山东建筑大学材料力学试题A1
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一、单项选择题(20分,每题2分)
1、下列关于内力与应力的讨论中,(D)是正确的。
(A)内力是应力的代数和; (B)内力是应力的矢量和;
(C)应力是内力的平均值; (D)应力是内力的分布集度。
2、单元体受力后,四边发生位置改变,如图中虚线所示,则单元体的切
应变 等于(A)。
(A)0 (B)
(C)2 (D)90°-2
3、铸铁试件扭转破坏是(B )。
(A)沿横截面拉断; (B)沿45螺旋面拉断;
(C)沿横截面剪断; (D)沿45螺旋面剪断。
4、两端受扭转力偶矩作用的实心圆轴,不发生屈服的最大许可载荷为 0M,若将圆轴直径增加1倍,则最大许可载荷为( D)。
(A) 0M; (B)2 0M; (C)4 0M; (D)8 0M。
5、按梁的正应力强度条件设计梁时,以下哪些措施不合理(B)。 (B)00,,0ACA,BB;
(C)0,0CA,0,BBB;
(D)00,0,,0BCAA
7、平面图形对x,y轴的惯性积为(B )。
(A)Ixy﹥0; (B)Ixy﹤0;
(C)Ixy=0;
8、单元体上的应力如图所示,其第三强度理论的相当应力为(D)。
(A)90MPa; (B)50MPa;
(C)10 MPa; (D)60MPa。
9、对于各向同性材料,某点的应力状态中,若z=0,则z(A)。
(A)可能等于0 (B)不等于0 (C)一定等于0
a a o a
b x y
10MPa
50MPa 30MPa 10、重物以负加速度向下运动,绳内动张力Td是(A)。
(A)大于静张力 (B)小于静张力
(C)等于静张力 (D)可能为零
二、是非题(6分,每题1分)
1、材料力学的主要任务是研究刚体的强度、刚度和稳定性。(F)
2、当低碳钢试件的试验应力S时,试件将脆性断裂。(F)
3、直梁弯曲时,中性轴必通过截面的形心。(T)
4、梁在纯弯曲时,其横截面上只存在正应力。 ( T )
5、两根材料和柔度都相同的细长压杆,临界压力相同。(F)
6、重物骤加在AB杆上(h=0),如图所示,其引起的杆内动应力是将重物
缓慢地作用所引起的静应力的2倍。 (T)
三、作图题(共14分)
1、绘制轴力图(kN)(4分) 3、绘制弯曲内力图 (6分)
2、绘制扭矩图(kN.m)(4分)
Q Td
A G h
B
40 60 80 60
B 2qa
A C D 2qa2 q
a 2a a
10kN.m/m
3m 60kN.m 20kN 40kN 60kN
㈠ ㈩ ㈩
㈩
㈠
30 30
单位:kN.m qa
3qa 2qa
㈩
㈠
2qa2 2qa2
㈠ ㈩ 四、计算题(每小题各10分,共60分)
1.图示刚性杆AB用三根竖杆吊成水平位置。设三杆长度、横截面积和弹性模量均相等,且力F=60kN。求:1、2、3杆的轴力。
解:这是一次超静定问题(图2分)
平衡方程(2分)
0,0321FFFFFNNNy(1)
02,031NNBFFFM (2)
几何方程(2分) 2312lll (3)
胡克定律(2分)EAlFlEAlFlEAlFlNN33N2211,, (4)
联立方程,解之得(2分)kN80kN,20kN,40N3N2N1FFF
2、受扭圆轴如图所示,圆轴材料的许用应力[]=20MPa,剪切弹性模量G=80109Pa。
(1) 该轴若为实心轴,试计算该轴所需的的直径D0;
(2) 试根据选择的直径,计算两端截面的相对扭转角DA。
解: (1)由强度条件: (5分)
][163maxmaxmaxDTWTt 则 mmTD3.50][163max
(2)求扭转角:(5分)
285.010975.43123radGIlTGIlTGIlTPPPBACBDCDA F A B C D a a a 1 2 3
A B D C mA=0.25
1m 1m 1m mB=0.25 mC=1 mD=0.5
(外力偶单位:kNm)
l1 l2
l3 3、 T形截面悬臂梁如图所示,C为截面的形心。已知h=200mm,a=160mm,Iz=8400cm4。材料的容许拉应力[t]=42MPa,容许压应力[c]=160MPa,求容许均布荷载集度[q]。
解: 危险截面为固定端截面:Mmax=-8q
)2(/5.10][3/5.10][83(/02.11][)(8max,max,分分)(分)mKNqmKNqIqamKNqIahqczctzt
4、 结构受力如图所示,圆轴AB与BC垂直。圆轴AB的容许应力[]=100MPa,试用第四强度理论计算AB的最小直径d。(不计剪力的影响,已知AB=2m,BC=1m。)
解:危险截面为A截面:
Mmax=2F+2q×1=8KN.m (2分) T=F×1=2KN.m (2分)
分),(分)分24.942(32)2(][75.03224mmddWWTMr A B
4m q
z a h C q=2KN/m
A B
C
F=2KN 5、在设计图示细长压杆时,有正方形和圆形两种截面可供选择,它们的面积相同。试判断哪种截面的稳定性好?为什么?
12hAIi方 (3分)
4dAIi圆 (3分)
224dh。il 11244412dhii圆方方圆
则方形截面的柔度比圆形截面的小,因此方形截面的稳定性好。
6、平面刚架如图所示,EI为已知。不计剪力与轴力的影响,试用卡氏第二定理求A点的竖直位移(已知:AB=BC=L)。
解 AB与BC的弯矩:
)3(,2)()3(,2)(22分分lPMPllqxMxPMPxxqxM
)(85]28[1]))(2())(2([144402020EIqlqlqlEIdxllqdxxxqEIllPA
FhhdB A q
C
B A q P
C (1