(整理版)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%，需要考虑的关系有（）。A、平衡关

2、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、平均应力 m、应力幅度a分别为（）。A -10、20、10; B 30、10、20;11 C 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3分别为（）A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 50 MPa、0、-50Mp

3、a、D -50 MPa、30MPa、50MPa8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（）。A、 2B、 3C、 4D、 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。以下那个条件不是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。二、按要求作图（共12分）1、做梁的剪力、弯矩图（10分）2、画出右图所示空心圆轴横截面上沿半径OA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，C

4、D截面钢杆，直径为D 35 mm,材料为 Q235钢，应力为180MPa, E 200GPa （共 15 分）（1）求许可载荷F。（6分）（2）计算当 F 50KN时，B点竖向位移（6分）（3）若D处（双剪切）佛钉许用切应力100MPa，试设计佛钉直径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45o方向的线应变为45o,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。细长三处圆截面杆CD ,其直径d 20mm,材料的弹性模量全。五、（14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,

5、材料的许用应力 180MPa。200Gpa, s 250MPa ,200 MPa,100, 2 50,如果压杆不为杆时采用直线拟合。A、C、D 均为球较约束，若已知：l11.25m, l20.55m,F 25kN,稳定安全系数nst 1.8,校核此结构是否安六、（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k 7,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

6、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（）I PA.矩形截面轴C.圆形截面轴B椭圆截面轴D.任意形状截面轴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C.两者一样D.无法判断3.矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时，从正应力强度考虑，该梁的承载能力的变化为（A.不变B增大一倍D.增大三倍aC.减小一半4.图示悬臂梁自由端B的挠度为ma(l a) A.ma3(lB.EI八ma C.-EIma2(i -)D.5.图小微兀体的最大剪应力mmax为多大?（A.B.imax

7、=100MPa"ax = 0C.D.250MPaimax=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（PA.一 AM 2 (WZ)PB.一AM TL W (T WZWp- P M 2 T 2C.( )2 ()2 w b,A WZWPD.P M 2 T 2代 WZ)4(WP) WE7.图示四根压杆的材料、截面均相同，它PTPPId)们在纸面内失稳的先后次序为(A. (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形能U

8、的下列表达式哪个是正确的？()P2aA. U=一 2EAP2lB. U=2EAcP2lC. U=2EAP2aD. U= 2EAP2b2EA P2b2EA P2b2EA9图示两梁抗弯刚度相同,也相同，则两梁中最大动应力的关系为()A. ( Cd) a =( Od) bB. ( Od) a >( Od) bC. ( Od) a <( Od) b弹簧的刚度系数D.与h大小有关二、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 .图木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

9、别为0- (1)= 0-(2)=3.图示销钉受轴向拉力P作用，尺寸如图，则销钉内的剪应力。=支承面的挤压应力bbs=4 .图示为一受扭圆轴的横截面。已知横截面上的最大剪应力Tmax=40MPa ,则横截面上 A点的剪应力TA=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段的最大男应力TT 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 7.矩形截面悬臂梁的尺寸及受载如图所示，(1)若梁长l增大至21,则梁的最大挠度增大至原来的 倩；(2)若梁截面宽度由b减为B,则梁的最大挠

10、度增大至原来的 债;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a临界载荷将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,2.画出图示阶梯形圆轴的扭矩图，用图中是塑性材料。m和d写出圆轴最大剪应力的计算式，并指出其作用点位A、A B 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)°B、C、D的应力 述必写出分析过程，只须写

11、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） 21 .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=100mm , 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Sf。=10MPa。机=力苒32 .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b 试：（1）作梁的剪力图和弯矩图；（2）校核梁的正应力强度。h=25mm , 3160MPa ,4.图示曲柄轴直径 d=50mm ,受集中力P=1KN作用，试：画出危险点力值；（2）若材料的许用应力b =70MPa,试按第四强度理论校核其强度。A的应力

12、状态并计算其应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， 试设计截面尺寸bo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一、单项选择题(每小题2分，共20分)9.C1. C2.C3.B4.B5.A6.D7.A8.A二、填空题(每空1分，共20分)2. 连续性假设 均匀性假设 各向同性假设3. (l-x)(l-x)P4P4. 2 天d h (D2d2)5. 33.3MPa6. 3/87. 1/81/48. 8289. . 2 3 210. 低增大三、分析题(每小题5分，共20分)1.低碳钢强度指标：强度极限b b屈服极限bs铸铁强度指标：拉伸强

13、度极限b铸铁是脆性材料，低碳钢是塑性材料2作扭矩图计算扭转剪应力：AB = 驾d337.9m四二O-d32.支反力：剪力图:Ra=17.5KN（ T ）, Rb=22.5KN（ T ）'153恻max = BC ,作用于BC段表面弯矩图:强度校核： max =9.96MPa< (T 3.N=p,M=peNMP= AW bhp 6pebh2b>h 2 =14.9mm4应力状态一 1 TH 4 1应力值：(r=40.7MPa,16.3MPa强度校核：b eq4=2 3 2 =49.5MPa20102011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

14、、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、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的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

15、圆柱直径不能小于（）。A、0.8 米B、1.6 米C、2.0 米D、2.4 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、光滑性条件。6、图示交变应力的循环特征、平均应力 m、应力幅度a分别为（）。A -10、20、10; B 30、10、20;11C 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

16、形，系统的动荷系数为（）。A、2B、3C、4D、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）（1）做轴力图（2）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

17、上边缘A点处测得纵向线应变 0 400 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Wz 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,1 100, 2 50,如果压杆不为细长杆时采用直线拟合。约束，若已知:A、C、Dl125m,处均为球较0.55m,s

