【本科试卷】【华中科技大学试题】材料力学期末试卷+答案(2005-2006学期
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σ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'≤='pT 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。
一、一、填空题(每小题5分,共10分)1、如图,若弹簧在Q作用下的静位移st20=∆冲击时的最大动位移mmd60=∆为:3Q。
2、在其它条件相同的情况下,用内直径为d实心轴,若要使轴的刚度不变的外径D。
二、二、选择题(每小题5分,共10分)1、置有四种答案:(A)截面形心;(B)竖边中点A(C)横边中点B;(D)横截面的角点正确答案是:C2、足的条件有四种答案:(A);zyII=(A);zyII>(A);zyII<(A)yzλλ=。
正确答案是: D 三、1、(15P=20KN,[]σ解:ABMn=ABmaxM=危险点在A2、图示矩形截面钢梁,A 端是固定铰支座,B 端为弹簧支承。
在该梁的中点C 处受到的重解:(1)求st δ、max st σ。
将重力P 按静载方式沿铅垂方向加在梁中心C 处,点C 的挠度为st δ、静应力为max st σ,惯性矩 )(12016.004.012433m bh I ⨯==由挠度公式)2(21483K PEI Pl st +=δ得, 83339310365.112)10(104010210488.040---⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=st δmm m 1001.01032.25240213==⨯⨯⨯+mm m 1001.0==根据弯曲应力公式z st W M =maxσ得,其中4Pl M =, 62bh W z =代入max st σ得,MPa bhPlst 12401.004.068.0406422max =⨯⨯⨯⨯==σ(2)动荷因数K d12160211211=⨯++=++=K std hδ(3)梁内最大冲击应力M P a st d d 1441212max =⨯=K =σσ3、(10分)图中的1、2杆材料相同,均为园截面压杆,若使两杆在大柔度时的临界应力相等,试求两杆的直径之比d 1/d 2,以及临界力之比21)/()(cr cr P P 。
并指出哪根杆的稳定性较好。
一、一、填空题(每小题5分,共10分)1、如图,若弹簧在Q作用下的静位移st20=∆冲击时的最大动位移mmd60=∆为:3Q。
2、在其它条件相同的情况下,用内直径为d实心轴,若要使轴的刚度不变的外径D。
二、二、选择题(每小题5分,共10分)1、置有四种答案:(A)截面形心;(B)竖边中点A(C)横边中点B;(D)横截面的角点正确答案是:C2、足的条件有四种答案:(A);zyII=(A);zyII>(A);zyII<(A)yzλλ=。
正确答案是: D 三、1、(15P=20KN,[]σ解:ABMn=ABmaxM=危险点在A2、图示矩形截面钢梁,A 端是固定铰支座,B 端为弹簧支承。
在该梁的中点C 处受到的重解:(1)求st δ、max st σ。
将重力P 按静载方式沿铅垂方向加在梁中心C 处,点C 的挠度为st δ、静应力为max st σ,惯性矩 )(12016.004.012433m bh I ⨯==由挠度公式)2(21483K PEI Pl st +=δ得, 83339310365.112)10(104010210488.040---⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=st δmm m 1001.01032.25240213==⨯⨯⨯+mm m 1001.0==根据弯曲应力公式z st W M =maxσ得,其中4Pl M =, 62bh W z =代入max st σ得,MPa bhPlst 12401.004.068.0406422max =⨯⨯⨯⨯==σ(2)动荷因数K d12160211211=⨯++=++=K std hδ(3)梁内最大冲击应力M P a st d d 1441212max =⨯=K =σσ3、(10分)图中的1、2杆材料相同,均为园截面压杆,若使两杆在大柔度时的临界应力相等,试求两杆的直径之比d 1/d 2,以及临界力之比21)/()(cr cr P P 。
并指出哪根杆的稳定性较好。
材料力学试题及答案期末期末考试是学生们在学期结束时面临的一项重要考核。
在材料力学这门课程中,试题的设计和答案的准确性对于学生的学习成绩至关重要。
本文将为大家提供一套材料力学试题,并给出详细的答案解析。
试题一:弹性模量的计算1. 弹簧的伸长量随外力的大小而变化,如果给定外力-伸长量的关系图,如下图所示,试求该材料的弹性模量。
(图略)解答:根据胡克定律,应力与应变之间的关系为:σ = Eε其中,σ为应力,E为弹性模量,ε为应变。
弹性模量E的计算公式为:E = σ/ε根据图中的数据,我们可以求得外力-伸长量的关系为:外力(F):10 N,20 N,30 N伸长量(ΔL):0.5 mm,1 mm,1.5 mm根据胡克定律以及弹性模量的计算公式,我们可以得到如下关系式:E = σ/ε = F/A / ΔL/L其中,A为横截面积,L为原长。
假设A与L的值为常数,则可以推导得到:E = F/ΔL * L/A根据给定的数据代入公式计算,可以得到:当F = 10 N 时,E = 10 N / 0.5 mm * L/A = 20 / mm * L/A当F = 20 N 时,E = 20 N / 1 mm * L/A = 20 / mm * L/A当F = 30 N 时,E = 30 N / 1.5 mm * L/A = 20 / mm * L/A由此可见,无论外力的大小,材料的弹性模量均为20 / mm * L/A。
