材料力学试卷与答案
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大学材料力学知识考试(试卷编号111)1.[判断题]σb是衡量材料强度的重要指标。
( )A)正确B)错误答案:A解析:2.[判断题]用脆性材料制成的杆件,应考虑“应力集中”的影响。
( )A)正确B)错误答案:A解析:3.[判断题]拉伸杆,正应力最大的截面和剪应力最大截面分别是横截面和45°斜截面。
( )A)正确B)错误答案:A解析:4.[判断题]同一截面上,σ必定大小相等,方向相同。
( )A)正确B)错误答案:B解析:5.[判断题]如图所示,杆件受力P作用,分别用N1、N2、N3表示截面I-I、II-II、III-III上的轴力,则有:轴力N1> N2> N3 ( )。
A)正确B)错误答案:B解析:6.[判断题]极值弯矩一定是梁上最大的弯矩。
( × )A)正确B)错误答案:B解析:B)错误答案:B解析:8.[判断题]设梁的横截面为正方形,为增加抗弯截面系数,提高梁的强度,应使中性轴通过正方形的对角线。
( )A)正确B)错误答案:B解析:9.[判断题]当截面上的切应力超过比例极限时,圆轴扭转变形公式仍适用。
( )A)正确B)错误答案:B解析:10.[判断题]材料力学只研究处于完全弹性变形的构件。
( )A)正确B)错误答案:A解析:11.[判断题]一悬臂梁及其T形截面如图示,其中c为截面形心,该截面的中性轴,最大拉应力在上边缘处。
( )A)正确B)错误答案:B解析:12.[判断题]梁的上、下边缘处切应力最大,正应力最小。
( )A)正确B)错误答案:B解析:13.[判断题]分析研究弯曲变形,要利用平面假设、纵向纤维间无正应力假设。
( )A)正确B)错误答案:A14.[判断题]相对扭转角的计算公式φ= 适用于任何受扭构件。
( )A)正确B)错误答案:B解析:15.[判断题]纯弯曲梁段,横截面上仅有正应力。
( )A)正确B)错误答案:A解析:16.[判断题]8、连续性假设,是对变形固体所作的基本假设之一。
材料的力学性能课程期末试卷A卷标准答案(即评分标准)一、填空(每空1分,共10分)1、应力强度因子反映了裂纹尖端区域应力场的强度,它综合反映了__________和裂纹位置、__________对裂纹尖端应力场强度的影响。
2、对于材料的静拉伸实验,在整个拉伸过程中的变形分为弹性变形、塑性变形和__________三个阶段,塑性变形又可分为__________、均匀塑性变形和____________三个阶段。
3、材料塑性的评价,在工程上一般以光滑圆柱试样的拉伸伸长率和__________作为塑性性能指标。
常用的伸长率指标有__________、最大应力下总伸长率和最常用的__________三种。
4、根据外加应力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系,裂纹扩展的基本方式有______________、滑开型(Ⅱ型)裂纹扩展和______________三类。
答案:1、外加应力;长度。
2、断裂、屈服、不均匀集中塑性变形。
3、断面收缩率;最大应力下非比例伸长率;断后伸长率。
4、张开型(Ⅰ型)裂纹扩展、撕开型(Ⅲ型)裂纹扩展。
\二、判断题:(每题1分,共10分)()1、磨损包括三个阶段,这三个阶段中均能观察到摩擦现象,最后发生疲劳韧脆性断裂。
()2、应力状态软性系数越大,最大切应力分量越大,表示应力状态越软,材料越易于产生塑性变形;反之,应力状态软性系数越小,表示应力状态越硬,则材料越容易产生脆性断裂。
()3、断裂δ判据是裂纹开始扩展的断裂判据,而不是裂纹失稳扩展的断裂判据,显然,按这种判据设计构件是偏于保守的。
()4、测量陶瓷、铸铁的冲击吸收功时,一般采用夏比U型缺口试样,很少采用X型及无缺口冲击试样。
()5、应力腐蚀断裂速度远大于没有应力时的腐蚀速度,又远小于单纯力学因素引起的断裂速度。
()6、工程设计和材料选用中一般以工程应力、工程应变为依据;但在材料科学研究中,真应力与真应变具有更重要的意义。
()7、同一材料用不同的硬度测定方法所测得的硬度值是不相同的,且完全不可以互相转换。
