大学期末考试-材料力学试题及答案5353

3、两梁的跨度、承受载荷及支承相同，但材料和横截面面积不同，因而两梁的剪力图和弯矩图不一定4、交变应力是指构件内的应力，它随时间作周期性变化，而作用在构件上的载荷可能是动载荷，也可能是静载荷。()应力而无切应力。()二、选择题（每个2分，本题满分16分）FNA1．应用拉压正应力公式的条件是（）。A、应力小于比例极限；B、外力的合力沿杆轴线；C、应力小于弹性极限；D、应力小于屈服极限。(a)(b)2．梁拟用图示两种方式搁置，则两种情况下的最大弯曲正应力之比A、1/4；B、1/16；C、1/64；D、16。为（）。maxmax4hh4hh3、关于弹性体受力后某一方向的应力与应变关系有如下论述：正确的是A、有应力一定有应变，有应变不一定有应力；(a)B、有应力不一定有应变，有应变不一定有应力；C、有应力不一定有应变，有应变一定有应力；D、有应力一。(b)定有应变，有应变一定有应力。4、火车运动时，其轮轴横截面边缘上危险点的应力有四种说法，正确的是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、如图所示的铸铁制悬臂梁受集中力F作用，其合理的截面形状应为图（b）6、对钢制圆轴作扭转校核时，发现强度和刚度均比规定的要求低了20%，若安全因数不变，改用屈服极限提高了30%的钢材，则圆轴的（c）强度、刚度均足够；B、强度不够，刚度足够；刚度均不够。强度足够，刚度不够；D、强度、7、图示拉杆的外表面上有一斜线，当拉杆变形时，斜线将A：平动；B：转动d。C：不动；D：平动加转动8、按照第三强度理论，比较图中两个应力状态的相当应力正确的是（a）。（图中应力单位为MPa）％=23％（1026.42）41004102截面收缩率：％=59.04％2．如图所示圆截面轴，B截面上有2M0作用，C截面有力偶M0作用，圆截面的直径为d，试求C截面相对A截面的扭转角CA和整个圆轴最大扭转剪应力max。轴的扭矩图为：(M)aMa000GIGICAi则扭转角pp整个圆轴最大扭转剪应力maxM16MTmax0d30Wmaxd316t3、求图示单元体指定截面上的正应力和切应力（图中单位为MPa）50MPa120MPa30MPa30yxx30503050cos60(120)sin60138.9MPa223050sin60(120)cos6068.7MPa2四、（12分）绘制此梁的内力图(14分)手摇绞车如图所示，轴AB的直径[σ]=100Mpa，已知P为1000N，试按第三强度理论校核轴的强度。的内力要素，危险截面上危险点的位置：最上、最下两点PM0.4200Nm2TP0.18180NmM2T2002180d3101.6MPa22r3Wz32故强度不满足。wFl,3Fl23EI2EI。图b所示悬臂梁，已知BB六、（14分）图a所示悬臂梁，自由端的挠度和转角为a,b,E,I。重量Q的重物自高度h处自由下落，冲击梁上的B点处。试求梁在C点处的最大冲击挠度。FQhABABClab(a)(b)当Q作为静载荷作用在B点时，C点的挠度为Qa3bQa2Qa2(2a3b)wwb3EI2EI6EICBBK112h11w2hd动荷因数stBKwQa(2a3b)116hEI26EIQaddC3梁在C点处的最大冲击挠度为七、（12分）已知AB为刚性梁，AC为两端铰接的钢制圆杆，横截面直径d=20mm，p=200Mpa，s=240Mpa，E=200Gpa，直线经验公式的系数a=304Mpa，b=1.118Mpa，P=4kN,稳定安全系数nst=5，试校核其稳定性。对AB：M0F2aPa0ACDFACP2KN2解得对杆AC，ul11000200p2E99di4p而pFCr2Ed224故杆AC为大柔度杆，其临界压力为FCrF校核其稳定性：解得AC155故稳定性可以满足。八、（10分）在受集中力F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2.6106。已知材料弹性常数E=200Gpa，=0.28，h=200mm，b=100mm。试求集中力F。45oF45oKhb2m1mFFs该截面上的剪力为3，中性层上K点的切应力为F3F3Fs1.52A0bh2bh045xyx451351（1u）(1u)F135E(u)E2Ebh13545故F16.25KN一、判断题（正确打“√”，错误打“X”，本题满分为10分）1、切应变是变形后构件中任意两根微线段夹角角度的变化量。()2、一点沿某一方向的正应力为零，则沿该方向的线应变也为零。