材料力学试题41904
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《材料力学》考试试卷(A 卷)班级 姓名 学号一、选择题(每题4分,共16分)1.图示等直杆,杆长为3a ,材料的抗拉刚度为EA ,受力如图。
杆中点横截面的铅垂位移是 。
(A )0; (B )/()Pa EA ; (C )2/()Pa EA ; (D )3/()Pa EA 。
2.同一材料制成的空心圆轴和实心圆轴,长度和横截面面积均相同,则抗扭刚度较大的是 。
(A )实心圆轴; (B )空心圆轴; (C )二者一样;(D )无法判断。
3. 图示铆钉联接,铆钉的挤压应力bs σ是 。
(A )22/()P d π; (B )/(2)P dt ;(C )/2P bt ; (D )24/()P d π。
总得分 评卷人审核人4.关于图示梁上a 点的应力状态为 。
二、填空题(每题4分,共12分)1.图示三种截面的截面积相等,高度相同,试按其抗弯截面模量由大到小依次排列,Z W ( )Z W >( ) Z W >( )。
2.已知一点的应力状态如图,其相当应力4r σ= Mpa3.已知图(a )所示梁中点C 的挠度为()2234/(48),()C y Pb l b EI a b =-≥。
则图(b )所示梁中点C 的挠度为C y = 。
三、作图题(本题12分):作梁的Q 、M 图四、计算题(本题15分)外伸梁截面及受载如图,已知410500⨯=z I mm 4,材料的15][=t σMPa ,40][=c σMPa , 校核该梁的强度。
五、计算题(15分)图示结构,横梁横截面为10号工字钢。
W Z =49cm 3,BD 直杆横截面为矩形20×30mm ,两端为球铰,材料的弹性模量E =200GPa ,p λ=100,稳定安全系数n st =2.5,横梁许用应力[σ]=140MPa,试校核结构是否安全。
六、计算题(20分)图为某精密磨床砂轮轴的示意图。
已知电动机功率P =3KW ,转子转速n =1400r/min ,转子重量W1=101N 。
材料力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪一项不是材料的基本力学性质?A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 导电性答案:D2. 根据胡克定律,当材料受到正应力时,其应变与应力成正比,比例系数称为:A. 杨氏模量B. 剪切模量C. 泊松比D. 屈服强度答案:A3. 在材料力学中,材料的屈服强度是指:A. 材料开始发生塑性变形的应力B. 材料发生断裂的应力C. 材料发生弹性变形的应力D. 材料发生脆性断裂的应力答案:A4. 材料的疲劳寿命与下列哪一项无关?A. 材料的疲劳极限B. 应力循环次数C. 材料的弹性模量D. 应力循环的幅度答案:C5. 在材料力学中,下列哪一项不是材料的力学性能指标?A. 硬度B. 韧性C. 密度D. 冲击韧性答案:C二、简答题(每题5分,共10分)6. 简述材料力学中弹性模量和剪切模量的区别。
答:弹性模量,也称为杨氏模量,是描述材料在受到正应力作用时,材料的纵向应变与应力成正比的比例系数。
剪切模量,也称为刚度模量,是描述材料在受到剪切应力作用时,材料的剪切应变与剪切应力成正比的比例系数。
7. 什么是材料的疲劳寿命,它与哪些因素有关?答:材料的疲劳寿命是指材料在反复加载和卸载过程中,从开始加载到发生疲劳断裂所需的循环次数。
它与材料的疲劳极限、应力循环的幅度、材料的微观结构和环境因素等有关。
三、计算题(每题15分,共30分)8. 一根直径为20mm的圆杆,材料的杨氏模量为200GPa,当受到100N的拉力时,求圆杆的伸长量。
答:首先计算圆杆的截面积A = π * (d/2)^2 = π * (0.02/2)^2m^2 = 3.14 * 0.01 m^2。
然后根据胡克定律ΔL = F * L / (A * E),其中 L 为杆长,假设 L = 1m,代入数值得ΔL = 100 * 1 / (3.14* 0.01 * 200 * 10^9) m = 7.96 * 10^-6 m。
材料力学试题及答案1. 答,应力是单位面积上的内力,它是描述物体内部分子间相互作用的一种力。
而应变则是物体在外力作用下产生的形变程度。
弹性模量是描述物体抵抗形变的能力,可以用来衡量物体的刚度。
2. 答,拉伸试验是一种常见的材料力学试验方法,通过对材料施加拉伸力,测量材料的应力和应变,从而得到材料的力学性能参数。
这种试验可以用来评估材料的强度、韧性和延展性等性能。
3. 答,材料的断裂行为受到多种因素的影响,包括材料的化学组成、晶体结构、晶界特征等。
此外,外部加载条件和试验环境也会对材料的断裂行为产生影响。
因此,要全面评估材料的断裂行为,需要考虑多种因素的综合影响。
4. 答,在材料力学中,蠕变是指材料在高温和大应力条件下发生的塑性变形现象。
蠕变会导致材料的形状和尺寸发生变化,从而影响材料的工程性能。
因此,在工程设计和使用过程中,需要对材料的蠕变行为进行充分考虑。
5. 答,疲劳是材料在受到交变应力作用下发生的损伤和破坏现象。
疲劳断裂是一种典型的蠕变现象,它会对材料的使用寿命和安全性产生重要影响。
因此,研究材料的疲劳性能对于提高材料的工程应用价值具有重要意义。
6. 答,塑性变形是指材料在受到外力作用下发生形变而不恢复原状的现象。
塑性变形会导致材料的内部结构发生变化,从而影响材料的力学性能。
因此,对材料的塑性变形行为进行深入研究对于提高材料的工程应用性能具有重要意义。
7. 答,断裂韧性是指材料在受到外部加载作用下抵抗断裂的能力。
断裂韧性是衡量材料抗破坏能力的重要参数,它直接影响着材料的使用寿命和安全性。
