武汉理工大学期末考试材料力学试题和标答

理论力学期末考试试题1-1、自重为P=100kN的T字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。

其中转矩M=20kN.m，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m。

试求固定端A的约束力。

解：取T型刚架为受力对象，画受力图其中耳一丁q •扯二SOkN工尺=0你+百—F血MF = 0^-r-Fcos60°= 07^ = 3164kK 场三阿kN-IlSSkN m1-2如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA上的气动力按梯形分布：解:q! =60kN/m，q2=40kN/m，机翼重p!=45kN，发动机重p2=20kN，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18kN.m。

求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O所受的力。

解研究机奧，把梯形號荷分解为一三甬幣戦荷与一矩骼栽荷*其合力甘別为弘=寺(如-q)・9 m 90 kN t ^ = 9*9! = 36Q kN 分别作用圧距再O点3 m与4.5m处，如国所示*曲莎=D,甩=01Y = 0, F® -P t- Pi + F靛 * Fjii = 02M0(F) = Q t M o- 3.6P| - 4.2鬥-M + 3F R1+ 4.$F R1= °解得F® = 0, F佈三-385 kN yM o- 1 626 kN * m1-3图示构件由直角弯杆EBD以及直杆AB组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m , F=50kN ,M=6kN.m，各尺寸如图。

求固定端A处及支座C的约束力。

解先研究构架EBD如图(b)*由龙X = 0 F阪-F sin30' = 0SV = 0. F® * F* * F mfiSO = 0EJW R(F)= 0T F.^r U - A4 + 2F sin^ = 0 解得= 25 kN. = 87.3 kN, F* =-44 kN再軒究AB槃如图g).由XX = 0* - * 6 sin30" * F% - = 0XV - 0,為丄 6 ccdtf + F% 二QXM^(F)- 0, - 2 • -j * & * fl CQB3O- “ 0F“ - 40 kN. F A I= 113 3 kN・M A= 575,S kN - m此證也可先無先EBD "琅褂F*之后・再硏究整协・求冲址反力R样所减少平輛方程救*旧计禅轼幷耒测量桟少。

1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。

其中转矩M=，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。

试求固定端A 的约束力。

1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布：1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=。

求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。

1-3图示构件由直角弯杆EBD 以及直杆AB 组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m ，F=50kN ，M=，各尺寸如图。

求固定端A 处及支座C 的约束力。

1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力.解：1-5、平面桁架受力如图所示。

ABC 为等边三角形，且AD=DB 。

求杆CD 的内力。

1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。

在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。

试计算杆1、2和3的内力。

解：2-1 图示空间力系由6根桁架构成。

在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45º角。

ΔEAK=ΔFBM。

等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。

若F=10kN，求各杆的内力。

2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。

在节点D沿对角线LD方向F。

在节点C沿CH边铅直向下作用力F。

如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，作用力D求各杆的内力。

2-3 重为1P ＝980 N ，半径为r =100mm 的滚子A 与重为2P ＝490 N 的板B 由通过定滑轮C 的柔绳相连。

已知板与斜面的静滑动摩擦因数s f =。

滚子A 与板B 间的滚阻系数为δ=，斜面倾角α=30º，柔绳与斜面平行，柔绳与滑轮自重不计，铰链C 为光滑的。

…………试卷装订线………………装订线内不要答题，不要填写考生信息………………试卷装订线…………姓名学号专业班级学院武汉理工大学考试试卷〔A卷〕2021 ~2021 学年1 学期工程力学课程闭卷时间120分钟，学时，学分，总分100分，占总评成绩% 年月日题号一二三四五六七合计总分值100得分一．杆AC和杆BC在C处铰接，两杆自重不计，荷载分布q，集中力4qa，求A和B处的约束反力。

〔15分〕二．一悬臂吊车，其构造尺寸如下图，电葫芦的自重为G=2KN，起重量为8KN，拉杆采用Q235圆钢，比例极限为σp=200MPa，屈服极限为σs=240MPa，强度极限为σ，横梁自重不计。

得分求：〔1〕许用应力[σ]；〔2〕选择杆直径d；三．一传动轴如下图，长度为2l，直径为d，两段材料一样，剪切弹性模量为G，外力矩为4m、6m、2m。

(15分)（1）画出该轴的扭矩图；（2）计算轴的最大切应力τmax；（3）计算轴截面A与C之间的相对扭转角Φ。

四．钢梁受力如下图，F=30KN，q=15KN/m，试画出梁的剪力图和弯矩图〔15分〕五．图示铸铁梁，IZ=780cm4，y1=30mm，y2=80mm，许用拉力[σt]=40MPa，许用应力[σc]=170MPa，试校核该梁的强度。

