材料力学试题2

1、河北工程大学学年第 学期期末考试试卷（1）卷0.30 （本题15分）六、等截面直杆受力如图，已知杆的横截面积为A=400mm2, P=20kN 。试作直杆的轴力图；计算杆内的最大正应力；材料的弹性模量E=200Gpa,计算杆的轴向总变形。（本题15分）一、结构构件应该具有足够的、和。（本题3分）二、低碳钢拉伸破坏经历了四个典型阶段：阶段、阶段、阶段和阶段。衡量材料强度的指标是、。（本题6分）三、在其他条件不变的前提下，压杆的柔度越大，则临界应力越、临界力越;材料的临界柔度只与有关。（本题3分）四、两圆截面杆直径关系为：D23D1,（本题8分）则IZ2IZ1.Wz2Wzi.IP2IP1.Wp2W

2、pi.五、已知构件上危险点的应力状态，计算第一强度理论相当应力；第二强度理论相当应力;第三强度理论相当应力；第四强度理论相当应力。泊松比精选文档100MPa七、矩形截面梁，截面高宽比h=2b,l=4米，均布载荷q=30kN/m许用应力1、画梁的剪力图、弯矩图2、设计梁的截面（本题20分）。八、一圆木柱高1=6米，直径D=200mm,两端钱支，承受轴向载荷F=50kN,校核柱子的3000稳定性。已知木材的许用应力10Mpa,折减系数与柔度的关系为：2。（本题15分）九、用能量法计算结构B点的转角和竖向位移，EI已知。（本题15分）精选文档材料力学期末考试试卷（1）参考答案、结构构件应该具有足够的

3、强度刚度和稳定性。（本题3分）、低碳钢拉伸破坏经历了四个典型阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。衡量材料强度的指标是屈服极限强度极限（本题6分）、在其他条件不变的前提下，压杆的柔度越大，则临界应力越小、临界力材料的临界柔度只与材料有关。（本题3分）四、两圆截面杆直径关系为：D23D1贝UIZ281IZ1.Wz227WZ1.-5IP281IP1Wp2；27Wp1；（本题8分）五、解:、（15分）解：主应力152.4MPa27.64MPa30MPa第一强度理论相当应力ri52.4MPa第二强度理论相当应力r22350.2MPa第三强度理论相当应力r3352.4MPa第四强度理论相当应力r

4、4122.2（12）（23）（32_1）49MPa六、解:轴力图如图所示4PIP由:NA（3分）NlEAtawliiiiiiiii.iiiiii20J7.VMNmaxmax.行：1000010002001000400七、解：画梁的受力图（2分）20机2P2201000400100MPa（6分）0.125mm（伸长）（5分）X460kN15利mnTTTTTn 1口色 hterr最大剪力为Fs=60kN 最大弯矩为：M=60kNm （2分）片wz b型WZ （2 分）63（2 分）（2分）（2分）maxMWz3 3 60000000;2 10096.55mm（2分）所以梁截面尺寸为:b 96.55

5、mm h 193.1mm （2 分）八、解：圆截面的惯性半径和柔度为:D -i - 50mm4（5 分）1 6000 12050（5分）由公式3000300012020.208（5分）350 10A 3.14 10021.59MPast0.208 10 2.08MPa（5 分）柱子满足稳定性要求。 九、（15分）解：x M x dxl m x dxml2利用摩尔积分法得:2EI1M x M x dxEIl m 1 dx ml0 EI EI由Ma0Yb4q250Yb75kN由Y0YaYbq20Ya15kN梁的剪力图、弯矩图如图所示（4分）河北工程大学学年第 学期期末考试试卷（2 ）卷、（5分）图

6、（a）与图（b）所示两个矩形微体，虚线表示其变形后的情况，确定该二微体在A处切应变ab的大小。50 c100二、（10分）计算图形的惯性矩IzIy。图中尺寸单位：毫米。800三、（15分）已知构件上危险点的应力状态，计算第三强度理论相当应力；第四强度理论相当应力。精选文档四、（10分）画图示杆的轴力图；计算横截面上最大正应力；计算杆最大轴向应变。已知杆的横截面积A=400mm2,E=200GPa。20kNI5kNSkN五、（15分）某传动轴外径D90mm,传递的扭矩为：T1.5kNm,材料的许用应力为60Mpa,试校核轴的强度。六、（15分）一矩形截面梁，截面宽b60mm,高h120mm,梁的