因此,研究材料的断裂韧性对于提高材料的工程应用性能具有重要意义。
8. 答,应变能密度是描述材料内部应变能分布的物理量,它可以用来评估材料的弹性变形和塑性变形能力。
应变能密度是描述材料力学性能的重要参数,它直接影响着材料的工程应用性能。
因此,研究材料的应变能密度对于提高材料的工程应用价值具有重要意义。
9. 答,应力集中是指材料内部受到外部加载作用时,应力分布不均匀的现象。
材料力学的试题及答案一、选择题1. 材料力学中,下列哪个选项不是材料的基本力学性质?A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 硬度答案:D2. 根据材料力学的理论,下列哪个选项是正确的?A. 材料在弹性范围内,应力与应变成正比B. 材料在塑性变形后可以完全恢复原状C. 材料的屈服强度总是高于其抗拉强度D. 材料的硬度与弹性模量无关答案:A二、填空题1. 材料力学中,应力是指_______与_______的比值。
答案:单位面积上的压力;受力面积2. 在材料力学中,材料的弹性模量E与_______成正比,与_______成反比。
答案:杨氏模量;泊松比三、简答题1. 简述材料力学中材料的三种基本变形类型。
答案:材料力学中材料的三种基本变形类型包括拉伸、压缩和剪切。
2. 描述材料的弹性模量和屈服强度的区别。
答案:弹性模量是指材料在弹性范围内应力与应变的比值,反映了材料的刚性;屈服强度是指材料开始发生永久变形时的应力值,反映了材料的韧性。
四、计算题1. 已知一材料的弹性模量E=200 GPa,杨氏模量E=210 GPa,泊松比ν=0.3,试计算该材料的剪切模量G。
答案:G = E / (2(1+ν)) = 200 / (2(1+0.3)) = 200 / 2.6 ≈ 76.92 GPa2. 某材料的抗拉强度为σt=300 MPa,若该材料承受的应力为σ=200 MPa,试判断材料是否发生永久变形。
答案:由于σ < σt,材料不会发生永久变形。
五、论述题1. 论述材料力学在工程设计中的重要性。
答案:材料力学是工程设计中的基础学科,它提供了对材料在力作用下行为的深入理解。
通过材料力学的分析,工程师可以预测材料在各种载荷下的响应,设计出既安全又经济的结构。
此外,材料力学还有助于新材料的开发和现有材料性能的优化。
2. 讨论材料的疲劳寿命与其力学性能之间的关系。
答案:材料的疲劳寿命与其力学性能密切相关。
材料的疲劳寿命是指在循环载荷作用下材料能够承受的循环次数。
材料力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,弹性模量E的单位是()。
A. N/mB. N·mC. PaD. m/N答案:C2. 材料力学中,材料的屈服强度通常用()表示。
A. σyB. σsC. σbD. E答案:A3. 根据胡克定律,当应力超过材料的弹性极限时,材料将()。
A. 保持弹性B. 发生塑性变形C. 发生断裂D. 无法预测答案:B4. 材料力学中,第一强度理论认为材料破坏的原因是()。
A. 最大正应力B. 最大剪应力C. 最大正应变D. 最大剪应变答案:A5. 下列哪种材料不属于脆性材料()。
A. 玻璃B. 铸铁C. 混凝土D. 铝答案:D6. 材料力学中,梁的弯曲应力公式为()。
A. σ = Mc/IB. σ = Mc/IbC. σ = Mc/ID. σ = Mc/Ib答案:C7. 在材料力学中,梁的剪应力公式为()。
A. τ = VQ/IB. τ = VQ/ItC. τ = VQ/ID. τ = VQ/It答案:B8. 材料力学中,梁的挠度公式为()。
A. δ = (5PL^3)/(384EI)B. δ = (5PL^3)/(384EI)C. δ = (PL^3)/(48EI)D. δ = (PL^3)/(48EI)答案:C9. 材料力学中,影响材料屈服强度的因素不包括()。
A. 材料的微观结构B. 加载速度C. 温度D. 材料的密度答案:D10. 材料力学中,影响材料疲劳强度的因素不包括()。
A. 应力集中B. 表面粗糙度C. 材料的硬度D. 材料的导热性答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,材料在外力作用下,其形状和尺寸发生的变化称为______。
答案:变形2. 材料力学中,材料在外力作用下,其内部产生的相互作用力称为______。
答案:应力3. 材料力学中,材料在外力作用下,其内部产生的相对位移称为______。
答案:应变4. 材料力学中,材料在外力作用下,其内部产生的单位面积上的力称为______。
材料力学试题及答案一、选择题(每题5分,共25分)1. 下列哪个选项是材料力学的基本假设之一?A. 材料是各向同性的B. 材料是各向异性的C. 材料是均匀的D. 材料是线弹性的答案:A2. 在材料力学中,下列哪个公式表示杆件的正应力?A. σ = F/AB. τ = F/AC. σ = F/LD. τ = F/L答案:A3. 当材料受到轴向拉伸时,下列哪个选项是正确的?A. 拉伸变形越大,材料的强度越高B. 拉伸变形越小,材料的强度越高C. 拉伸变形与材料的强度无关D. 拉伸变形与材料的强度成正比答案:B4. 下列哪种材料在拉伸过程中容易发生断裂?A. 钢材B. 铸铁C. 铝合金D. 塑料答案:B5. 下列哪个选项表示材料的泊松比?A. μ = E/GB. μ = G/EC. μ = σ/εD. μ = ε/σ答案:C二、填空题(每题10分,共30分)6. 材料力学研究的是材料在______作用下的力学性能。
答案:外力7. 材料的强度分为______强度和______强度。