〔15分〕六．图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kN·m的作用。

M=200GPa，，[σ]=140MPa。

试求：①作图示圆轴外表点的应力状态图。

②求圆轴外表点的主应力大小。

③按第三强度理论校核圆轴强度。

七．：A端固定B端自由的AB杆，长度1m，直径d=40mm，材料为Q235钢，E=200GPa，λp=100，λs=60，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa,压力p=20KN，稳定平安系数[nst]=3。

试校核AB杆的稳定性。

〔10分〕…………试卷装订线………………装订线内不要答题，不要填写考生信息………………试卷装订线…………武汉理工大学考试试题答案〔B卷〕2021年~2021年第一学期工程力学课程一．由于C处铰接，C右边的所有力对C点的弯矩和为0即P*a－F By*2a=0F By=p/2=2qa 〔2分〕以BC为整体分析，水平方向为X轴，竖直方向为Y轴，以方向向上为正，在Y轴方向上的力平衡：F By+F Cy－P=0F Cy =P－F By=P/2=2qa 〔2分〕以方向向右为正，在X轴方向上的力平衡：F Bx＋F Cx=0且B点处为滑轮支座，F Bx =0F Cx =0 〔2分〕以AC为整体分析Y轴方向上受力平衡：F Ay－F Cy =0F Ay =2qa 〔2分〕X轴方向上受力平衡:F Ax－F Cx－2a*q=0F Ax =2qa 〔3分〕AC杆所有外力对A点的弯矩平衡：M A =2aq*〔2a/2〕=2a2q(逆时针方向) 〔4分〕二．由题意知（1） 许用应力[σ]= σs /n s =141.18MPa 〔5分〕 （2） F BC =(Q+G)/sin30°=20KN 〔5分〕F BC /A ＜[σ] A=πd 2/4 d ≥最后可用d=15mm 的圆钢 〔5分〕三．〔1〕〔4分〕〔 〕由题意得：由于圆轴横截面不变，所以 不变，﹦〉 〔6分〕〔 〕〔5分〕四．支座反力,0=A F kN F B 60=〔7分〕mkN 30⋅MkN30kN30sF〔8分〕 五．由题意可知，该梁受到的弯矩图如下：〔5分〕故截面 局部受拉力， 局部受压力σ1=M* /I Z 〈[σt ]=40 MPa 〔5分〕 σ2=M* /I Z MPa 〈[σc]=170 MPa 〔5分〕 满足强度要求。

and a paste composed of Portland cement and water. The aggregates generally used are sand and gravel or crushed stone. These aggregates have no cementing value of their own; their function in concrete is to serve as a filler. The cement-water paste changes from a semifluid substance into a solid binder as a result of chemical reactions between the water and the various compounds in the cement. The final quality of the concrete depends upon the effectiveness of the hardened paste binding the aggregate particles together and in filling the voids between the particles.How many types of raw materials involving in concrete production? And what are their functions, respectively?Analyze the major factors affecting concrete quality.strain plots are shown in Figure 1. One of the lines shows the character of fiber. Strain, △L /LS t r e s s , (N ·c m -2)Fiber(1) (2)(3)标准答案（B卷）一、Fill in the blanks (1’×10 = 10’)1.The advantage of microwave heating is that it is extremely rapid .2.The mechanical properties of ceramics are good in compression , The greatest weakness is brittleness .3.Ferrous Alloys normally contains major phases, called austenite, cementite, graphite, martensitic.4.The components as well as the interface between them can usually be physically identified.5.Surface treatment of reinforcing materials is done to improve the adhesion of fillers and fibers tomatrix resin by modifying the surface of the solid.6.The properties of materials are defined by the nature of their chemical bonds, their atomic ordering andtheir microstructure.二、True or false (indicate with “√” or “×”, 1’×10 = 10’)1.(×) All amorphous materials are glasses.2.(×) Aluminum alloys offer superior specific strength in high temperatures.3.(√) The properties of crystals are different in various crystallographic directions.4.(√) Titanium alloys have lower density and high strength.5.(√) Most of life and industrial glass are made from silica and silicate glasses.6.(√) Magnesium is the lightest of all structural metals.7.(√) Glasses is made from elements, simple chemical compounds, complex organic molecules, salt mixturesand alloys.8.(√) Glass when newly formed, with a perfect surface, is very strong about five times as strong as steel.9.(×) MMC、PMC、CMC are all composite, and matrix are metal, ceramic and organic polymer.10.(√) 玻璃化温度和熔点是表征聚合物热性能的重要指标。

班号 学号 姓名 成绩《 材 料 力 学 A 》期末试卷一、选择题 (单选，共12分，每小题3分) 1、下列说法正确的是： 。

A 、各向同性材料是指材料内部任意位置的力学性能都是相同的；B 、材料的刚度越大越不容易发生屈服变形；C 、塑性材料的强度极限高于脆性材料的强度极限；D 、脆性材料的单向压缩许用应力一般高于单向拉伸许用应力。