7、许用应力150Mpa,画梁的剪力图、弯矩图，并校核梁的正应力强度。2m七、（15分） 两端固定支承圆截面钢压杆，直径d 40 mm，长1 5 m，钢的弹性模量E200Gpa，试用欧拉公式计算压杆的临界应力cr。八、（15分）用能量法计算结构B点的竖向位移，梁的长度为L,抗弯刚度为EI。精选文档材料力学期末考试、（5分）解：切应变、（15分）解：形心坐标yc（15分）解：主应力10b2573mmI丫52.4MPar4四、Wt六、第一强度理论相当应力第二强度理论相当应力第三强度理论相当应力12)(2(15分)解:轴力分别为20kN,5kNrlr2r33)2试卷（2）一一_948.8710mm27.

8、64MPa52.4MPamax由胡克定律E得最大应变由泊松效应得:7.515参考答案Iz2350.2MPa52.4MPa21.10MPa9410mm1)2NmaxAE10549MPa甯50Mpa2.5104d4max（15分）解:最大弯曲正应力七、（15分）解:分)3.1416TWtmax90901.510629.3MmaxWz抗扭截85429.31033mm10351.2MPa强度足够!0.510221066012026138.8MPa强度满足!250柔度i临界应力2Ecr2-_2_3quot;31.6MPa八、（15分）解：利用摩尔积分法得:24MxMxdxlqx

9、/2xdxqlEI0EI8EI河北工程大学学年第学期期末考试试卷（3）卷、（10分）重量为P的重物自高度h自由落下，冲击梁的自由端B,梁的抗弯刚度EI已知，计算悬臂梁自由端的最大挠度。、（15分）画图示杆的轴力图，并求最大正应力方！已知杆的横截面积A=8cm2（15分）某空心传动轴外径D90mm,内径d85mm,传递的扭矩为T3kNm,计算轴的最大、最小扭转切应力四、（15分）画图示梁的剪力图、弯矩图。设圆截面直杆的直径为D=200mm,求梁的最大弯曲正应力五、（15分）已知构件上危险点的应力状态，求该点的主应力以及第三强度理论的相当应力。r六、（15分）两端较支圆截面钢压杆，直径d40mm，

10、长12m，钢的弹性模量E200Gpa,试用欧拉公式计算压杆的临界压力Pcr0七、（15分）用能量法计算结构B点的转角。EI已知。EI材料力学期末考试试卷（3）参考答案、（10分）解：静位移Pl3Kd3EI动荷系数112h最大挠度dFNmaxjKd二、（15分）三、（15分）解：最大正应力解：max2000080025MPa（图略）Wt抗扭截面系数痴D4d43.14minmaxmax四、（15分）五、（15分）六、（15分）161069090_4_338529.310mm29.3103102.4MPa102.4MPa8596.7MPa90解：最大弯矩Mmax最大弯曲正应力解：max主应力152.

11、4MPa15kNmMmaxWz32151063-19.1MPa3.1420037.64MPa00MPa第三强度理论相当应力解：r352.4MPa临界应力柔度2Ecr22003.142200000200249.3MPa3.1440PCrcrA49.3MPa61.9kN临界力4七、（15分）解：lMxMxdxlm1dxml利用摩尔积分法得：0E0E诟河北工程大学学年第学期期末考试试卷（卷、计算小题10分)1、圆杆横截面半径增大一倍，其抗拉压刚度、抗扭刚度以及抗弯刚度有何变化？（2、自由落体物体，重力为P,求B截面的冲击挠度。（10分）P厂、作图题：（共20分）1 .试绘图示杆件的轴力图（6分）B2

