材料力学试题及答案综述

1、C、8山西农业大学第3页共15页学年第二学期材料力学试（A卷）D、16、作图示梁的剪力图、弯矩图。（15分）、选择题（20分）1、图示刚性梁AB由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A1和A2,若载荷P使刚梁平行下移，则其横截面面积（）。A、Ai<A2PiBkN7=15kN/mm=12kNP=4kNB、Ai A2C、Ai=A2三、如图所示直径为d的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、仙均为已知。（15分）D、Ai、A2为任意2、建立圆周的扭转应力公式5=MpP/I。时需考虑下列

2、竭素出胸哪几个？答：（）(1)扭矩Mt与剪应力p0的关系Mt=/atppdA六、结构如图所示，P=15kN,已知梁和杆为一破EGPa梁ABC的惯性矩I=245cm4,等直圆(2)变形的几何关系（即变形协调条件）杆BD的直径D=40mm。规定杆BD的稳定安全系数1nst=20(3)剪切虎克定律求BD杆承受的压力。(4)极惯性矩的关系式It=/ap2dAA、(1)B、(1)C、(1)(3)D、全部用欧拉公式判断BD杆是否失稳。（20分）P=15kN3、二向应力状态如图所示，其最大主应力（71=五题图2m六题图A、(Tj:B、2(T<rC、3(TD、4(T题一、3图4、C、降低到原来的1/2倍

3、D、降低到原来的1/4倍5.已知图示二梁的抗弯截面刚度EI相题一、4同,若二者自由端的挠度相等，则A、B、P1/P2=(EI题一、5图山西农业大学学年第二学期材料力学试（B卷）选择题（20分）1、下列结论中正确的是（）A、材料力学主要研究各种材料的力学问题B、材料力学主要研究各种材料的力学性质C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系2、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为Di,另一根为空心轴，内外径比为d2/D2=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同，则它们的重量之比W2/W1为（）A、0.74B、0.62C、0.55D、0.4

4、73、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大致可分为四个阶段，这四个阶段是（）A、弹性变形阶段、塑性变形阶段、屈服阶段、断裂阶段B、弹性变形阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段C、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段D、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段4、高度等于宽度两倍（h=2b）的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（）A、提高到原来的2倍B、提高到原来的4倍C、降低到原来的1/2倍D、降低到原来的1/4倍5.已知图示二梁的抗弯截面刚二题图三、如图所示直径为d的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成

5、450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、仙均为已知。（15分）m五、如图所示，重物Q由高度H处海片,设EI=常数，求这时C点挠度（15分）,答三题图一/'后CI-1/2-I-1/2I五题图六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI,求:1）C点支座反力；2）作刚架弯矩图。（20分）度EI相同，若二者自由端的挠度相等，则P1/P2=（）C、8题一、5图D、16、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。（15分）山西农业大学学年第二学期材料力学考试题三、选择题(20分)1、下列结论中正确的是()A、材料力学主要研究各种材料的力学问题B、材料力学主要研究各种材料的力学性质C、材料力

6、学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系2、建立圆周的扭转应力公式pp=Mpp儿时需考虑下列因素中的哪几个？答：()(5)扭矩Mt与剪应力tP的关系Mt=/atppdA(6)变形的几何关系(即变形协调条件)(7)剪切虎克定律(8)极惯性矩的关系式It=/ap2dAA、(1)B、(1)(2)C、(1)(2)3、二向应力状态如图所示，其最大主应力A、(TB、2(rC、3(tD、4(r4、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为(3)D、全部”=()X号f1JW题一、，3图,D1,另一根为空心轴，内外径比为d2/D2=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角

7、均相同，则它们的重量之比W2/W1为()A、0.74B、0.62C、0.55D、0.475.已知图示二梁的抗弯截面刚度EI相同，若二者自由端的挠度相等，则P1/P2=()C、8题一、5图D、16三、如图所示直径为d的圆截面轴靠鼎承受扭转力偶矩m的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、仙均为已知。(15分)五、悬臂梁ACB由铸铁材料制成，其许用拉应力a=40MPa,许用压应力oc=160MPa,载荷FP=44kN,梁截面为T型，Iz=101.8X106mm4,尺寸如图，试校核其强度。(15分)五题图六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI,求:

8、1)C点支座反力；2)作刚架弯矩图。(20分)PBC六题图山西农业大学-学年第二学期课程考试试卷卷）四、选择题1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为，则450斜截面上的正应力和剪应力。A分别为"2和erB均为erC分别为6和"2D均为"22、图示怫接件，若板与怫钉为同一材料，且已知（Tjy=2p,为充分提高材料的利用率，则怫钉的直径d应为。Ad=2tBd=4tCd=4t/3一点的应力状态如右图所示，则其主应力，、仃2、A30MPa,100MPa,50MPaB50MPa,30MPa,-50MPaC50MPa,0,-50MPaD-50MPa,30MPa,50MPa4、两根

9、材料和柔度都相同的压杆，A临界应力一定相等，临界压力不一定相等B临界应力不一定相等，临界压力一定相等C临界应力和临界压力一定相等D临界应力和临界压力不一定相等口分别为50Mpa30MPa5、图示交变应力循环特征r,应力振幅6a和平均应力（rm分别为Ar=2,(T-20MPa,(rm=10MpaBr=2,(T-40MPa,(rm=10MpaCr=2,(r30MPa,(rm=-10MpaDr=2,(r30MPa,(rm=30MPa6、图示十字架，AB杆为等直均质杆，o-o为圆轴。当该绕o-o轴匀速旋转时，在自重和惯性力作用下杆AB和轴别发生十字架o-o分A、拉伸变形、压缩变形;B、拉弯组合变形、压

10、弯组合变形;G拉弯组合变形、压缩变形;D拉伸变形、压弯组合变形。二、计算题（共80分，适用农机、机制、建环）1、（15分）梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。qa2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa,试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大剪应力。2050*3、（10分）一受扭转的圆轴，直径d=260mm,材料的的弹性模量E=200GPa,泊才&比v=0.3,现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45。方向的线应变£45=5.2X10-40试求转矩m0d5题图6、（10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

11、弹簧刚度为k（产生k*单位长度变形所需的力），且l，试求c点的挠度。qfi21第13页共15页山西农业大堂006-2007年第二学期课程考试试卷卷）五、选择题（每题4分，共20分）1、材料的失效模式。A只与材料本身有关，而与应力状态无关；B与材料本身、应力状态均有关；C只与应力状态有关，而与材料本身无关；D与材料本身、应力状态均无关。2、图中应力圆a、b、c表示的应力状态分别为A二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态；B单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态；C单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态；D单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。正确答案是h3、关于压杆临

12、界力的大小，说法正确的答案是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与压杆所承受的轴向压力大小有关；D与压杆的柔度大小无关。4、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅值0a的值分别是A40、20、10C0、20、10B20、10、20D0、20、20（应力单位为MPa）5、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数2hVcVb计算题1、（16分）简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图4kN/m2、（15分）已知三向应力状态如图所示（图中应力单位：MPa）,形变应变能密度Uf。试求：1）主应力；2）主切应力；3）3、（16分）圆截面杆，受横向外力F和绕

13、轴线的外力偶m0作用。由实验测得杆表面A点处沿轴线方向的线应变'"4父104,杆表面B点处沿与轴线成45方向的线应变%5“=3.75父104。材料的弹性模量E=200GPa,泊松比v=mO0.25,a=0.25L,L=800mm,d=60mm。试求横向外力F和绕轴线的外力偶4、（16分）精密磨床砂轮轴如图所示（单位：mm）,已知电动机功率N=3kW,转速n=1400rpm,转子重量Qi=101N,砂轮直径D=25mm,砂轮重量Q2=275N,磨削力Py/Pz=3,轮轴直径d=50mm,材料为轴承钢，尸=60MPa,试用第三强度理论校核轴的强度。5、（17分）平面刚架ABC与二

14、力杆CD构成如图所示结构，并承受外力偶mo作用。若mo、a已知，刚架3EIEA二-的抗弯刚度为EI,CD杆的抗拉刚度为EA，且2a2。试求CD杆的变形量。6、（17分）用积分法求梁B点的挠度和转角，梁的EI,L已知山西农业大堂006-2007年第二学期课程考试试卷卷）六、选择题（每题4分，共20分）1、轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确答案是 P P1,2A 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。计算题1、（16分）q、a已知，试作梁的剪力、弯矩图2、一