2、下列说法正确的是 。

A 、薄壁圆管的扭转切应力公式只适用于线弹性、各向同性材料；B 、任意截面形状的闭口薄壁杆横截面上的扭转切应力为常数；C 、开口薄壁杆的抗扭性能很差，对于受扭构件，一般不要采用开口薄壁杆；D 、圆轴扭转的刚度条件是圆轴的抗扭模量不能超过许用值。

3、下图所示两均质矩形截面等厚梁，两梁材料相同、总长度相同、AB 段完全相同、BC 段的梁高度不同。

下面结论中正确的是： 。

A 、两梁B 截面的挠度和转角相同； B 、两梁B 截面的挠度和转角不相同；C 、两梁C 截面的挠度和转角相同；D 、图（a ）所示梁C 截面挠度和转角均小于图 （b ）所示梁C 截面的挠度和转角。

F图（b ）4、下图所示正方形截面杆件，横截面ABCD 上拉应力最大的点是 。

二、填空题（8分，每空1分）1、由于截面急剧变化引起的应力局部增大现象，称为 。

2、 称为叠加原理。

当构件的受力和变形满足 条件与 条件时， 叠加原理方能适用。

3、在进行纯弯梁横截面上正应力分析时，除了运用静力学方程外，还运用了 方程与 方程，并根据梁的变形特点作 假设与 假设。

F三、计算题（5道小题，共80分）1、某等截面实心传动轴，转速n =300r/min ，轮1为主动轮，输入功率P 1=50kW ，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为P 2=10kW ，P 3= P 4=20kW 。

（力矩与功率、转速之间的转换关系为：{}{}{}/min9549kWN m r P M n ⋅=）1）试画轴的扭矩图；2） 若许用切应力[τ]=80MPa ，单位长度的许用扭转角[θ]=0.8(˚)/m ，切变模量G =80GPa ，试确定轴径d 。

1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。

其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。

试求固定端A 的约束力。

1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布：1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18kN.m 。

求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。

1-3图示构件由直角弯杆EBD 以及直杆AB 组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m ，F=50kN ，M=6kN.m ，各尺寸如图。

求固定端A 处及支座C 的约束力。

1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力.解：1-5、平面桁架受力如图所示。

ABC 为等边三角形，且AD=DB 。

求杆CD 的内力。

1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。

在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。

试计算杆1、2和3的内力。

解：2-1 图示空间力系由6根桁架构成。

在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45º角。

ΔEAK=ΔFBM。

等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。

若F=10kN，求各杆的内力。

2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。

在节点D沿对角线LD方向F。

在节点C沿CH边铅直向下作用力F。

如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，作用力D求各杆的内力。

2-3 重为1P ＝980 N ，半径为r =100mm 的滚子A 与重为2P ＝490 N 的板B 由通过定滑轮C 的柔绳相连。

已知板与斜面的静滑动摩擦因数s f =0.1。

（完整版）武汉理工大学材料概论期末试卷一、Fill in the blanks (1’×10 = 10’)1. The four basic types of bonding arrangements which hold atoms togeth er are the _________ bond,_________ bond, ionic bond and the van der Waals forces.2. One of the main factors on the brittle nature of glass is the _________.3. The small molecules in polymers are termed _________, the reactions by which they combine aretermed _________.4. A property of a material is determined by analyzing the _________ of t he material to some outsideinfluence, generally by means of a _________ standard test.5. Hardened concrete should be _________, strong, watertight and resista nt to abrasion.6. It is the behavior and properties of the _________ that generally contro l the properties of composites.7. _________ is not only one of the most a bundant elements in the earth’s crust, but it is also the mostabundant metal in the earth’s crust.二、True or false (indicate with “√” or “×”, 1’×10 = 10’)1. All amorphous materials are glasses.2. Magnesium is the lightest of all structural metals.3. Al2O3 纤维和Al 基体组成颗粒增强复合材料。

1-1、自重为P=100kN 的T 字形钢架ABD,置于铅垂面内，载荷如图所示。

其中转矩M=20kN.m ，拉力F=400kN,分布力q=20kN/m,长度l=1m 。

试求固定端A 的约束力。

1-2 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA 上的气动力按梯形分布：1q =60kN/m ，2q =40kN/m ，机翼重1p =45kN ，发动机重2p =20kN ，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18kN.m 。