答案:屈服强度、断裂强度8. 材料在受到轴向拉伸时,横截面上的正应力公式为______。
答案:σ = F/A三、计算题(每题25分,共50分)9. 一根直径为10mm的圆钢杆,受到轴向拉伸力F=20kN 的作用,求杆件横截面上的正应力。
解:已知:d = 10mm,F = 20kNA = π(d/2)^2 = π(10/2)^2 = 78.5mm^2σ = F/A = 20kN / 78.5mm^2 = 255.8N/mm^2答案:杆件横截面上的正应力为255.8N/mm^2。
10. 一根长度为1m的杆件,受到轴向拉伸力F=10kN的作用,已知材料的弹性模量E=200GPa,泊松比μ=0.3,求杆件的伸长量。
解:已知:L = 1m,F = 10kN,E = 200GPa,μ = 0.3ε = F/(EA) = 10kN / (200GPa × π(10mm)^2) =0.025δ = εL = 0.025 × 1000mm = 25mm答案:杆件的伸长量为25mm。
材料力学的试题及答案### 材料力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪个量不是基本力学量?A. 应力B. 应变C. 位移D. 力答案:C2. 根据胡克定律,弹性模量E与杨氏模量G的关系是?A. E = 2GB. E = 3GC. E = G/2D. E = 2G/3答案:D3. 材料力学中的应力集中现象通常发生在:A. 材料的均匀区域B. 材料的接合处C. 材料的表面D. 材料的内部答案:B4. 以下哪个不是材料力学的基本原理?A. 材料的连续性原理B. 材料的均匀性原理C. 材料的各向同性原理D. 材料的各向异性原理答案:D5. 在材料力学中,下列哪项不是材料的力学性能指标?A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 硬度D. 密度答案:D二、简答题(每题10分,共20分)1. 简述材料力学中应力和应变的关系,并说明它们的区别。
答案:应力是单位面积上的内力,表示材料内部抵抗变形的能力。
应变是材料在受力后发生的形变程度,是无量纲的比值。
它们的区别在于应力是力的度量,而应变是形变的度量。
在弹性范围内,应力与应变成正比,遵循胡克定律。
2. 解释什么是材料的屈服点,并说明其在工程应用中的重要性。
答案:屈服点是材料从弹性变形转变为塑性变形的临界点,即材料开始产生永久变形的应力值。
在工程应用中,屈服点是设计和制造结构时的重要参数,它决定了材料在多大应力下会失去弹性,对于确保结构的安全性和可靠性至关重要。
三、计算题(每题30分,共40分)1. 一根直径为d的圆杆,受到轴向拉力P,求圆杆的轴向应力。
答案:轴向应力 \( \sigma \) 可以通过以下公式计算:\[ \sigma = \frac{P}{A} \]其中,\( A \) 是圆杆的横截面积,\( A = \frac{\pi d^2}{4} \)。
2. 已知一个材料的弹性模量E和泊松比ν,求该材料在单轴拉伸时的应力-应变关系。
答案:在单轴拉伸情况下,应力-应变关系遵循胡克定律:\[ \sigma = E \epsilon \]其中,\( \epsilon \) 是应变,\( \nu \) 是泊松比,但在此关系中不直接使用。
材料力学考试试题一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪一项不是基本假设?A. 连续性假设B. 均匀性假设C. 各向同性假设D. 各向异性假设2. 在拉伸试验中,弹性模量(E)可以通过以下哪个公式计算?A. E = σ/εB. E = τ/γC. E = ΔL/L₀D. E = F/A₀3. 根据第四强度理论,最大剪应力是导致材料破坏的主要原因。
那么,最大剪应力τ_max与正应力σ₁的关系是:A. τ_max = (σ₁ - σ₂) / 2B. τ_max = (σ₁ + σ₂) / 2C. τ_max = σ₁ - σ₂D. τ_max = σ₁ + σ₂4. 扭转试验中,圆轴扭转时的剪切模量(G)可以通过以下哪个公式计算?A. G = τ/γB. G = τ/γ₀C. G = T/(πD³/16)D. G = T/(πd³/32)5. 在材料力学中,泊松比(ν)描述的是材料在受到拉伸时横向与纵向尺寸变化的关系。
若材料的泊松比为0.3,则在拉伸过程中,横向应变与纵向应变的关系是:A. ε_lat = -0.3ε_longB. ε_lat = 0.3ε_longC. ε_lat = ε_long / 0.3D. ε_lat = 3ε_long10. 材料的屈服强度是指材料在静载荷作用下发生塑性变形的临界应力。
下列哪一项不是影响屈服强度的因素?A. 材料的微观结构B. 材料的热处理状态C. 加载速率D. 材料的密度二、简答题(每题5分,共20分)11. 简述材料力学中的三种基本变形类型及其对应的内力。
12. 说明什么是应力集中,并给出一个工程实例。
13. 描述材料的弹性模量、剪切模量和泊松比之间的关系。
14. 解释为什么在进行材料的疲劳分析时,需要考虑应力比(R比)。
三、计算题(每题10分,共30分)15. 一根直径为20mm的圆轴,材料的剪切模量G=80 GPa,受到一个扭矩T=500 N·m。