15、点的应力状态如右图所示，则其主应力A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 50 MPa、0、-50MPaD -50 MPa、30MPa、50MPa%、。2、仃3分别为正确答案是50 M1%30 MPaM（x）M（x）dx3、对莫尔积分' EI 的下述讨论，正确的是 A只适用于弯曲变形；B等式两端具有不相同的量纲；C对于基本变形、组合变形均适用；D只适用于直杆。qaC2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa）,试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。面内最大切应力。20502、4、（16分）精密磨床砂轮轴如图所示（

16、单位：mm）,已知电动机功率 N=3kW,转速n=1400rpm,转子重量 Qi=101N,砂轮直径D=25mm,砂轮重量Q2=275N,磨削力Py/Pz=3,轮轴直径d=50mm,材料为轴承钢，叵=60MPa ,试用第三强度理论校核轴的强度。6、（17分）用积分法求梁B点的挠度和转角，梁的EI, L已知2hVc Vb4、图示交变应力的循环特征、平均应力m、应力幅值仃a的值分别是A40、20、10B20、10、20C0、20、10D0、20、20（应力单位为MPa）5、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数hkd=11；Vb3y =2 p,为充分提高材料的利用率，则怫钉的直冗山西

17、农业大堂007-2008年第二学期课程考试试卷卷）七、选择题（每题4分，共20分，机制、农机做1-5,建环做1-4,6）1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为，则450斜截面上的正应力和剪应力A分别为"2和erB均为erC分别为6和"2D均为"23、图示怫接件，若板与怫钉为同一材料，且已知径d应为oAd=2tBd=4tCd=4t/兀Dd=8t/3一点的应力状态如右图所示，则其主应力巴、仃2、。3分别为A30MPa、100MPa、50MPaB50MPa、30MPa、-50MPa»C50MPa、0、-50MPa|D-50MPa、30MPa、50MPaI4、两根材

18、料和柔度都相同的压杆，30A临界应力一定相等，临界压力不一定相等B临界应力不一定相等，临界压力一定相等C临界应力和临界压力一定相等D临界应力和临界压力不一定相等5、图示交变应力循环特征丫，应力振幅6a和平均应力（rm分别为A尸2,(TF20MPa,(rm=10MpaB尸2,(T-40MPa,(rm=10MpaC产2,(T后30MPa,(rm=-10MpaD尸2,(T30MPa,(rm=30MPa6、图示十字架，AB杆为等直均质杆，o-o为圆轴。当该字架绕o-o轴匀速旋转时，在自重和惯性力作用下杆AB轴o-o分别发生A、拉伸变形、压缩变形；B、拉弯组合变形、压弯组合变形；G拉弯组合变形、压缩变形

19、；D拉伸变形、压弯组合变形。二、计算题（共80分）1、（15分）梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa,试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大切应力。20k43、（10分）一受扭转的圆轴，直径d=260mm,材料的的弹性模量E=200GPa,泊才&比v=0.3,现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45。方向的线应变e=5.2X10-4。试求转矩m。4题图5题图6、（10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（产生一目单位长度变形所需的力），且l3,试求C点的挠度。山西农

20、业大堂007-2008年第二学期课程考试试卷卷）八、选择题（每题4分，共20分）1、轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面（）A分别是横截面、450斜截面B都是横截面C分别是45°斜截面、横截面D都是45°斜截面2、图中应力圆a、b、c表示的应力状态分别为A二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态；B单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态；C单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态；D单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。202、二1_，.二二3一2y22xy5050±Ji+22(-20)257-7MPa2-xy/c0cc.tg2工