求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O 所受的力。

1-3图示构件由直角弯杆EBD 以及直杆AB 组成，不计各杆自重，已知q=10kN/m ，F=50kN ，M=6kN.m ，各尺寸如图。

求固定端A 处及支座C 的约束力。

1-4 已知：如图所示结构，a, M=Fa, 12F F F ==, 求：A ，D 处约束力.解：1-5、平面桁架受力如图所示。

ABC 为等边三角形，且AD=DB 。

求杆CD 的内力。

1-6、如图所示的平面桁架，A 端采用铰链约束，B 端采用滚动支座约束，各杆件长度为1m 。

在节点E 和G 上分别作用载荷E F =10kN ，G F =7 kN 。

试计算杆1、2和3的内力。

解：2-1 图示空间力系由6根桁架构成。

在节点A上作用力F，此力在矩形ABDC平面内，且与铅直线成45º角。

ΔEAK=ΔFBM。

等腰三角形EAK，FBM和NDB在顶点A，B和D处均为直角，又EC=CK=FD=DM。

若F=10kN，求各杆的内力。

2-2 杆系由铰链连接，位于正方形的边和对角线上，如图所示。

在节点D沿对角线LD方向F。

在节点C沿CH边铅直向下作用力F。

如铰链B，L和H是固定的，杆重不计，作用力D求各杆的内力。

2-3 重为1P ＝980 N ，半径为r =100mm 的滚子A 与重为2P ＝490 N 的板B 由通过定滑轮C 的柔绳相连。

已知板与斜面的静滑动摩擦因数s f =0.1。

武汉理工大学道路建筑材料期末考试一、单项选择题(本大题共15小题，每小题2分，共30分)1．混凝土拌合物的粘聚性差，改善方法可采用（ A ）A．增大砂率 B．减小砂率 C．增加水灰比 D．增加用水量2．在生石灰的使用过程中，为了消除“过火”石灰的影响，必须先对石灰进行（ D ）A．消解 B．熟化 C．陈化 D．陈伏3．采用坍落度试验测定混凝土拌合物和易性的坍落度应不小于（ B ） A．5 mm B．10mm C． 15 mm D．20mm4．反映集料强度的相对指标是（ C ）A．冲击值 B．磨光值 C．压碎值 D．磨耗率5．水泥混凝土立方体抗压强度试件标准养护条件是（ B ）A．温度20+2~C，相对湿度90％以上 B．温度20+2~C，相对湿度95％以上C．温度20 3C，相对湿度95％以上 D．温度20+5~C，相对湿度90％以上6．当配制水泥混凝土用砂由粗砂改为细砂时，其砂率（ C ）A．不变 B．应适当增加 C．应适当减小 D．无法判定7．对有抗渗性要求的水泥混凝土，不得选用的水泥品种是（ C ） A．硅酸盐水泥 B．普通硅酸盐水泥 C．矿渣水泥 D．火山灰水泥8．集料中的有害杂质包括（A ）A．泥块、轻物质、云母 B．硫化物、泥块、中砂C．硫酸盐、泥块、氧化钙 D．硫酸盐、云母、硅酸三钙9．石灰浆体的硬化，包括两个同时进行的过程，它们是（ D ） A．消解与陈伏 B．消解与碳化C．干燥结晶与陈伏 D．干燥结晶与碳化10．掺入后对混凝土的抗冻性有明显改善的外加剂是（ B ）A．减水剂 B．引气剂 C．缓凝剂 D．早强剂11．下列钢牌号中属于碳素结构钢的是（ D ）A．Q295—B B．Q235-E C．35Mn D．Q255-B 12．按现行常规工艺，作为生产沥青原料的原油基属的选择，最好是选用（ A ）A．环烷基原油 B．中间基原油C．石蜡基原油 D．以上均不对13．对于二级和二级以下公路，水泥稳定土用作基层时，集料的最大粒径不应超过（B ）A．53mm B．37．5mm C．31．5mm D．26．5mm 14．具有骨架密实结构的沥青混合料与其它结构沥青混合料相比，粘聚力c和内摩擦角甲的差别为（ A ）A．c和甲均较大 B．c较大和甲较小C．c较小和中较大 D．c和中均较小15．混凝土在持续荷载作用下，随时间增加的变形称为（D ）A．弹性变形 B．干缩变形C．温度变形 D．徐变二、多项选择题(本大题共3小题，每小题3分，共9分)16．乳化沥青的组成成分包括（BCDE）A．石膏 B．粘稠沥青 C．乳化剂D．稳定剂 E．水17．水泥混凝土的配制强度比设计强度等级有所提高，提高的幅度取决于（DE）A．和易性要求 B．强度要求 C．耐久性要求D．强度保证率要求 E．施工控制水平18．根据矿料级配组成特点及沥青混合料压实后的剩余空隙率水平，沥青混合料可分为（ACDE）A．连续密级配沥青混凝土混合料B．半密实级配沥青混合料C．半开级配沥青混合料D．开级配沥青混合料E．间断级配沥青混合料三、填空题(本大题共9小题，每小题1分，共9分)19．硅酸盐水泥熟料矿物中水化反应最快的是铝酸三钙。