()3、应变能等于外力所做的功，由于功有正负，因此杆的应变能也有正负。()4、研究杆件的应力与变形时，力可按力线平移定理进行移动。（）5、交变应力是指构件内的应力，它随时间作周期性变化，而作用在构件上的载荷可能是动载荷，也可能是静载荷。()6、塑性材料制成的杆件，其危险点必须用第三或第四强度理论所建立的强度条件来校核强度。（）7、在单元体两个相互垂直的截面上，切应力的大小可以相等，也可以不等。8、超静定结构的相当系统和补充方程不是唯一的，但其计算结果都是唯一的。()9、两梁的跨度、承受载荷及支承相同，但材料和横积不同，因而两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。()（）10、平行移轴公式表示图形对任意两个相互平行轴的惯性矩和惯性积之间的关系。（）二、选择题（每个2分，本题满分16分）1、如图所示的铸铁制悬臂梁受集中力F作用，其合理的截面形状应为图（）2、图示钢杆，放置在两刚性平面之间，杆内无初始应力。当温度均匀升高3、低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四种指标得到提高的是。A：强度极限；B：比例极限；C：收缩率4、自由落体冲击时的动荷因数，不正确答案是；D：延伸率（伸长率）A与被冲击物的刚度有关；B与自由落体下落的高度有关；C与被冲击物的刚度无关；D与冲击刚发生时，自由落体下落的速度有关。5、受轴向拉伸的等直杆，在比例极限内受力，若要减小杆的纵向变形，需要改变抗拉压刚度，即A、减小EAB、减小EIC、增大EAD、减小EI6、两端铰支圆细长压杆，若在某一截面上开一小孔。关于这一小孔对压杆稳定承载能力及强度的。A：对强度和稳定承载能力都有较大消弱；B：对强度和稳定承载能力都不会消弱；曲变形，如果梁横高度增加一倍的最大挠度为原来的多）1、横截面和材料均相同的两根等长细长压杆，A为两端铰支，B为一端固定另一端自由，则前者与后者。；。3、受力构件的材料弹性常数为E、G、μ，该构件一点处的主应力σ1=σ2=σ3，则最大主应变为。4、两根承受轴向拉伸的杆件均在弹性范围内，一为钢杆其弹模量为200Gpa，另一为铸铁杆其弹模量为100Gpa。若两杆横截面上的正应力相同，则两杆纵向应变的比值为；若两杆的纵向应变相同，则两杆横截面上正应力的比值为。5、标距为100mm的标准试件，直径为10mm，拉断后测得伸长后的标距为123mm，颈缩处的最小直径为6.4mm，则该材料的δ=；ψ=6、从材料力学的角度来讲，为了使构件能正常的工作，必须使构件具有足够的。；；。××××√；××√××选择题BABCCDDA(12u)1,E1、4：12、,3、0aa4、1:2,2:15、23％,59.04％6、强度、刚度、稳定性四、绘制此梁的内力图五、如图所示结构，A，B，C均为铰接，AB杆为实心圆截杆，其d0=40mm，BC杆为空心圆管外径为D=60mm，内径d=40mm，已知材料的p=200Mpa，s=240Mpa，E=200Gpa，a=304Mpa，b=1.12Mpa，若规定稳定安全系数ηst=3,强度安数η=2试求结构的许可载荷[F]。面全系节点B受力如图所示F0xiFcos30F0BCBAyiFBC2s2d04对杆BC，应满足拉伸强度条件：解得F75.4KN1150015004ulpp对杆AB，2E99di而pFCrF3故杆AB为大柔度杆，应满足稳定性条件：AB2EI(ul)33F4FCr2dI其中F21.2KN解得F64即BA故该结构的最大许可载荷[P]=21.2KN。AB轴的d=30mm，承受集中载荷F=1kN作用，许用应力理论校核轴AB的强度。六、图示钢质拐轴，[σ]=160Mpa。试根据第四强度解：（1）AB轴产生弯扭组合变形，固定端面为危险截面，危险点位于固定端面的最上和最下的边缘点。危险截面上的内力有：弯矩M10.150.15KN.m，T10.140.14KN.m。扭矩：（2）危险点的应力单元体如图所示（3）该杆为圆截面杆所以第四强度理论的相当应力M20.75T23dW，其中Wxd4r432代入数据的：72.8MPa160MPa所以AB轴强度足[σ]+=40Mpa，容许压应力[σc]—=160Mpa，截面矩Iz=10180cm4，h1=9.64cm，试计算该[P]。够。七、悬臂梁尺寸载荷如图所示，若材料的容许拉应力对形新轴的惯性梁的许可载荷梁的弯矩图为：Mh0.8P(250h)[]maxI21ImaxzzP132.6KN解得Mh0.6P(250h)