江 苏 科 技 大 学学年第二学期材料力学试题(A 卷)一、 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A 1和A 2,若载荷P 使刚梁平行下移,则其横截面面积( )。
A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个?答:( )(1)扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA (2)变形的几何关系(即变形协调条件) (3)剪切虎克定律(4)极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dAA 、(1)B 、(1)(2)C 、(1)(2)(3)D 、全部 3、二向应力状态如图所示,其最大主应力σ1=( ) A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分题一、3图工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------题一、1图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度EI 相同,若二者自由端的挠度相等,则P 1/P 2=( ) A 、2 B 、4C 、8D 、16二、作图示梁的剪力图、弯矩图。
(15分)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 、μ均为已知。
材料⼒学练习题及答案-全学年第⼆学期材料⼒学试题(A 卷)⼀、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A 1和A 2,若载荷P 使刚梁平⾏下移,则其横截⾯⾯积()。
A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意 2、建⽴圆轴的扭转应⼒公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪⼏个?答:()(1)扭矩M T 与剪应⼒τρ的关系M T =∫A τρρdA(2)变形的⼏何关系(即变形协调条件)(3)剪切虎克定律(4)极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dAA 、(1)B 、(1)(2)C 、(1)(2)(3)D 、全部 3、⼆向应⼒状态如图所⽰,其最⼤主应⼒σ1=() A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ4、⾼度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截⾯题⼀、3图题⼀、1图梁,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度EI 相同,若⼆者⾃由端的挠度相等,则P 1/P 2=() A 、2 B 、4C 、8D 、16⼆、作图⽰梁的剪⼒图、弯矩图。
(15分)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 、µ均为已知。
(15分)题⼀、5图三题图四、电动机功率为9kW ,转速为715r/min ,⽪带轮直径D =250mm ,主轴外伸部分长度为l =120mm ,主轴直径d =40mm ,〔σ〕=60MPa ,⽤第三强度理论校核轴的强度。
(15分)五、重量为Q 的重物⾃由下落在图⽰刚架C 点,设刚架的抗弯刚度为EI ,试求冲击时刚架D 处的垂直位移。
宁波工程学院2011~2012学年第 一 学期《工程力学(Ⅱ)》课程期终考试卷(B )一、选择题(每题5分,共20分)1、图示两个单元体的应力状态 D(A) a 是单向应力状态,b 不是; (B) b 是单向应力状态,a 不是; (C) a 、b 均是单向应力状态; (D) a 、b 均不是单向向力状态。
2 在下面关于梁、挠度和转角的讨论中,结论正确的是 D(A) 挠度最大的截面转角为零; (B) 挠度最大的截面转角最大; (C) 转角为零的截面挠度最大; (D) 挠度的一阶导数等于转角 3 长4m 的简支梁,梁的剪力图如图所示。
以下结论中 C 是错误的。
(A) 梁上必有集中力偶作用。