材料力学考试题一、选择题1. 下列哪个是金属材料的力学性质?A. 电导率B. 弹性模量C. 熔点D. 透明度2. 材料的屈服强度是指材料在受到一定应力作用下发生塑性变形的最大应力值,以下哪种情况会对材料的屈服强度产生影响?A. 温度升高B. 施加的应力增大C. 变形速率增加D. 材料的形状3. 下列关于弹性力学性质的描述中,不正确的是:A. 弹性模量越大,材料的刚度越大B. 剪切模量越小,材料的刚度越大C. 泊松比越小,材料在受力时的体积变化越小D. 拉伸模量越大,材料的抗拉强度越大4. 材料的蠕变是指在持续受力的情况下,材料会慢慢发生变形,以下哪个因素对材料的蠕变影响较大?A. 温度B. 应变率C. 外部环境D. 施加的应力5. 对于各向同性材料,以下哪个描述是正确的?A. 在任何方向上的应变率相同B. 在任何方向上的弹性模量相同C. 在任何方向上的弯曲强度相同D. 在任何方向上的断裂韧性相同二、简答题1. 请简要说明弹性模量的定义及其在材料力学中的作用。
2. 什么是材料的疲劳破坏?请列举出疲劳破坏的几种典型模式。
3. 解释一下应力、应变、弹性极限和屈服点之间的关系。
4. 材料的断裂性能是指材料在受到高应力下发生破裂的抗力,简要说明影响材料断裂性能的因素。
5. 介绍一下蠕变现象在材料中的表现及其产生的原因。
三、计算题1. 一根长为2m、直径为20mm的钢棒,受到1000N的拉力时的应力是多少?2. 一种橡胶材料的拉伸模量为2MPa,某件产品长度为10cm,外力作用下拉伸到长度为10.5cm,求橡胶的应变量。
3. 一个材料的弯曲弹性模量为100GPa,横向应变为0.2%,求该材料的泊松比。
4. 一块金属材料的屈服强度为300MPa,受到的拉力为4000N,求该金属材料的截面积。
5. 一种塑料材料的剪切模量为1GPa,受到的剪切力为500N,求该材料的剪切应变。
以上就是材料力学考试题的内容,希望能够帮助大家复习相关知识。
材料力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪一项不是基本力学性质?A. 弹性B. 塑性C. 脆性D. 磁性答案:D2. 根据胡克定律,弹簧的伸长量与所受力的关系是:A. 正比B. 反比C. 无关D. 非线性关系答案:A3. 材料的屈服强度是指:A. 材料开始发生永久变形的应力B. 材料发生断裂的应力C. 材料开始发生弹性变形的应力D. 材料达到最大应力点的应力答案:A4. 材料力学中,应力的定义为:A. 材料单位面积上承受的力B. 材料单位长度上承受的力C. 材料单位体积上承受的力D. 材料单位质量上承受的力答案:A5. 材料的泊松比是描述材料在受力时的:A. 弹性变形能力B. 塑性变形能力C. 横向变形与纵向变形的关系D. 断裂韧性答案:C6. 材料的疲劳寿命与下列哪个因素无关?A. 应力水平B. 材料的疲劳极限C. 温度D. 材料的弹性模量答案:D7. 在材料力学中,剪切应力与正应力的区别在于:A. 作用方向B. 作用面积C. 材料的破坏形式D. 材料的应力-应变曲线答案:A8. 材料的硬度通常通过什么测试来测量?A. 拉伸测试B. 压缩测试C. 冲击测试D. 硬度测试答案:D9. 材料的屈服现象通常发生在:A. 弹性阶段B. 塑性阶段C. 断裂阶段D. 疲劳阶段答案:B10. 材料的疲劳破坏通常发生在:A. 材料表面B. 材料内部C. 材料的接合处D. 材料的任何位置答案:A二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料力学中材料的弹性模量和剪切模量的区别。
答:弹性模量是描述材料在单轴拉伸或压缩时,应力与应变比值的物理量,反映了材料抵抗变形的能力。
剪切模量则是描述材料在剪切状态下,剪切应力与剪切应变的比值,反映了材料抵抗剪切变形的能力。
2. 解释什么是材料的疲劳破坏,并简述其形成过程。
答:材料的疲劳破坏是指在反复加载和卸载的过程中,即使应力水平低于材料的屈服强度,材料也会逐渐发生损伤并最终导致断裂。
材料力学考试试题及答案一、选择题1.材料力学的研究对象是什么?A.材料的化学成分B.材料的物理性质C.材料的力学性质D.材料的表面形貌答案:C2.以下哪个力学性质与材料的刚度有关?A.弹性模量B.屈服强度C.断裂韧性D.塑性应变答案:A3.下列材料中,哪种属于金属材料?A.聚氯乙烯(PVC)B.聚乙烯醇(PVA)C.铁(Fe)D.聚苯乙烯(PS)答案:C4.下列哪个力学性质用于描述材料的抵抗刮削、变形能力?A.屈服强度B.拉伸强度C.硬度D.弯曲强度答案:C5.以下哪个方程用于描述材料的应力与应变关系?A.牛顿第一定律B.胡克定律C.波动方程D.能量守恒方程答案:B二、简答题1.简述材料的弹性模量是如何定义的。
答:弹性模量是材料在受到力的作用下发生变形时所产生的应力与应变之间的比值。
它反映了材料在受到外力作用时的刚度,即材料抵抗变形的能力。
弹性模量越大,材料刚度越大,抵抗变形的能力越强。
2.什么是屈服强度?为什么屈服强度在材料选择中很重要?答:屈服强度是材料在拉伸过程中产生塑性变形的最大应力。
当材料受到的应力超过屈服强度后,材料会发生塑性变形,无法完全恢复原状。
屈服强度是衡量材料抵抗变形能力的重要指标之一。
屈服强度在材料选择中很重要,因为不同应用领域对材料的强度要求不同。
例如,在建筑结构中需要使用具有较高屈服强度的材料,以保证结构的安全性和稳定性。
而在某些其他领域,如轻工制造中,强度要求较低的材料可能更加适用。
三、计算题1.一根长度为L的铝棒,断裂前的长度为L0。
已知铝的应力-应变关系为sigma=E*epsilon,其中E为铝的弹性模量。
如果在施加应力的过程中铝棒的长度发生了ε的变化,求应力sigma。
答:根据应力-应变关系,可得sigma=E*epsilon。
2.一根钢材的屈服强度为400 MPa,断裂强度为600 MPa。
试问这根钢材在拉伸过程中是否会出现塑性变形?答:如果施加的应力超过屈服强度(400 MPa),则钢材会发生塑性变形。
材料力学试题(含答案)一、选择题1.图示结构中,AB 杆将发生的变形为:()A.弯曲变形B.拉压变形C.弯曲与压缩的组合变形D.弯曲与拉伸的组合变形2.图示简支梁上作用有集中力F 和均布载荷q ,则C 截面处()。