12、 .如图所示，绘出剪力图和弯矩图。（14分）（15 分）三、图示圆轴AB的直径d=80mm,材料的d=160MPa。已知P=5kN,M=3kN-m,l=1m。指出危险截面、危险点的位置；试按第三强度理论校核轴的强度。若采用截面高宽比为四.图示矩形截面简支梁，材料容许应力d=10MPa,已知b=12cm,h/b=5/3，试求梁能承受的最大荷载。（15分）临界柔度为p 100 ,五、试确定图示轴心压杆的临界力。已知杆长l4m,直径为d90mm弹性模量E200MPa,（经验公式为cr5773.74）（15分）六、用单位载荷法求刚架C点的水平位移。（EI已知）b材料力学期末考试试卷（参考答案Kd st

13、rrJLL一、计算小题1、（10分）答：分别变为原来的4倍；16倍；16倍。Ql3Kd112hst2、（10分）解：3EIstBd二、作图题：（共20分）1 .轴力图如图所示（6分）2 .剪力图和弯矩图如图所示（14分）JJtjj三、（15分）解：周左端点上下表面为危险点。MmaxPlWz325.831063.14803116.1MPa5kNmtm3kNm160MPa轴安全！Mmax四.（15分）解：Mmaxql2/8WzWzbh253810mm6qmax4N/m88.9属于中柔度杆,五、（15分）解:cr5773.745773.7488.9244.6MPaPcrcrA1555kNci32Fa

14、Fab六、（15分）解：3EIEI河北工程大学 学年第学期期末考试试卷（5 ）卷、图（a）与图（b）所示两个矩形微体，虚线表示其变形后的情况，确定该二微体在A处切应变ab的大小。（本题5分）二、硬铝试样厚度2mm,试验段板宽b=20mm,标距长度l=70mm,在轴向拉力F=6kN的作用下，测得试验段伸长0.15mm,板宽缩短量b0.014mm,试计算硬铝的弹性模量E与泊松比。（本题10分）彳|十bnn_三、某圆截面钢轴，转速n=250r/min,传递功率P=60kW,许用切应力为40Mpa,单位长度许用扭转角0.8（）/m,切变模量G=80GPa,试确定轴的直径。（本题15分）四、图示矩形截面

15、外伸梁，承受载荷F作用，F=20kN,许用应力160Mpa,许用切应力90Mpa,截面高宽比h:b2,画梁的剪力图、弯矩图。确定梁的截面尺寸（本题20分）。4阳小九b五、已知构件上危险点的应力状态，许用应力 强度。（本题15分）60Mpa,用第三强度理论校核该点的六、图示结构水平横梁AB的弯曲刚度无限大，承受均布载荷q作用，立柱CD直径d40mm,立柱长度l2m,立柱材料为A3号钢，其临界柔度为：P100,弹性模量E200Gpa,两端可以看作固定较支,（本题20分）若稳定安全系数nw=2,试确定载荷q的最大值。七、用能量法计算图示外伸梁C点的竖向位移,EI已知。（本题15分）材料力学期末考试试

16、卷（5）参考答案、（5分）解：切应变（2分）（3分）60000二、（10分）解:（2分）202150MPa（2分）0.15702.14310370GPa0.014（2分）207104（2分）0.327三、（15分）（2分）解:ccPCC95499549n602291.76Nm250（5分）Wt（2分）D316maxWt四、（20分）（3分）解：剪力图、c16TD3,3.14弯矩图（略）Mmax20kNmFs20kN分）分）maxmax3Fs3162291.710003.144066.3mm（5分）（各4分）maxMmaxWz（2分）Wzm3（2：3201000000_c57.2mm2160（2

17、分）h2b114.4mm（1分）32010004.6MPa2bh257.2114.4（2分）57.2mmh114.4mm（2分）maxx五、（15分）解： 由得主应力1 524Mpamin（2分）所以：第三强度理论相当应力r37.64MPa（2 分）1352.4MPa（4分）0 0MPa （2 分）强度足够！ （5分）六、（20分）解：立柱的柔度2EF cr2-立柱的临界压力1 2000 200103.143 200000Z 2""4 20040（5分）262kN（5分）F立柱的容许压力Fcrnw由平衡方程确定外载荷最大值 七、（15分）解：两个弯矩图（各5分）qmax31