(B) 集中力偶的作用点必在右支座上。
(C) 整段梁受均布荷载q=10kN/m(↓ )作用。
(D) 梁左端支反力R 1=3 KN (↑),右端支反力R 2=1 kN (↑)。
4 变截面杆AD 受集中力作用,如图所示。
设N AB 、N BC 、N CD 分别表示该杆AB 段、BC 段和CD 段的轴力,AB 段截面积是BD 段的2倍,则下列结论正确的是 C 。
(A)σAB <σBC =σCD (B) σAB >σBC =σCD (C)σAB <σCD <σBC (D) σAB <σBC <σCD二. 某拉伸试验机的示意图如图所示。
设试验机的CD 杆与试样AB 同为低碳钢制成,σp =200MPa ,σs =240MPa ,σb =400MPa 。
试验机的最大拉力为100kN 。
(1)用这试验机作拉断试验时试样最大直径可达多少?(2)设计时若取安全系数n=2,则CD 杆的截面面积为多少?(3)若试样的直径d=10mm ,今欲测弹性模量E 则所加拉力最大不应超过 多少?(15分)解:(1)试样拉断时m mF d d FAN BB84.174001010022413maxmax 2=⨯⨯==∴≥=πσσπ(2)设计时若取安全系数n=2,则nA NS σσ=≤][ 所以CD 杆的截面面积为23833240210100mm n N A S CD =⨯⨯=⨯≥σ(3)测弹性模量E ,则P ANσ≤ 所加最大拉力为KN N A N P 7.151570810412002max ==⨯⨯⨯=⨯=πσ三. 阶梯形圆轴直径分别为d 1=40mm ,d 2=70mm ,轴上装有三个皮带轮。
***学院期末考试试卷一、填空题(总分20分,每题2分)1、杆件在外力作用下,其内部各部分间产生的 ,称为内力。
2、杆件在轴向拉压时强度条件的表达式是 。
3、低碳钢拉伸时,其应力与应变曲线的四个特征阶段为 阶段, 阶段, 阶段, 阶段。
4、线应变指的是 的改变,而切应变指的是 的改变。
5.梁截面上弯矩正负号规定,当截面上的弯矩使其所在的微段梁凹向下时为 。
6.梁必须满足强度和刚度条件。
在建筑中,起控制做用的一般是 条件。
7、第一和第二强度理论适用于 材料,第三和第四强度理论适用于 材料。
8、求解组合变形的基本方法是 。
9、力作用于杆端方式的不同,只会使与杆端距离在较小的范围内受到影响,该原理被称为 。
10、欧拉公式是用来计算拉(压)杆的 ,它只适用于 杆。
二、 单项选择(总分20分,每题2分)1、用截面法可求出图示轴向拉压杆a-a 截面的内力12N P P =-,下面说法正确的是( ) A. N 其实是应力B. N 是拉力C. N 是压力D. N 的作用线与杆件轴线重合2、构件的强度是指( )A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力B. 在外力作用下构件保持原有平衡态的能力C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力D. 在外力作用下构件保持原有平稳态的能力 3、现有钢、铸铁两种杆材,其直径相同。
从承载能力与经济效益两个方面考虑,图示结构中两种合理选择方案是( )A. 1杆为钢,2杆为铸铁B. 1杆为铸铁,2杆为钢C. 2杆均为钢D. 2杆均为铸铁4、从拉压杆轴向伸长(缩短)量的计算公式EANll =∆可以看出,E 和A 值越大,l ∆越小,故( )。
A. E 为杆的抗拉(压)刚度。
B. 乘积EA 表示材料抵抗拉伸(压缩)变形的能力。
C. 乘积EA 为杆的抗拉(压)刚度D. 以上说法都不正确。
5、空心圆轴的外径为D ,内径为d ,α=d /D 。
其抗扭截面系数为( )。
A )1(163απ-=D W PB )1(1623απ-=D W PC )1(1633απ-=D W P D )1(1643απ-=D W P6、在没有荷载作用的一段梁上,( )A. 剪力图为一水平直线B.剪力图为一斜直线 C .没有内力 D.内力不确定7、在平行移轴公式21Z Z I I a A =+中,其中Z 轴和轴1Z 轴互相平行,则( )。
学年第二学期材料力学试题(A 卷)一、 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A 1和A 2,若载荷P 使刚梁平行下移,则其横截面面积( )。