A .剪力图有突变,弯矩图光滑连续B .剪力图有尖角,弯矩图光滑连续C .剪力图有尖角,弯矩图有尖角D .剪力图有突变,弯矩图有尖角3.以下说法错误的是()。
A 构件材料的极限应力由计算可得B 塑性材料已屈服极限为极限应力C 脆性材料以强度极限作为极限应力D 材料的破坏形式主要有2种4.图示梁上a 点的应力状态有下列四种答案,正确的是()。
二、填空题1.(2分)一受扭圆轴如图示,其截面m-m 上的扭矩T 等于。
2.(4分,每空1分)在拉伸试验中,低碳钢材料试件屈服时试件表面会出现与轴线约成的滑移线,这是因为该面上作用有最大应力;铸铁材料试件将沿着被拉断,断裂发生在最大应力作用面。
3.(4分,每空1分)梁在发生对称弯曲时,横截面上正应力沿截面高度按分布;中性轴上点的正应力为;矩形截面梁横截面上的切应力沿截面高度按FqABC 题1-2图A B C D题1-4图题2-1图分布;截面边缘上点的切应力为;4.(5分)已知AB 杆直径d =30mm ,a =1m ,E =210GPa 。
若测得AB 杆应变ε=7.15×10–4时,则载荷P 的值为。
三、计算题1.(15分)已知外伸梁AB 的载荷图、弯矩图和截面图,C 为截面形心。
B 截面上边缘处的应力为MPa 60=σ,求(1)全梁上的最大拉应力max t σ;(2)全梁上的最大压应力max c σ。
题3-1图2.(15分)平行杆系1、2、3悬吊着刚性横梁AB 如图所示。
在横梁上作用有荷载G 。
如杆1、2、3的截面积、长度、弹性模量均相同,分别为A 、l 、E 。
试求三根杆的轴力N1、N2、N3。
题3-2图3.(15分)如图所示圆轴,已知直径100d mm =,4T kN m =⋅,400F kN =,15e mm =,屈服极限200s MPa σ=,安全系数2n =,试求:(1)指出危险点并画出相应微单元体的应力状态图;(2)按第三强度理论校核轴的强度。
材料力学练习题一、选择题1. 材料力学主要研究的是材料在外力作用下的哪种性质?A. 导电性B. 导热性C. 力学性能D. 磁性答案:C2. 以下哪个不是材料力学中的基本概念?A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 电阻率答案:D3. 根据材料力学理论,下列哪种材料的弹性模量最大?A. 橡胶B. 钢C. 塑料D. 玻璃答案:B4. 材料在受到拉伸力作用时,其内部产生的抵抗外力的力称为:A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 强度答案:A5. 材料力学中,下列哪个量是用来描述材料在受力后的形变程度的?A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 硬度答案:B二、填空题6. 当材料受到拉伸力作用时,其内部产生的单位面积上的内力称为________。
7. 材料在弹性范围内,应力与应变之间的关系是________的。
8. 材料的屈服强度是指材料在________下不再保持弹性而发生塑性变形的应力值。
9. 材料的疲劳寿命是指在________作用下,材料发生断裂前所能承受的循环次数。
10. 材料的硬度是指材料抵抗________的能力。
三、简答题11. 简述材料力学中应力和应变的区别。
答:应力是材料在受力时,单位面积上承受的内力;而应变是材料在受力后,其尺寸或形状发生的相对变化。
12. 解释什么是材料的弹性模量,并说明其物理意义。
答:弹性模量是材料在弹性范围内应力与应变比值的物理量,它反映了材料抵抗形变的能力。
13. 描述材料的屈服现象及其在工程应用中的重要性。
答:屈服现象是指材料在达到一定应力水平后,不再保持弹性而发生永久性变形。
在工程应用中,了解材料的屈服强度有助于设计安全的结构,避免过载导致的结构破坏。
四、计算题14. 已知某材料的弹性模量为200 GPa,当该材料受到100 MPa的拉伸应力时,计算其应变值。
解:根据应力与应变的关系,\( \sigma = E \cdot \epsilon \),其中 \( \sigma \) 为应力,\( E \) 为弹性模量,\( \epsilon \)为应变。
材料力学考试试题一、选择题(每题 5 分,共 30 分)1、低碳钢拉伸试验中,屈服阶段的特点是()A 应力几乎不变,应变显著增加B 应力显著增加,应变几乎不变C 应力和应变都显著增加D 应力和应变都几乎不变2、以下哪种材料的抗压强度远大于抗拉强度()A 铸铁B 低碳钢C 铜D 铝合金3、一圆轴用碳钢制作,校核其扭转强度时,发现单位长度扭转角超过了许用值。
为保证轴的扭转刚度,应采取的措施是()A 增大轴的直径B 改用高强度合金钢C 减小轴的长度D 增加轴的表面粗糙度4、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 横截面的对称轴D 横截面的上边缘5、对于等截面梁,以下关于最大弯曲正应力的说法正确的是()A 发生在弯矩最大的截面上,且离中性轴最远的点B 发生在弯矩最大的截面上,且离中性轴最近的点C 发生在剪力最大的截面上,且离中性轴最远的点D 发生在剪力最大的截面上,且离中性轴最近的点6、细长压杆,若其长度因数增大,则其临界压力()A 增大B 减小C 不变D 可能增大也可能减小二、填空题(每题 5 分,共 30 分)1、材料在常温、静载作用下的失效形式主要有__________和__________两种。
2、胡克定律在拉伸和压缩时的表达式分别为__________和__________。
3、圆轴扭转时,横截面上的切应力沿半径呈__________分布。