18、kN（3分）7.75kN /m（7分）利用图乘法得:11123-a-qa- aEI3242a6EI2 2qa211qa4诟 （5分）用其他方法解题时具体问题具体分析!河北工程大学学年第一学期期末考试试卷（6）卷、某材料的应力-应变曲线如图所示，图中水平坐标每一格代表0.5xio3,竖坐标每一格代表30Mpa。试确定材料的弹性模量E,屈服极限琢强度极限。（本题10分）2 46 £ 10 12 14 郡 2C 22水平坐标：每一小格代表口_5对口一*竖坐标,每一小格代表柏旭的二、硬铝试样厚度2mm,试验段板宽b=20mm,标距长度l=70mm,在轴向拉力F=6kN的作用下，测得试验段伸长

19、l0.15mm,板宽缩短量b0.014mm,试计算硬铝的弹性模量E与泊松比。（本题10分）三、某圆截面钢轴，转速n=250r/min,传递功率P=60kW,许用切应力为40Mpa,试确定轴的直径。（本题15分）四、图示矩形截面外伸梁，承受载荷F作用，F=20kN,许用应力160Mpa,截面高宽比h:b2,画梁的剪力图、弯矩图。确定梁的截面尺寸（本题20分）。五、已知构件上危险点的应力状态，许用应力60Mpa,用第三强度理论校核该点的强度。（本题15分）MPa六、理想轴心压杆直径d40mm，长度12m,材料为A3号钢，其临界柔度为：p100,弹性模量E200Gpa,两端可以看作是较支座，若稳定安

20、全系数nw=2，试确定压杆的容许压力最大值。（本题15分）七、用能量法计算图示刚架C点的竖向位移，两段杆长度均为1,不考虑轴力及剪力的影响,EI为常数。（本题15分）材料力学期末考试试卷（6）参考答案、（10分）解：弹性模量约为E210GPa（4分）,屈服极限铲240Mpa,（3分）强度极限（b=420Mpa。（3分）60000二、（10分）解:（2分）202150MPa（2分）等2.14310370GPa0.014（2分）207104（2分）0.327三、（15分）解:ccPCC95499549n60-602291.76Nm250（5分）WT（2分）D316（2分）66.3mm（5分）T&#

21、39;16T162291.71000maxD3q*Wt（3分）3.1433.1440四、（20分）解：剪力图、弯矩图（略）（各5分）Mmax20kNm（2分）maxMmaxWZ（2分）Wz2b3飞"（2分）3Mmax23201000000216057.2mm（2分）h2b114.4mm（2分）max五、（15分）得主应力1解：由52.4MPamin（2分）所以：第三强度理论相当应力r37.64MPa（2分）352.4MPa（4分）0MPa（2分）强度足够！（5分）六、（15分）解：压杆的惯性半径10mm（2分）压杆的柔度F/cr2压杆的临界压力2000103.1434200压杆的最大

22、容许压力七、（15分）解：两个弯矩图（各5分）Fcrnw200000200231kN40（5分）2-62kN（5分）（3分）利用图乘法得：y-Pl日26EIPl4Pl33EI（5分）河北工程大学学年第一学期期末考试试卷（7）一、概念题（本题22分）1、指的是构件抵抗破坏的能力；指的是构件抵抗弹性变形的能力；指的是构件在原始状态保持平衡的能力。（3分）2、由于构件截面急剧变化所引起的应力局部增大的现象称为。（1分）3、轴向受力构件在比例极限内，其横向应变与轴向应变成正比，比例系数称为材料的。（1分）4、根据下图所示A、B、C、D四种不同材料的应力-应变曲线，可以判断：材料的弹性模量最大；材料的强度极限最大；材料的塑性最好；材料的强度最小。（4分）5、圆杆横截面直径增大一倍，其抗拉压刚度变成原来的倍、抗扭刚度变成原来的倍、抗弯刚度变成原来的倍。（6分）6、对于大柔度中心压杆，在其它条件都不变的情况下，若将压杆两端的约束由两端钱支改为两端固支，则其临界压力变为原来的倍。（3分）7、第二强度理论的相当应力r2。（2分）8、变形能的计算与加载次序有关吗？答：。（2分）二、（本题12分）画杆的轴力图