A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意2、建立圆轴的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个?答:( )(1)扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA (2)变形的几何关系(即变形协调条件) (3)剪切虎克定律(4)极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dAA 、(1)B 、(1)(2)C 、(1)(2)(3)D 、全部 3、二向应力状态如图所示,其最大主应力σ1=( ) A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分题一、3图题一、1图梁,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度EI相同,若二者自由端的挠度相等,则P1/P2=()A、2B、4C、8题一、5图D、16二、作图示梁的剪力图、弯矩图。
(15分)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450方向的正应变,试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。
(15分)三题图四、电动机功率为9kW ,转速为715r/min ,皮带轮直径D =250mm ,主轴外伸部分长度为l =120mm ,主轴直径d =40mm ,〔σ〕=60MPa ,用第三强度理论校核轴的强度。
(15分)五、重量为Q 的重物自由下落在图示刚架C 点,设刚架的抗弯刚度为EI ,试求冲击时刚架D 处的垂直位移。
诚信应考,考试作弊将带来严重后果!沈阳建筑大学期末考试《材料力学》测验20XX-51. 考前请将密封线内填写清楚;2. 所有答案请直接答在试卷上; .考试形式:闭卷;.图示直杆材料为低碳钢,弹性模量200GPa E=。
杆的横截面面积为25cm A =,杆长1m l=。
加拉力150kN F =后,测得4mm l ∆=,求卸载后杆的残余应变。
(5分)求图示图形对形心轴的惯性矩zC I (4分)3. 已知某点处的应力状态如图所示,60MPa τ=,100MPa σ=,弹性模量200GPa Ε=,泊松比0.2ν=,求该点处的三个主应力及最大切应力,第三强度相当应力3r σ,以及三个主应变。
(7分)最大切应力:13max=80MPa 2σστ-=第三强度相当应力:313160MPa,r σσσ=-=三个主应变:()()()()()6311123963221396323129110010=0.51020010110600.2100600.261020010110600.2100600.461020010E E E E σεσνσσεσνσσεσνσσ---⨯=-+==⨯⎡⎤⎣⎦⨯=-+=--=⨯⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⨯=-+=--+=-⨯⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⨯4.求图示梁在突变荷载Q 作用下梁内得最大弯矩max M 。
(4分)5. 如图所示简支梁AB ,已知C 截面转角为θ,保持其它条件不变,分别求在以下两种情况下C 截面转角:(1)若将荷载F 减少一半;(2)若将梁长l 增加一倍且,a b 与梁长l 的比值保持不变。
(4分)6. 图示转动轴,已知两段轴的最大切应力相等,求(1)直径比12/d d ;(2)两段轴的相对转角比12/ϕϕ。