4、梁的弯曲正应力计算公式为__________,其中惯性矩 I 与截面的__________有关。
5、组合变形中,若构件同时承受扭转和弯曲,通常先按照__________进行强度计算。
6、压杆的稳定性是指压杆在压力作用下保持__________的能力。
三、简答题(每题 10 分,共 20 分)1、简述应力集中的概念及其对构件强度的影响。
答:应力集中是指由于构件几何形状的突然变化,导致局部区域的应力显著高于平均应力的现象。
例如,在轴肩、孔洞、切口等部位容易出现应力集中。
材料力学考试试题材料力学是研究材料在外力作用下的力学行为和性能的学科。
以下是一套材料力学考试试题,旨在测试学生对材料力学基本概念、原理和计算方法的掌握程度。
一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中最基本的假设是:A. 材料是各向同性的B. 材料是各向异性的C. 材料是不可压缩的D. 材料是完全弹性的2. 材料在拉伸过程中,若产生塑性变形,则该材料的屈服点是指:A. 弹性极限B. 强度极限C. 屈服极限D. 断裂极限3. 在材料力学中,疲劳破坏是指材料在:A. 静载荷作用下B. 冲击载荷作用下C. 循环载荷作用下D. 随机载荷作用下4. 根据材料力学理论,下列哪种情况下材料的应力状态是平面应力:A. 薄壁容器B. 厚壁容器C. 长杆D. 短杆5. 材料的弹性模量E与剪切模量G之间的关系是:A. E = 2GB. E = 3GC. E = 2(1+ν)GD. E = 3(1-2ν)G6. 根据材料力学的胡克定律,单轴拉伸时,材料的应力与应变之间的关系是:A. σ = EεB. σ = 1/EεC. σ = E^2εD. σ = E^(1/ε)7. 材料的泊松比ν定义为:A. 材料横向应变与纵向应变的比值B. 材料纵向应变与横向应变的比值C. 材料剪切应变与剪切应力的比值D. 材料剪切应力与剪切应变的比值8. 材料力学中,材料的屈服强度通常用下列哪个符号表示:A. σsB. σbC. σyD. σu9. 材料的疲劳寿命通常与下列哪个因素无关:A. 材料的疲劳极限B. 材料的应力比C. 材料的弹性模量D. 循环载荷的幅度10. 材料力学中,下列哪种情况下材料的应力状态是三维应力:A. 薄板B. 厚板C. 长杆D. 短杆二、简答题(每题10分,共20分)1. 简述材料力学中的弹性模量、剪切模量和泊松比三者之间的关系。
2. 解释材料力学中的应力集中现象,并举例说明其在工程中的应用。
三、计算题(每题15分,共30分)1. 一根直径为20mm,长度为1m的圆杆,在一端受到一个1000N的拉力。
材料力学试卷试题(附参考答案)材料力学试卷试题一、选择题(每题共10分,共5题,计50分)1. 下面哪项不属于材料力学的基本假设?A. 弹性材料的应力-应变关系符合胡克定律。
B. 材料的体积不随外力的作用发生改变。
C. 在材料的应力达到极限时将发生塑性变形。
D. 材料在外力作用下会发生应变。
2. 受力体系中,若要使物体保持静止,则下面哪个条件必须满足?A. 所有受力的合力为零。
B. 所有受力的合力的矩为零。
C. 所有受力的合力和合力矩皆为零。
D. 所有受力的大小均为零。
3. 弹簧常数为k,弹簧长度为l,当受到外力F时,弹簧发生形变Δl,弹性势能为U。
则下面哪个公式正确?A. U = F/ΔlB. U = F·ΔlC. U = 1/2k(Δl)^2D. U = k/2Δl4. 一根弹性绳子的上端系在固定点,下端挂着一个质量为m的小球,长度为l。
如果小球偏离平衡位置的距离为x,则绳子受力的大小为多少?A. mgx/lB. mg/lxC. mx/lgD. mg/l5. 压力是物体受到的外力作用面积单位所计算出的量。
压力的计算公式为?A. P = F/AB. P = F×AC. P = F-AD. P = A/F二、简答题(共10分,计20分)1. 什么是材料力学的研究对象?并介绍材料力学的主要内容。
(要求回答清晰明了,条理清晰)2. 说明静力平衡的条件,并举例说明其应用。
(要求回答准确,能说明条件的必要性,并给出具体应用例子)三、计算题(共15分,计30分)1. 一个质量为2kg的物体受到两个力的作用,分别为10N和20N。
这两个力的夹角为60°,求物体所受合力的大小和方向。
(要求列出计算步骤,有清晰的计算过程和结果)2. 一个弹簧的斜率为k,长度为l,质量为m的物体悬挂在该弹簧下方,当物体达到平衡时,弹簧的形变为Δl。
求物体所受重力的大小。
(要求列出计算步骤,有清晰的计算过程和结果)3. 一个桥梁的两个支座分别承受20kN和30kN的垂直压力,支座之间的距离为4m。
材料力学试题一、选择题(每题2分,共10分)1. 材料在受到外力作用下,其内部产生的抵抗变形的力称为()。
A. 应力B. 应变C. 弹性模量D. 屈服强度2. 以下哪种材料的弹性模量最大?A. 橡胶B. 铝C. 钢D. 聚氯乙烯3. 材料的屈服点是指()。
A. 材料开始发生塑性变形的应力值B. 材料断裂前的应力值C. 材料永久变形的应力值D. 材料弹性变形的应力值4. 根据胡克定律,当应力不超过材料的弹性极限时,应力与应变之间的关系是()。
A. 线性的B. 非线性的C. 指数的D. 对数的5. 材料的疲劳破坏是指()。
A. 材料在单次加载下立即断裂B. 材料在重复加载下经过一定周期后断裂C. 材料在高温下失去强度D. 材料在腐蚀环境下逐渐失去强度二、填空题(每题2分,共10分)1. 在材料力学中,________是用来描述材料在受到拉伸或压缩时,单位面积上的内部抵抗力。
2. 材料在受到剪切力作用时,其剪切应力与剪切应变之间的比值称为________。
3. 当材料在外力作用下发生断裂时,断裂面上的应力称为________。
