安徽公安职业学院《材料力学》2024 - 2025 学年第一学期期末试卷

第1页学院：专业班级：姓名：学院：专业班级：姓名：学号：装订线内不要答题学院/专业：__________姓名：__________学号：__________注意事项：1、本试卷满分100分。2、考试时间120分钟。题号一二三四五六七得分得分评阅人一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题的备选项中，只有1个最符合题意）1.关于材料力学中的内力，下列说法正确的是（）A.内力是物体内部的力B.内力随外力的增大而减小C.内力的大小与物体的变形有关D.内力是由物体的外部因素引起的2.构件抵抗破坏的能力称为（）A.强度B.刚度C.稳定性D.韧性3.轴向拉压杆横截面上的正应力公式σ=N/A的应用条件是（）A.应力不超过比例极限B.外力合力作用线与杆轴线重合C.杆件必须是等截面直杆D.杆件必须是实心截面4.低碳钢拉伸试验中，应力与应变基本呈线性关系的阶段是（）A.弹性阶段B.屈服阶段C.强化阶段D.颈缩阶段5.梁发生平面弯曲时，其横截面绕（）旋转。A.梁的轴线B.中性轴C.截面形心D.截面对称轴6.矩形截面梁横力弯曲时，在横截面的中性轴处（）A.正应力最大，剪应力为零B.正应力为零，剪应力最大C.正应力和剪应力均最大D.正应力和剪应力均为零7.细长压杆，若其长度系数增大一倍，则压杆的临界力为原来的（）A.1/2B.1/4C.2倍D.4倍8.图示结构中，AB杆为刚性杆，CD杆为弹性杆，在C点作用一垂直于AB杆的力P，则CD杆的内力为（）A.PB.P/2C.2PD.09.对于受扭圆轴，有如下结论，正确的是（）A.最大剪应力只出现在横截面上B.在横截面上和包含杆件轴线的纵截面上均无正应力C.圆轴内最大拉应力的值和最大剪应力的值相等D.以上都不正确10.两根材料和长度相同的圆轴，若d1=2d2，则两轴的抗扭刚度之比GIp1/GIp2为（）A.1/16B.1/8C.8D.16二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得1分）1.材料力学的基本假设包括（）A.连续性假设B.均匀性假设C.各向同性假设D.小变形假设E.平面假设2.关于轴向拉压杆的强度条件，下列说法正确的有（）A.可以用于强度校核B.可以用于设计截面尺寸C.可以用于确定许可载荷D.强度条件与材料无关E.强度条件与外力无关3.梁的变形与下列哪些因素有关（）A.梁的材料B.梁的截面形状和尺寸C.梁的长度D.梁的支承条件E.梁所受的载荷4.提高梁弯曲强度的主要措施有（）A.合理安排梁的受力情况B.选择合理的截面形状C.采用变截面梁D.改善梁的支承条件E.增加梁的长度5.关于压杆稳定，下列说法正确的是（）A.压杆的稳定性与杆的长度有关B.压杆的稳定性与杆的截面形状有关C.压杆的稳定性与杆的材料有关D.压杆的稳定性与杆所受的轴向压力大小无关E.压杆失稳是由于杆内应力超过了材料的比例极限三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列各题的对错，正确的用“√”表示，错误的用“×”表示）1.材料力学主要研究杆件在外力作用下的变形、受力和破坏的规律。（）2.内力就是物体内部的力，它与外力无关。（）3.只要杆件的强度足够，就不会发生破坏。（）4.轴向拉压杆横截面上的应力均匀分布。（）5.梁的弯曲变形越大，其刚度越大。（）6.提高梁的抗弯刚度可以减小梁的变形。（）7.压杆的临界力与杆的长度成正比。（）8.受扭圆轴横截面上的扭矩与截面的极惯性矩的比值称为扭转切应力。（）9.圆轴扭转时，最大剪应力发生在截面的边缘处。（）10.材料力学中研究的变形都是弹性变形。（）四、简答题（总共3题，每题10分，回答要点，并简明扼要作解释）1.简述材料力学中的强度、刚度和稳定性的概念答：强度是指构件抵抗破坏的能力。构件在外力作用下，若应力超过材料的极限应力，构件就会发生破坏，所以强度要求构件的工作应力不超过材料的许用应力。刚度是指构件抵抗变形的能力。构件在外力作用下会产生变形，如果变形过大，就会影响构件的正常工作，所以刚度要求构件的变形不超过规定的许可值。稳定性是指构件保持原有平衡状态的能力。例如细长压杆，当压力达到一定值时，压杆会突然变弯失去平衡，所以稳定性要求构件在受力时能保持平衡状态。2.简述轴向拉压杆的变形特点及胡克定律答：轴向拉压杆的变形特点是沿轴线方向伸长或缩短。胡克定律表明，在弹性范围内，轴向拉压杆的轴向变形与轴力和杆长成正比，与横截面面积成反比，其表达式为Δl=Nl/EA，其中Δl为轴向变形，N为轴力，l为杆长，E为材料的弹性模量，A为横截面面积。这一定律反映了拉压杆弹性变形与受力及几何参数之间的关系。3.简述梁弯曲时的正应力和剪应力分布规律答：梁弯曲时正应力沿截面高度呈线性分布，中性轴处正应力为零，离中性轴越远正应力越大，在截面上下边缘处正应力最大。梁弯曲时剪应力沿截面高度呈抛物线分布，中性轴处剪应力最大，截面上下边缘处剪应力为零。正应力分布规律与梁弯曲时的内力（弯矩）相关，剪应力分布规律与梁弯曲时的内力（剪力）相关，这些分布规律对于分析梁的强度和变形具有重要意义。五、计算题（总共两题，每题15分，要求写出必要的文字说明、主要公式和计算步骤）1.一圆形截面直杆，直径d=20mm，受轴向拉力F=50kN。已知材料的弹性模量E=200GPa，求杆的轴向伸长量。解：首先计算杆的横截面面积A：A=πd²/4=π×(20×10⁻³)²/4m²然后根据胡克定律Δl=Nl/EA，这里轴力N=F=50×10³N，杆长l假设为1m（题目未给出，一般计算时可设为1m方便计算，不影响结果），E=200×10⁹Pa，A已求出。将数值代入公式计算轴向伸长量Δl。2.一简支梁AB，长度l=4m，在梁的中点C处作用一集中载荷P=20kN。梁的截面为矩形，宽b=100mm，高h=200mm。已知材料的许用应力[σ]=160MPa，试校核梁的强度。解：先计算梁的支座反力，根据梁的平衡条件求出A