(8分)解:1 轴的内力12300kN.m,500kN.m,T T =-=-2 抗扭结面系数443312121212,,,32321616P P P P d d d d I I W W ππππ====3 当两段轴的最大切应力相等时,有121333122121212124411224212116300165003000.8434500,3000.60.84340.3036500P P P P P P T T d W W d d d T a T b I I T a I d a a a I T b b b bd ππϕϕϕπϕπ⨯⨯=⇒=⇒====∴=⨯=⨯=⨯=300kN.m 200kN.m 500kN.mab1d 2d bBAlaFCC 截面转角可表为:()2,m n kFl f θαβ=其中: ,,k m n 是常数,/a l α=,/b l β=所以:F 减少一半时:/2Cθθ=梁长l 增加一倍时:4Cθθ=7. 图示螺栓受拉力F作用,已知材料的剪切许用应力[]τ是拉伸许用应力[]σ的0.6倍。
中南大学材料力学试卷一、填空(每题2分,共20分)3.为了求解静不定问题,必须研究构件的 变形 ,从而寻找出 补充方程 。
4.材料力学中求内力的基本方法是 截面法 。
5.矩形截面梁的弯曲剪力为F S ,横截面积为A ,则梁上的最大切应力为 A F S 23 。
7.第四强度理论认为 畸变能密度 是引起屈服的主要因素。
8.挠曲线的近似微分方程是 EI M dx w d =22 。
9.求解组合变形的基本步骤是:(1)对外力进行分析或简化,使之对应基本变形 ,(2)求解每一种基本变形的内力、应力及应变等,(3)将所得结果进行叠加。
10. 压杆稳定问题中,欧拉公式成立的条件是: 1λλ≥ 。
11.圆轴扭转时的强度条件为 []ττ≤=t W T max max ,刚度条件为 []ϕϕ'≤='p GI T max max。
13.莫尔强度理论的强度条件为 []]31}{σσσσc t - 。
14.进行应力分析时,单元体上切应力等于零的面称为 主平面,其上应力称为 主应力。
二、单项选择题 (每题2分,共20分)1. 所有脆性材料,它与塑性材料相比,其拉伸力学性能的最大特点是( C )。
A. 强度低,对应力集中不敏感;B. 相同拉力作用下变形小;C. 断裂前几乎没有塑性变形;D. 应力-应变关系严格遵循胡克定律。
2. 在美国“9.11”事件中,恐怖分子的飞机撞击国贸大厦后,该大厦起火燃烧,然后坍塌。
该大厦的破坏属于( A )A .强度坏;B .刚度坏;C .稳定性破坏;D .化学破坏。
3. 细长柱子的破坏一般是( C )A .强度坏;B .刚度坏;C .稳定性破坏;D .物理破坏。
4. 不会引起静定结构产生内力的因素是( D )A .集中力;B .集中力偶;C .分布力;D .温度变化。
5. “顺正逆负”的正负规定适用于( A )。
A .剪力;B .弯矩;C .轴力;D .扭矩。
6. 多余约束出现在( B )中。
1一、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,直径,拉断后标距的长度变为,断口处的直径为,试计算其延伸率和断面收缩率。
答:延伸率 断面收缩率2、试画出图示截面弯曲中心的位置。
34三、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 。
试求拉杆的伸长及梁中点沿铅垂方向的位移。
(14分) 解:杆受到的拉力 梁中点的挠度:四、砖砌烟窗高,底截面的外径,内径,自重,受的风力作用。
试求:(1)烟窗底截面的最大压应力;(2)F sM160kNm2若烟窗的基础埋深,基础及填土自重按计算,土壤的许用压应力,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。
解:(1)最大压应力,m-m 截面发生压弯组合变形 (2)解得五、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。
梁及柱的材料均为Q235钢,,。
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)解:一次超静定问题变形协调条件即:得到 梁的最大弯矩为: 梁的强度:梁安全 立柱的稳定性:查得 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 截面的铅垂位移用单位力法求B 截面的转角一、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,直径,拉断后标距的长度变为,断口处的直径为,试计算其延伸率和断面收缩率。