试题二:杨氏模量的测定2. 某学生通过实验测得一块金属试样在受力时的应变与应力之间的关系如下图所示。
试求该金属试样的杨氏模量。
(图略)解答:根据实验数据绘制的应力-应变曲线,可以看出,在线段OA区域内,应力与应变呈线性关系。
通过直线OA的斜率可以求得该材料的杨氏模量。
根据图中的数据,我们可以计算出斜率为:斜率K = Δσ/Δε = (350 MPa - 250 MPa) / (0.0025 - 0.0020) = 400 MPa / 0.0005 = 8 * 10^5 Pa根据公式,杨氏模量E等于斜率K乘以应变ε,即:E = K * ε根据给定的数据代入公式计算,可以得到:E = 8 * 10^5 Pa * 0.0025 = 2 * 10^3 Pa所以该金属试样的杨氏模量为2 * 10^3 Pa。
材料力学期末考试题及答案材料力学的期末考试大家复习好了吗?以下是为大家推荐关于材料力学试题及答案,希望对大家有所帮助。
一、单项选择题(在每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在题干的括号内。
每题2分,共20分)T?1.轴的扭转剪应力公式??=适用于如下截面轴( ) IPA.矩形截面轴B.椭圆截面轴C.圆形截面轴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,假设长度和横截面面积均相同,那么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C.减小一半D.增大三倍4.图示悬臂梁自由端B的挠度为( ) aaama2(l?)ma3(l?)ma(l?)C.maD. B. A.EIEIEIEI5.图示微元体的最大剪应力τmax为多大?( )A. τmax=100MPaB. τmax=0C. τmax=50M PaD. τmax=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( ) A.B.PM2T2?()?4()≤[σ] AWZWPPMT??≤[σ] AWZWPC.D. (PM2T2?)?()≤[σ] AWZWP(PM2T2?)?4()≤[σ] AWZWP7.图示四根压杆的材料、截面均相同,它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的以下表达式哪个是正确的?( ) P2aA. U= 2EAP2lP2b?B. U= 2EA2EAP2lP2b?C. U= 2EA2EAP2aP2b?D. U= 2EA2EA9图示两梁抗弯刚度相同,弹簧的刚度系数也相同,那么两梁中最大动应力的关系为( )A. (σd) a =(σd) bB. (σd) a >(σd) bC. (σd) a <(σd) bD. 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: 。
材料力学一、填空题:1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。
2.构件抵抗的能力称为强度。
3.圆轴扭转时,横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。
4.梁上作用着均布载荷,该段梁上的弯矩图为。
5.偏心压缩为的组合变形。
6.柔索的约束反力沿离开物体。
7.构件保持的能力称为稳定性。
8.力对轴之矩在情况下为零。
9.梁的中性层与横截面的交线称为。
10.图所示点的应力状态,其最大切应力是。
11.物体在外力作用下产生两种效应分别是。
12.外力解除后可消失的变形,称为。
13.力偶对任意点之矩都。
14.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则杆中最大正应力为。
15.梁上作用集中力处,其剪力图在该位置有。
16.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。
17.外力解除后不能消失的变形,称为。
18.平面任意力系平衡方程的三矩式,只有满足三个矩心的条件时,才能成为力系平衡的充要条件。
19.图所示,梁最大拉应力的位置在点处。
20.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。
21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态,称为。
22.在截面突变的位置存在集中现象。
23.梁上作用集中力偶位置处,其弯矩图在该位置有。
24.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。
25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。
26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件,称为。
27.作用力与反作用力的关系是。
28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。
29.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则截面C的位移为。
30.若一段梁上作用着均布载荷,则这段梁上的剪力图为。
二、计算题:1.梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力。
2.铸铁T梁的载荷与横截面尺寸如图所示,C为截面形心。
一、判断题(正确打“√”,错误打“X ”,本题满分为10分) 1、拉杆伸长后,横向会缩短,这是因为杆有横向应力的存在。