18、t 1.8F 25kN,稳定安全系数 试校核此结构是否安全。1、2、选择题1. D;6. D;作图题(每空2. D;7.B；剪力、弯矩图20102011材料力学A卷参考答案1分）3. A; 4. C; 5. A;8. A; 9. B; 10. C.（4分）切应力分布哂（KN. H）Q图（KN）三、解：(1)对AB（1分）（1分）（2分）（2分）（2分）（1分）（1分）（1分）Ma 0：N 1000 F （1000 2000） 0（2 分） 解得N 3FCD杆轴向拉伸与压缩，由强度条件有F3FN MPa 180MPaA一一A35354解得 F35 35 180N 57.7KN3 4（2）画出变形

19、图如下：根据胡克定律，有3 50 103 4 2000LCD CD 3mm 1.8mm（2 分）EA 200 109 35 35 10 64根据变形图得到d 3.6mm b 5.4mm（3）佛钉是双剪切 由剪切名义应力计算公式得到Fs 3 100MPaA 2 -d2 4 解得d 31mm四、解：B点的单元体如图所示B点应力状态为纯剪切状态。由广义胡克定理有根据应力弯曲剪应力公式：代入广义胡克定理，得到1-E4501.5FS（7分）1.5% lbh（3分）lbhE145（3分）五、解：（1）计算CD杆的临界压力（7分）di 5mm4l 1 0.55 - 3 110,i 5 10 31所以CD杆为

20、大柔度杆用欧拉公式计算临界压应力和临界压力上 P A 小acr2 , cr cr23.142 200 10911022 63.14 202 10451KN（2）. （5分）AB杆平衡 有 Ma0：F sin30 21i TJ得 Tc25KNAB杆拉弯组合变形，弯矩图和轴力图下图所示125825.32AB 杆 最 大拉应力maxMmaxWzFnA125 103102 10625 3 103-Z Z42 21.5 10163.2MPa3.校核PcrTc512.0525%t1.8 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1 Q Ql3 s

21、公、 一 （3 分）3 3K 9EI梁的静位移为:2221222-Ql-l2l-Ql3332333iQ31st 2l空 （6分）9EI动荷系数K5Ql3 18EIh 5Ql3（2分）C点的动挠度Kd st5QI3 9EI1：5Ql3 18EIh:5Ql3（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Xi11 1P 011P EI（各3分）（1分）5ql 48EI1 1 （a EI 2a a）34a3EI将11和1P代入力法典型方程,得Xi15qa 32（2分）刚架的弯矩图右图示 （2分）20102011材料力学B卷参考答案、选择题（每空1分）1. D;2.

22、 D;3.A；4.C; 5. A;6. D;7.B；8.A；9.B; 10. C.二、作图题1. （3分）做轴力图由钢丝的强度条件nA4TF4 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：Me一 d316代入广义胡克定理，得到Me 94.2N M（3分）又由应变公式，得到00/E FA/E 400106得到F 31.4N（5 分）五、解：（1）计算CD杆的临界压力（8分）di 5mm41所以CD杆为大柔度杆3i 5 10l 1 0.55用欧拉公式计算临界压应

23、力和临界压力cr2e2e P A- A2 , cr cr2_2 _ 93.142 200 1091102263.14 202 1051KN得 Tc 25 KN（2）. （6 分）AB 杆平衡 有 MA 0: F sin30 2l TJiAB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12525.3MmaxFnmax 1,八W4A3.校核PCrT51252.05%t1.8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1 _Q_3 3KQ139EI（3分）梁的静位移为:213-21 22 c 2 21Q1 1333Q139EI5Q1

24、3 9EI（8分）d Kdst七、解:动荷系数K5Q13 18EIh 5Q13（2分）5Q13 9EI5Q13 18EIh5Q13C处的约束为多余约束，原结基本体系（2分）（2由力法典型方程X1 - 1P 01 1211 耳(2l l 3l l l l)3413EI将11和1P代入力法典型方程,刚架的弯矩图右图示 （2分）1 12 2ql1P1P11ql46EIl 2ql23EI4l3qi8qi46EI（各4分）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，最大的许可扭矩为若将轴的横截面积增加一倍， 则其最大

25、许可扭矩 为3 .纯剪切状态属于 （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，则其应变能为二、单项选择题：（每题3分，共15分）1 .扭转切应力公式T/（适用于（）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A.挠度最大B.转角最大5.在单元体的主平面上（A.正应力一定最大；C.切应力一定最小；C.剪力最大D.弯矩最大）。B.正应力一定

26、为零；D.切应力一定为零。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.最大拉应力和最大压应力位于同一截面CB.最大拉应力位于截面C,最大压应力位于截面 C.最大拉应力位于截面D,最大压应力位于截面D.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（）处。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2m2m3. （3分）作图示杆的扭矩图3KN m4.2KN m1.2KN m nb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 200G

27、Pa,两杆横截面面积均为A 10cm2已知F100kN ,试求杆1、杆2的轴力和应力3. （10 分）F图所示矩形截面悬臂梁，已知l 3m, b 90mm, h 180mm若许用挠度1l , 250120MPa, E 200GPa,试求该梁的许可载荷 q|AA|Ht）ttMPa4 .（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处均为较接，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）水平放置的钢制折

28、杆如图所示，在 B、D处各受竖直向下的集中力 Fi 0.5kN和m4,柱的弹性模量E 72GPa,横截面面积A 1 10 4m2,3截面惯性矩I1 6.25 10 8m4,稳定安全因数为nw3。（简支梁中点挠度f 上匚）48EIW1m1m1mF2 1kN作用。已知材料的许用应力160MPa，折杆的直径d 40mm。试根据第三强度理论校核折杆的强度。4007. （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）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（）处。A.挠度最大 B.转角最大C.剪力最大D.弯矩最大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.切应力一定为零。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3F2F3KN/m2m2m3. （