材料力学一、填空题 (每空4分,共40分)1.一长l ,横截面面积为A 的等截面直杆,其密度为ρ,弹性模量为E ,则杆自由悬挂时由自重引起的最大应力=max σ ;杆的总伸长l ∆= 。
2.对图中铆钉进行强度计算时,=τ,=bs σ 。
3.矩形截面梁的F smax 、M max 及截面宽度不变,若将截面高度增加一倍,则最大弯曲正应力为原来的 倍,最大弯曲切应力为原来的 倍。
4.图示两梁的材料相同,最小截面面积相同,在相同的冲击载荷作用下,图 所示梁的最大正应力较大。
5.图示等截面梁AC 段的挠曲线方程为)2/(20EI x M w -=,则该段的转角方程为 ;截面B 的转角和挠度分别为 和 。
二、选择题 (每题4分 共20分)1.矩形截面细长压杆,b/h = 1/2。
如果将b 改为 h 后仍为细长压杆,临界压力是原来的多少倍?( )(A)2倍;(B) 4倍;(C) 8倍;(D)16倍。
2. 图示应力状态,用第三强度理论校核时,其相当应力为:( )(A)τσ=3r ; (B)τσ=3r ;(C)τσ33=r ;(D)τσ23=r 。
第2题图 第3题图3.一空间折杆受力如图,则AB 杆的变形:( )(A) 纵横弯曲 ;(B) 弯扭组合;(C) 偏心拉伸; (D) 拉、弯、扭组合。
4.一内外直径之比D d /=α 的空心圆轴,当两端受力偶矩作用产生扭转变形时,横截面的最大切应力为τ,则横截面的最小切应力:( ) (A) τ; (B) ατ; (C) ()τα31- ; (D) ()τα41-。
5.对于图示交变应力,它是:(A)对称循环交变应力;(B)脉动循环交变应力;(C)静循环交变应力 。
( )图示杆系结构中AB 杆为刚性杆,①、②杆刚度为EA ,外加载荷为 P ,求①、②杆的轴力。
(40分)σσσ材料力学参考答案一、填空题1.g l ρσ=max ,El g 22ρ2.22dP π,dt P3.0.25,0.54.(a)5.EI x M 0-,EI a M 0-,)tan()(2020EI aM a l EI a M ---二、选择题1.(B ) 2.(D ) 3.(C) 4.(B) 5.(B)三、解:(1)静力平衡方程如图b 所示,F N1,F N2为①,②杆的内力;Fx 、F Y 为A 处的约束力,未知力个数为4,静力平衡方程个数为3(平面力系),故为一次超静定问题。
一、低碳钢试件的拉伸图分为、、、四个阶段。
(10分)二、三角架受力如图所示。
已知F=20kN,拉杆BC采用Q235圆钢,[σ钢]=140MPa,压杆AB采用横截面为正方形的松木,[σ木]=10MPa,试用强度条件选择拉杆BC的直径d和压杆AB的横截面边长a。
n=180 r/min,材料的许用切四、试绘制图示外伸梁的剪力图和弯矩图,q、a均为已知。
(15分)2五、图示为一外伸梁,l=2m,荷载F=8kN,材料的许用应力[σ]=150MPa,试校核该梁的正应力强度。
(15分)六、单元体应力如图所示,试计算主应力,并求第四强度理论的相当应力。
(10分)e =200mm 。
八、图示圆杆直径d =100mm ,材料为Q235钢,E =200GPa ,λp =100,试求压杆的临界力F cr 。
(10分)《材料力学》试卷(1)答案及评分标准一、 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩断裂阶段。
评分标准:各2.5分。
二、 d =15mm; a =34mm .评分标准:轴力5分, d 结果5分,a 结果5分。
三、 τ=87.5MPa, 强度足够.评分标准:T 3分,公式4分,结果3分。
四、评分标准:受力图、支座反力5分,剪力图5分,弯矩图5分。
五、σmax =155.8MPa >[σ]=100 MPa ,但没超过许用应力的5%,安全. 评分标准:弯矩5分,截面几何参数 3分,正应力公式5分,结果2分。
六、(1)σ1=141.42 MPa ,σ=0,σ3=141.42 MPa ;(2)σr4=245 MPa 。
评分标准:主应力5分,相当应力5分。
七、σmax =0.64 MPa ,σmin =-6.04 MPa 。
F crd3m1..5qaF S 图 M 图F S 图——+M 图qa 2 qa 2/2八、Fc r =53.39kN评分标准:柔度3分,公式5分,结果2分。
