10 4m2，截面惯性矩I16.25 10 8m4，稳定安全因数为nw33。（简支梁中点挠度f是T）A?1m1mZZZZ/B1m160MPa，折杆的直径d 40mm。试根据第二强度BF17. （8分）刚架各部分的EI相等，试求在一对P力作用下，A、B两点之间的相对位移。（要计轴力）最大拉应力和最大压应力位于同一截面C最大拉应力位于截面C,最大压应力位于截面 最大拉应力位于截面D,最大压应力位于截面 最大拉应力和最大压应力位于同一截面DA.挠度最大B.转角最大C.剪力最大D.弯矩最大3.梁的截