4. 材料的硬度是指其________的能力,通常用________来表示。
5. 材料的蠕变是指在________作用下,材料发生的缓慢、持续的变形现象。
三、简答题(每题10分,共30分)1. 请简述材料的弹性和塑性的基本特性,并给出实际应用中的例子。
2. 描述材料在拉伸过程中的三个典型阶段,并解释每个阶段的特点。
3. 解释什么是材料的疲劳寿命,以及如何通过设计来提高结构的疲劳寿命。
四、计算题(每题20分,共40分)1. 一根直径为20mm的钢棒,在一端受到沿轴线方向的拉力F=100kN。
已知钢的弹性模量E=200GPa,泊松比ν=0.3,求钢棒的伸长量。
2. 一个圆形截面的铝板,直径为200mm,受到均匀分布的拉力作用,导致铝板中间产生最大弯曲应力σ_max=80MPa。
已知铝的弹性模量E=70GPa,试计算该铝板的厚度。
一、回答下列各题(共4题,每题4分,共16分)1、已知低碳钢拉伸试件,标距mm l 1000=,直径mm d 10=,拉断后标距的长度变为mm l 1251=,断口处的直径为mm d 0.61=,试计算其延伸率和断面收缩率。
答:延伸率%25%100100100125%100001=⨯-=⨯-=l l l δ断面收缩率%64%100))(1(%100211=⨯-=⨯-=ddA A A δ 2、试画出图示截面弯曲中心的位置。
3、梁弯曲剪应力的计算公式zzQS =τ,若要计算图示矩形截面A点的剪应力,试计算zS 。
2323)84(41bh h h hb S z=+=4、试定性画出图示截面截面核心的形状(不用计算)。
二、绘制该梁的剪力、弯矩图。
(15分)矩形 圆形矩形截面中间 挖掉圆形圆形截面中间 挖掉正方形4三、图示木梁的右端由钢拉杆支承。
已知梁的横截面为边长等于0.20m 的正方形,q=4OKN/m,弹性模量E 1=10GPa ;钢拉杆的横截面面积A 2=250mm 2,弹性模量E 2=210GPa 。
试求拉杆的伸长l ∆及梁中点沿铅垂方向的位移∆。
(14分)解:杆受到的拉力kN qF N 4022==m EA l F l N 00228.0102501021031040693=⨯⨯⨯⨯⨯==∆- 梁中点的挠度:m IE ql A E lF w l N c 00739.0122.0101038421040500114.038452121494314122=⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=+=+∆=∆四、砖砌烟窗高m h 30=,底截面m m -的外径m d 31=,内径m d 22=,自重kN P 20001=,受m kN q /1=的风力作用。
试求:(1)烟窗底截面m m -的最大压应力;(2)若烟窗的基础埋深m h 40=,基础及填土自重按kN P 10002=计算,土壤的许用压应力MPa 3.0][=σ,圆形基础的直径D 应为多大?(20分)注:计算风力时,可略去烟窗直径的变化,把它看成是等截面的。
F sMmkN q /20=kN20mkN ⋅160ABCm10m2112kN88kN20kN5.6m40kNm150.3kNm160kNm解:(1)最大压应力,m-m 截面发生压弯组合变形PaWM A P 720000))32(1(3233010121)23(410200043232231max =-⨯⨯⨯⨯+-⨯=+=ππσ(2)633233121max 103.0][32)415(301014101000102000⨯=≤⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯=++=σππσD D W M A P P 解得m D 16.4=五、图示结构中钢梁AB 和立柱CD 分别由16号工子钢和连成一体的两根mm mm mm 56363⨯⨯角钢制成,杆CD 符合钢结构设计规范中实腹式b 类截面中心受压杆的要求。
均布荷载集度m kN q /48=。
梁及柱的材料均为Q235钢,MPa 170][=σ,MPa E 210=。
试验算梁和立柱是否安全。
(20分) (16号工字钢:I Z =1130cm 4,W Z =141cm 3。
63×63×5角钢:I Z =23.17cm 4, i Z =1.94cm , A=6.143cm 2) 。
(20分)实腹式b 类截面中心受压杆的稳定系数λ101 102 103 104φ0.549 0.542 0.536 0.529解:一次超静定问题变形协调条件CD C l w ∆=即:04838454≈∆=-CD CD CD l EIl F EI ql 得到kN F CD 120≈ 梁的最大弯矩为:kNm l R ql M A 247296212max =-=-=梁的强度:][2.17010141102463max max σσ≈=⨯⨯==-MPa W M 梁安全mmDh 0hqP 1立柱的稳定性:1031094.1212=⨯⨯==-ilμλ查得536.0=ϕ MPa MPa A F CD 1.91][9710143.621012043=>=⨯⨯⨯==-σϕσ 故立柱不安全 六、试用能量法求图示刚架截面A 的铅垂位移和截面B 的转角。
略去剪力和轴力的影响,EI 为已知。
(15分)解:用单位力法求A 截面的铅垂位移Fx M =1 Fx Fl M +=2 x M =1 l M =2EI Fl EI Fl EI Fl EI Fl dx I E l Fx Fl dx EI Fxx ll AY12134232)(3333=++=++=∆⎰⎰ 用单位力法求B 截面的转角Fx M =1 Fx Fl M +=2 01=M 12=MEI Fl EI Fl EI Fl dx I E Fx Fl dx EI Fx ll 434221)(0222B =+=⨯++⨯=⎰⎰θ 一、回答下列各题(共4题,每题4分,共16分)1、已知低碳钢拉伸试件,标距mm l 1000=,直径mm d 10=,拉断后标距的长度变为mm l 1251=,断口处的直径为mm d 0.61=,试计算其延伸率和断面收缩率。