21、0=0.8,：0=1920二x一：ymax=(一xiy)2xy=-32MPa2M（x）M（x）.：二dx3、对莫尔积分EI的下述讨论，正确的是。A只适用于弯曲变形；B等式两端具有不相同的量纲；C对于基本变形、组合变形均适用；D只适用于直杆。4、图示交变应力的循环特征r、平均应力0rm、应力幅值a的值分别是A40、20、10B20、10、20C0、20、10D0、20、20（应力单位为同Pa）5、在连接件上，剪切面和挤压面分别于外力方向A垂直、平行B平行、垂直C平行D垂直二、计算题（共80分）1、（15分）a已知，试作梁的剪力、弯矩图2qa2aqa3、（15分）皮带轮传动轴如图所示，皮带轮1的重

22、量W1=800N,直彳5d1=0.8m,皮带轮2的重量W2=1200N,直径d2=1m,皮带的紧边拉力为松边拉力的二倍，轴传递功率为100kW,转速为每分钟200B的挠度和转角。转。轴材料为45钢，叵=80MPa,试求轴的直径。qUTzrzxc2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa,试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大切应力2006-2007(2)材料力学试卷A答案一、选择题1、B2、C3、B4、D5、C二、计算题1、简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。RaRRb4kN/mCB段：Fq(x)=4.(3.75-x)-Rb=9.9-4x；M(x

23、)=5.1(3.75-x)-根据上面方程容易求出驻点、零点和剪力、弯矩的极值，如图。0二1=65.3MPa，o2=50MPa，二3=-15.3MPa2.12=_7.65MPa,.23=_32.65MPa,.13=_40.3MPauf=11.9103J/m33、E；0co=ex=Es0=80MPa,7xy=-60MPay(1,)4(3.75-x)2一3.75、mB=0=RA3.7592.75=4=RA=0.9kn“Fy=0=RbRa9=43.754、Mx(Nm)20.50.9=RB=5.1KNMz(Nm)603.85,Fq(KN)5.9C3.15.1.10125M(KNm)剪力方程和弯矩方程:-

24、+3.25125AC段：Fq(x)=Ra-4x=0.94x；M(x)=RA24x2x-=0.9x-2x2扭矩：Mx=9549=9549=20.5Nmn1400进而可以求出磨削力：Pz,D=Mx=1640n；Pv=3Pz=4920N2y故可以求出My和Mz的极值：_3My=Pz13010=213.2NmymaxzMzmax=(PyQ2)'130'10*=603.85Nm弯矩：M=Jm+|Mz2=d213.22+603.852=640.38NmVymax1zmax第三强度理论：第11页共15页m2m232二(5010-)3.640.38220.52=52.2MPa"二20

25、故该轴满足强度要求。5、,116、2a3EI,3qi6EI二、选择题1、2、,、1F11a28EImO,X11116amO11m016EA，Vbqi48EI2006-2007材料力学试卷B答案3、4、5、二、计算题1、q、a已知，试作梁的剪力、弯矩图。qaqaB2aaM22、qaCT-CJ,xy501-x-y50x"""""V9O-(2y)2:250JI,2tg20=-2(-20)2xy22)2.以=_32MPamax3、应用截面法容易求出:AB、AD、BC、DC四根压杆的内力N10.05结构临界载荷:Pc-(235-0.0068'2)

26、.2.531.7KN二d257MPa-7=0.8=°=19020'BD拉杆的内力N2=P=804、Mx(Nm)20.5Mz(Nm)603.85My(Nm)18.18213.2I,2Rc=-(qa2a2、5qa2.5a-qa)=一qa43Ra=qa43/4qa2、202 M2323 3二(50 10 )22_.640.382 20.52 = 52.2MPa "二二 32a +a x y故该轴满足强度要求。5、2a33EI3EIm（）XimO2aVd5a2m024EI(向下)5050 2一 22 (-20)22.xy6、 3 ql6EIVBql48EI2007-2008

27、材料力学试卷A答案3、max=32MPam=125.7N/m57 MPa-7= 0.8=0 = 19020'三、选择题1、D2、D3、B4、A5、C6、C二、计算题4、5、"116、vdcc = 82 2x 84/ MPa2a3.1F3EI ,xv = 16.34 xy2am03EI118EIh联 5Ql 9EIMPaX1二处2a88.5MPa 二尸 180MPaVd5a2m。 24EI(向下)N八八3扭矩：Mx=9549=9549=20.5Nmn1400进而可以求出磨削力：PzD=Mx=1640N；Pv=3PZ=4920N2y故可以求出My和Mz的极值：一一一_3一一一My