一、什么是强度失效、刚度失效和稳定性失效?二、如图中实线所示构件内正方形微元,受力后变形 为图中虚线的菱形,则微元的剪应变γ为? A 、α B 、α-090C 、α2900- D 、α2答案:D三、材料力学中的内力是指()。
A 、物体内部的力。
B 、物体内部各质点间的相互作用力。
C 、由外力作用引起的各质点间相互作用力的改变量。
D 、由外力作用引起的某一截面两侧各质点间相互作用力的合力的改变量。
答案:B四、为保证机械和工程结构的正常工作,其中各构件一般应满足、 和三方面的要求。
答案:强度、刚度、稳定性五、截面上任一点处的全应力一般可分解为方向和方向的分量。
前者称为该点的,用表示;后者称为该点的,用表示。
答案:略第二章内力分析画出图示各梁的Q 、M 图。
q qa1.5qa2.5qa第三章拉伸与压缩一、概念题1、画出低碳钢拉伸时εσ-曲线的大致形状,并在图上标出相应地应力特征值。
2、a 、b 、c 三种材料的应力~应变曲线如图所示。
其中强度最高的材料是;弹性模量最小的材料是;塑性最好的材料是。
2.5kN.m2.5kN7.5kN5kN.m2qa4qaqa 22qa 223qa 2答案:a 、c 、c3、延伸率公式()%100/1⨯-=l l l δ中1l 指的是? 答案: D A 、断裂时试件的长度; B 、断裂后试件的长度; C 、断裂时试验段的长度; D 、断裂后试验段的长度。
4、影响杆件工作应力的因素有();影响极限应力的因素有();影响许用应力的因素有()。
A 、载荷 B 、材料性质 C 、截面尺寸 D 、工作条件 答案:A C B B D5、对于材料,通常以产生0.2%的时所对应的作为屈服极限,称为材料的屈服强度,并用记号表示。
答案:无明显屈服阶段的塑性材料、塑性应变、应力、2.0σ。
二、图示为简易悬臂式吊车简图,斜杆由两根50×50×5的等边角钢组成,横截面面积为961mm 2;水平杆由两根10号槽钢组成,横截面面积为2548mm 2。
材料都是A3钢,许用应力[]MPa 120=σ。
不计两杆的自重,求允许的最大起吊重量G 。
2sin AC AC N G GN ==αAB AC BCN G G N N 3cos sin cos ===αααkN 32.115][=≤AC AC A N σkN 766.5521==AC NGkN 76.305][=≤AC AB A N σkN 591.52932==AB N G kN 766.55},{][min 21==G G G三、图示变截面杆由两种材料制成。
AE 段为铜质,EC 段为钢质。
钢的许用应力[]MPa 160=钢σ,铜的许用应力为[]MPa 120=铜σ。
AB 段横截面面积是BC 段横截面面积的两倍,2mm 1000=AB A 。
外力作用线沿杆轴线方向,kN 60=P 。
试对此杆进行强度校核。
又若已知GPa 210=钢E ,GPa 100=铜E 。
试计算杆的纵向变形和AB 截面的相对位移。
P N AD 2-= P N N EB DE -==P N =铜杆MPa 120max =σ压应力钢杆MPa 120max =σ拉应力mm 94.0-=∆AC l mm 8.1-=∆AB四、图示结构,矩形截面梁AB 和圆形截面杆CD 所用材料相同,已知材料许用应力MPa 160][=σ。
CD 杆的直径d =20mm ,试求(1)结构的许可载荷[P ];(2)画出梁危险截面的正应力分布图。
P N CD 5.1=kN 51.33N 33510][32][321==⨯⨯=≤A N P CD σP M ⨯=1000max ][1000σσ≤==W PW MkN 88.26N 2688061207010001601000][22==⨯=≤W P σkN 88.26},{][min 21==P P P剪切一、判断剪切面和挤压面时应注意:剪切面是构件的两部分有发生的平面;挤压面是构件的表面。
答案:相互错动、接触二、图示螺钉杆穿过刚度较大的水平梁并由螺帽悬挂,螺杆下端悬挂一重为P 的物体。
试分别写出螺钉的剪切应力; 挤压应力; 拉伸应力。
答案:拉伸强度:剪切强度:挤压强度:24d P A P πσ==dh P A Q πτ='=)(422d D PA P bs bs bs -==πσ 三、拉杆头部尺寸如图所示,已知接头的许用切应力100MPa ,许用挤压应力[bs=200MPa 。