2、试画出图示截面弯曲中心的位置。
东 北 电 力 学 院 考 试 试 卷11课程名称:材料力学 专业:机械 年级:2003级 学期:04-05学年第一学期一、填空题(每空2分,共计10分)1、构件强度计算时,塑性材料以 屈服极限 作为极限应力,脆性材料以 强度极限 作为极限应力。
2、圆柱扭转时,影响扭转角的因素有 P I G T l 、、、 ,如果只将直径增大一倍扭转角将减小 16倍。
3、一拉杆横截面上的正应力为σ,斜截面上最大切应力m ax τ=2σ。
二、简答题(8分)1、构件设计中,一受弯的碳素钢轴刚度不够,为了提高刚度而改用优质合金钢是否合理?为什么? 。
答:不合理。
因为各种钢材的弹性模量E 非常接近。
2、铸铁T 形截面悬臂梁,在自由端上作用向下的集中荷载。
若保证在任何情況下都无扭转变形,即只产生弯曲变形,截面如何放置,梁的强度最高。
(画出截面放置图,并说明理由。
)三、图示结构中的AB 杆可视为刚体,斜杆CD 为直径d=20mm 的圆形杆,许用应力[σ]=160MPa 。
试求结构的许可载荷[P]。
(15分)四、图示等直圆轴,已知外力偶矩T A =2.99kN ·m,T B =7.20kN ·m, T C =4.21kN ·m,许用切应力[τ]=70MPa,许用单位长度扭转角[θ]=1º/m,剪切模量G =80GPpa.试确定该轴的直径。
(20分)P A 答:截面放置如图所示。
何载作用在对称面内。
因为铸铁的压缩性强于拉伸性能,所以截面上居中性层远的一侧放在压缩区。
P A解:①求杆DC 的内力: [][]24kN .50N 1024.50101604102014.34d A F 36622dc =⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯=≤-σπσ ②求许可载荷:∑=0)F (m A ρ02P 115.15.1F 22DC =⨯-⨯+⨯=+⨯⨯=2215.15.124.5021P 11.2kN []2kN .11P = 解:① 绘制扭矩图,求最大扭矩 m 4.21kN T max •= ③设计直径 强度条件:[]67mm m 1069.610702.01021.42.0T d 2-3633max=⨯=⨯⨯⨯=≥τ五、画出梁的剪力图和弯矩图。
(12分)六、简支梁受力和尺寸如图所示,材料为钢,许用应力[σ]=160MPa,(1)按正应力强度条件分别设计两种截面的尺寸。
(2)比较两种截面的Wz/A 值,以说明那种形式比较经济。
(15分)AkNq=15kN/m(h=2b)T2.99kN·m•m解:(1)按正应力强度条件分别设计两种截面的尺寸mkNqlM•=⨯==1208815822max圆截面:3363max1075.010120mMWz-⨯=⨯=≥QM解:①求支反力:863626RBA=⨯-⨯⨯-⨯=∑m)(14↑=kNRB263626RAB=⨯+⨯⨯-⨯=∑m)(4↑=kNRA②画剪力图和弯矩图③8kNQmax=m axM在0Q=处,mx2=24)(xxxM-=,mkNM•=4maxB七、图示托架中杆AB 的直径d=40mm ,长度L=800mm ,两端可视为铰支,材料为Q235钢。
p λ=100,s λ=60,a=300MPa,b=1.14MPa.σs =240MPa.(1)试求托架的临界载荷Q C ;(2)若已知工作载荷Q=70kN ,并要求AB 杆的稳定安全系数[n st ]=2,试问此托架是否安全?(20分)东 北 电 力 学 院 考 试 试 卷课程名称:材料力学 专业:工管 年级:2003级 学期:04-05学年 第二学期一、选择题(每小题2分,共计10分。
) 1、应力和内力有何不同。
( d )a 、应力等于内力。
b 、应力等于内力的代数和。
c 、应力是矢量。
d 、应力是内力的集度。
2、实心圆轴受扭,当其直径增加一倍时,则最大剪应力是原来的( c )Q(2)圆截面:2203.04m d A ==π,m AW z025.0= 矩形截面:2022.0A m bh ==, m AW z034.0= 矩形截面比圆型截面经济。
Q解:①求临界荷载 mm 104404i ====d A I p s 80108001λλλμλ<<=⨯==il属中柔度杆a Cr MP 8.20814.180300=⨯-=-=b a λσkN 3.26241040108.208A P 626Cr Cr =⨯⨯⨯==-πσ求托架临界的荷载()∑=0F m cρ9.06.08.06.08.0P Cr 22Cr =⨯-⨯-⨯QkN 5.173Cr =Q ②时70kN Q=校核AB 杆是否稳定[]st Cr n 65.170173.5Q Q n 〈工作工作===AB 杆不安全a 、21倍。
b 、41倍。
c 、81倍。
d 、161倍。
3、关于剪力、弯矩的正负号与坐标的选择有无关系有以下四种说法,那种方法正确。
( a )a 、它们都与坐标系的选择无关。
b 、它们都与坐标系的选择有关。
c 、剪力正负号与坐标系的选择无关;而弯矩则有关。
d 、剪力正负号与坐标系的选择有关;而弯矩则无关。
4、弯曲正应力公式的应用条件是:( c )a 、适用所有弯曲问题。
b 、纯弯曲、等截面直梁。
c 、平面弯曲、弹性范围。
d 、平面弯曲、剪应力为零。
5、在压杆稳定问题中,临届力什么时候可以用P cr =π2EI /(μl )2计算。
( d )a 、很长的杆。
b 、很细的杆。
c 、弹性模量小的杆。