( )2、圆截面杆件受扭时,横截面上的最大切应力发生在横截面离圆心最远处。
( )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相同。
( )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。
( )5、弹性体的应变能与加载次序无关,只与载荷的最终值有关。
( )6、单元体上最大切应力作用面上必无正应力。
( )7、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。
( ) 8、动载荷作用下,构件内的动应力与材料的弹性模量有关。
( )9、构件由突加载荷所引起的应力,是由相应的静载荷所引起应力的两倍。
( ) 10、包围一个点一定有一个单元体,该单元体各个面上只有正应力而无切应力。
( ) 二、选择题(每个2分,本题满分16分)1.应用拉压正应力公式A FN =σ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。
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 )(m ax )(m ax b a σσ 为( )。
A 、1/4; B 、1/16; C 、1/64; D、16。
3、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; 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h4h(a) h4h(b)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 ) A 、 强度、刚度均足够;B 、强度不够,刚度足够; C 、强度足够,刚度不够;D 、强度、刚度均不够。
一、简单计算题(共38分)1.如图所示是一枚被称为“孔方兄”的中国古钱币,设圆的直径为d ,挖去的正方形边长为b ,若2/d b =,求该截面的弯曲截面系数Z W 。
(6分)2. 已知某点处的应力状态如图所示,,MPa 100,MPa 60==στ弹性模量GPa 200=E ,泊松比25.0=ν,求该点处的三个主应力及最大正应变。
(6分)3.试画出低碳钢的拉伸应力-应变曲线,并在图上标出4个极限应力。
(4分)y4.已知交变应力的,MPa 5,MPa 3min max -==σσ, 求其应力循环特征r 及应力幅度a σ。
(4分)5.如图所示为矩形截面悬臂梁,在梁的自由端突然加一个重为Q 的物块,求梁的最大弯曲动应力。
(4分)Qhb6.如图所示为两根材料相同的简支梁,求两梁中点的挠度之比b a w w /。
(4分)7.两块相同的钢板用5个铆钉连接如图所示,已知铆钉直径d ,钢板厚度t ,宽度b ,求铆钉所受的最大切应力,并画出上钢板的轴力图。
(6分))(b2/L 2/L )(a P8.超静定结构如图所示,所有杆件不计自重,AB为刚性杆,试写出变形协调方程。
(4分)Pa a a 2/AF二、作图示梁的剪力图与弯矩图。
(10分)三、不计剪力的影响,已知EI ,试用能量法求图示悬臂梁自由端的挠度A w 。
(12分)四、铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示,其中4cm 5.6012,mm 5.157==Z C I y 。
2A C已知许用拉应力MPa 40][=t σ,许用压应力MPa 160][=C σ。
试按正应力条件校核梁的强度。
若载荷不变,但将截面倒置,问是否合理?为什么? (14分)五、圆截面直角弯杆ABC 放置于图示的水平位置,已知cm 50=L ,水平力(单位:mm )200kN 40=F ,铅垂均布载荷m /kN 28=q ,材料的许用应力MPa 160][=σ,试用第三强度理论设计杆的直径d 。
本科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,当应力增加时,应变将如何变化?A. 减少B. 增加C. 不变D. 无法确定答案:B3. 在材料力学中,下列哪种情况下材料不会发生塑性变形?A. 应力超过屈服强度B. 应力超过弹性极限C. 应力低于屈服强度D. 应力低于弹性极限答案:C4. 材料力学中,哪个参数描述了材料抵抗剪切变形的能力?A. 弹性模量B. 剪切模量C. 泊松比D. 屈服强度答案:B5. 材料的疲劳寿命主要取决于哪些因素?A. 材料的弹性模量B. 材料的屈服强度C. 材料的疲劳极限D. 材料的硬度答案:C6. 根据材料力学理论,下列哪种材料的应力-应变曲线最接近理想弹性体?A. 橡胶B. 钢铁C. 玻璃D. 木材答案:C7. 材料力学中,下列哪种试验可以确定材料的弹性模量?A. 压缩试验B. 拉伸试验C. 冲击试验D. 疲劳试验答案:B8. 在材料力学中,下列哪种情况下材料的应力状态是平面应力?A. 材料厚度远小于平面尺寸B. 材料厚度远大于平面尺寸C. 材料受到均匀的三向应力D. 材料受到非均匀的三向应力答案:A9. 材料力学中,下列哪种材料的应力-应变曲线不具有明显的屈服点?A. 低碳钢B. 高碳钢C. 铝合金D. 铜合金答案:C10. 材料力学中,下列哪种材料的应力-应变曲线不具有明显的弹性阶段?A. 橡胶B. 钢铁C. 玻璃D. 木材答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料力学中的______定律描述了在弹性范围内,应力与应变成正比的关系。
答案:胡克2. 材料的______是材料在受到外力作用下不发生永久变形的最大应力。
答案:弹性极限3. 泊松比是描述材料在______方向上的应变与______方向上的应变之比。
答案:横向;纵向4. 材料力学中,材料的______是指材料在受到重复加载时,其强度会逐渐降低直至断裂的现象。