28、=Pz13010=213.2NmymaxMzmax=(Py-Q2)13010*=603.85Nm弯矩：M=jMy2+|Mz'=d'213.22+603.852=640.38NmyymaxIzmax第三强度理论：2007-2008 （2）材料力学试卷B答案1、简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。四、选择题1、A2、C3、4、5、1、CDB、计算题q、a已知，试作梁的剪力、弯矩图。qaqqaBACza2、205022'.2xy(2)22a502502(-20)257MPa71t2d2/2=9550N,T2=2t2=19100NPy1=丁L皿=36616Py2=W

29、2=120QPz2=(T2t2)=28650内力分析B截面Mx=4775My=18308C截面My=10743Mz=9604轴危险截面为B截面轴径计算4、tg2：02xy=0.8=o=19020'CT-CFxy22M=MyMz=14410yIW=236E-6Gxa=41.8MPa,%a=16.3MPa,01a5、在B点作用向下单位力2M=qx(AC段)2M=(xl-a)(AC段)B点向下位移3aMM,qa3dx=EI24EI(41-a)求转角:在B点作用顺时针单位力偶d=332w=0.134m47.4MPa,a=-5.6MPa,0r3a=53MPa向下max=-(fjy)2Xy=-32

30、MPac“、,一八八N3、解：扭矩：T=9549=4775Nmn2qx(AC段)皮带拉力l=T-=9438,N=2t二188制0d1/2M-1B点转角aMM,dx二EI23aqxqadx=2EI6EI顺时针6、第21页共15页rV3EIQl23-V13gQl32EI2 .绘制结构的剪力、弯矩图。（15分）3 .如图，左轮沿切线作用水平向前Fi=6kN,右轮沿切向上F2,a=0.4m,Di=0.4m,D2=0.6m,轴的材料许用（=100MPa，。试按第三强度理论设计合理的do（15分）四.图示结构，梁AB的EI、造成梁中的动态最大弯矩。a、h和重物的重量P已知。（15分）强度:五.图示结构，各

31、杆材料许用应力3222,3二3MAyT.二d3试求重物自由下d=120MPa;边杆长度l=1m,直径角线杆的直径d=0.06m,稳定因数（=0.527。试求该结构合理的允许分）六.梁AB尺寸a=1m,b=0.1m,h=0.2m;材料的弹性模量E=210GPa,行0.28;在C截面中间层处测得45度方向应变为1X10-5o试计F。（10分）二.绘制结构的剪力、弯矩图。（15分）约束力2分，FAy=-qa（J）,FCy=3qa（1）,FDy=2qa（。剪力图7分，4值3线；弯矩图6分，3值3线。若剪力图对，约束力不写不扣；若图错，约束力对，最多给4分。.如图，左轮沿切线作用水平向前F1=6kN,右

32、轮沿切线作rAd1=0.04m;对载荷F。（10学1落冲击C点所泊松比算梁上集中力用铅d.3I32.MV12一2AyI0.06490m:bJ（5分）四.图示结构，梁AB的EI、a、h和重物的重量P已知。试求重物自由下落冲击C点所造成梁中的动态最大弯矩。（15分）解:协调:位移:结果:PXWbWb=0（2分）p5Pa3Wb6EIXWb83Xa32分）IfX=5P（2分）静位移：.%t=WcPWcPa33EI5Pa3a37Pa3163EI2EI-96EI（4分）2h192hEI，八、动何因数：Kd=1+/1+-；=1+、1+（2分）:st:7Pa最大动弯矩:五.图示结构,（f=0.527o解：Mdmax=Kd等各杆材料许用应力（1分）d=120MPa;边杆长度l=1m,直径d1=0.04m;对角线杆的直径d=0.06m,稳定因数拉杆内力:拉杆强度:试求该结构合理的允许载荷F。（10分）Fn.24Fn二d,2二d（2分）4对角线杆压力：F（1分）=4F24212H二213.3kN（3分）垂向上F2,a=0.4m,D=0.4m,D2=0.6m,轴的材料许用应（=100MPa,F