试校核拉杆头部的强度dhP πτ=()224dD Pbs -=πσCDAB 1.5mP2m1m120h =10mmh =10mmd =20mmD =40mmP =40kN四、如图所示,厚度为t的基础上有一方柱,柱受轴向压力P作用,则基础的剪切面面积为,挤压面积为答案:A = 2at A bs=a2五、如图所示两板用圆锥销联结,则圆锥销的受剪切面积为();计算挤压面积为()。
A、241DπB、241dπC、()2241dD-πD、2241⎪⎭⎫⎝⎛+dDπE、()dDh+4F、()Ddh+34第五章扭转一、实心圆轴1和空心圆轴2横截面面积相同,受相同的扭矩作用,若空心圆轴的内、外径之比α=0.6,求空心圆轴与实心圆轴最大切应力之比()()1max2maxττ。
答案:0.588二、试画出下列各圆截面上的扭转剪应力分布答案:略三、在图示受扭圆轴横截面上的剪应力分布图中,正确答案是。
(A) (B) (C) (D) 答案:D四、一内外径之比为α = d / D 的空心圆轴,当两端承受扭转力偶矩时,横截面上的最大剪应力为τ,则内圆周处的剪应力有四种答案:(A )τ;(B )ατ; (C )(1-α3) τ;(D )(1-α4) τ正确答案是。
答案:B五、两根直径相同而长度及材料不同的圆轴,在相同扭矩作用下,其最大切应力和单位长度扭转角之间的关系是()。
A 、2max 1max ττ=,21θθ=B 、2max 1max ττ=,21θθ≠C 、2max 1max ττ≠,21θθ=D 、2max 1max ττ≠,21θθ≠答案:B六、在扭转破坏实验中,低碳钢圆试样沿剪断;铸铁圆试样沿拉断。
答案:横截面、近似450斜截面第六章弯曲应力一、概念题1、图示铸铁简支梁,当梁的横截面面积一定时,最合理的截面形状是?答案:D 2答案:略ABCD(A)(B)(C)(D)答案:D4、如图所示圆截面悬臂梁,若梁的其他条件不变,而直径增加一倍,则其最大正应力是原来的倍。
答案:八分之一5、梁的横截面形状如图所示。
圆截面上半部有一圆孔。
在xoy 平面内作用有正弯矩M ,(1)试画出正应力 分布图;(2)绝对值最大的正应力位置 有以下四种答案:A 、a 点B 、b 点C 、c 点D 、d 点正确答案是。
答案:1、略;2、a 点。
二、图示简支梁AB ,若梁长l ,抗弯截面模量z W 和许用应力][σ均为已知。
试求:(1)当载荷P 直接作用在主梁AB 上时(图a ),求梁的许可载荷][1P 。
(2)若加一长为a 的辅助梁CD ,如图b 所示。
不考虑辅助梁的强度,求梁的许用载荷][2P 。
(3)若辅助梁CD 的抗弯截面模量z W 和许用应力][σ与主梁AB 相同,求a 的合理长度。
答案:l W P ][4][1σ=al W P -=][4][1σ2/l a = 三、铸铁梁载荷及反力如图所示,。
已知:I z =188×106mm 4。
求:(1)画出梁的弯矩图及危险截面的正应力分布图,(2)求该梁的最大拉应力max 及最大压应力max ,并指出发生在哪个截面及哪些点。
(a) l /2 Pl /2 A B Pa/2l /2 A B C D (b) qll/5q4l/qll/5l/5q3l/Pldzy a b cdo答案:1、略2、MPa 94.23max max==++C σσ(C 截面的上边缘各点)MPa 87.47max max ==--B σσ(B 截面的上边缘各点)四、图示T 形截面简支梁,[+σ]=30Mpa, [-σ]=60Mpa,z I =763×4410mm , E =120Gpa 。
求:(1)梁的许用载荷[P ];(2)若梁倒置,[P ]=?。
答案:由][max max max σσ≤=y I M Z 4max Pl M =][4][max σly I P Z=(1)kN 2.5][==+P(2)kN 4.10][=-P kN 8.8][=+P五、图示矩形截面木梁。
已知kN 10=P ,m 2.1=a ,木材的许用应力MPa 10][=σ。
设梁横截面的高、宽比为2=bh。
试计算横截面的尺寸。
答案:由][max maxσσ≤=ZW MM =maxmm 122][23][3===σPab 第七章弯曲变形一、图示连续梁中,梁AB 与BC 用铰链联接,A 处为固定端约束,CD 为直杆。