2013-14材料力学试卷A答案及评分标准

2013-2014学年第2学期《材料力学》复习要点_参考简答题答案2013-2014学年第2学期《材料力学》复习要点——参考简答题答案1、什么是变形固体？材料力学中关于变形固体的基本假设是什么？【解答】：在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。

材料力学中对变形固体所作的基本假设：连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质。

均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同。

各向同性假设：认为在物体内各个不同方向的力学性能相同。

小变形假设：认为固体在外力作用下发生的变形比原始尺寸小得很多，因此在列平衡方程求约束力或者求截面内力时，一般按构件原始尺寸计算。

2、什么是截面法？简要说明截面法的四个基本步骤。

【解答】：用一个假想截面，将受力构件分开为两个部分，取其中一部分为研究对象，将被截截面上的内力以外力的形式显示出来，根据保留部分的平衡条件，确定该截面内力大小、内力性质（轴力、剪力、扭转还是弯矩，符号的正负）的一种方法。

截面法贯穿于材料力学的始终，一定要反复练习，熟练掌握。

截面法的四个基本步骤：（1）截：在需要确定内力处用一个假想截面将杆件截为两段。

（2）取：取其中任何一段为研究对象（舍弃另一段）。

（3）代：用被截截面的内力代替舍弃部分对保留部分所产生的作用。

（4）平：根据保留部分的平衡条件，确定被截截面的内力数值大小和内力性质。

3、什么是材料的力学性能？低碳钢拉伸试验要经历哪四个阶段？该试验主要测定低碳钢的哪些力学性能指标？【解答】：材料的力学性能是指：在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的各种力学指标。

如强度高低、刚度大小、塑性或脆性性能等。

低碳钢拉伸试验要经历的四个阶段是：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩断裂阶段。

低碳钢拉伸试验主要测定低碳钢的力学性能指标有：屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等。

4、什么是极限应力？什么是许用应力？轴向拉伸和压缩的强度条件是什么（内容、表达式）？利用这个强度条件可以解决哪三类强度问题？【解答】：材料失效时所达到的应力，称为极限应力。

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。

材料力学A期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料力学中，以下哪项不是应力的分类？A. 正应力B. 剪应力C. 拉应力D. 扭应力答案：C2. 在拉伸试验中，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. 材料弹性极限的应力D. 材料达到最大应力的点答案：A3. 根据胡克定律，当材料受到拉伸时，其应力与应变的关系是：A. 线性关系B. 非线性关系C. 无关系D. 指数关系答案：A4. 梁的弯曲应力公式中，应力与下列哪项无关？A. 弯矩B. 截面惯性矩C. 材料的弹性模量D. 梁的长度答案：D5. 以下哪种材料不属于各向同性材料？A. 木材B. 钢材C. 玻璃D. 碳纤维复合材料答案：D6. 材料力学中，泊松比是描述材料在受到轴向拉伸时：A. 横向应变与轴向应变的比值B. 轴向应变与横向应变的比值C. 剪切应变与轴向应变的比值D. 剪切应变与横向应变的比值答案：A7. 材料的疲劳破坏通常发生在：A. 最高应力点B. 最低应力点C. 应力集中区域D. 材料的中心答案：C8. 梁在纯弯曲时，其横截面上的正应力分布规律是：A. 线性分布B. 抛物线分布C. 指数分布D. 对数分布答案：B9. 材料力学中，剪切模量与弹性模量的关系是：A. 互为倒数B. 互为平方根C. 互为常数倍D. 互为对数关系答案：C10. 材料力学中，以下哪项不是材料的基本力学性能？A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 硬度答案：D二、简答题（每题10分，共40分）1. 简述材料力学中的三种基本变形类型。

答案：材料力学中的三种基本变形类型包括拉伸和压缩、剪切和扭转、弯曲。

2. 描述材料的弹性模量和剪切模量的定义及其物理意义。

答案：弹性模量（E）定义为材料在弹性范围内应力与应变的比值，反映了材料抵抗轴向变形的能力。

剪切模量（G）定义为材料在剪切应力作用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。

南阳理工学院课程考试参考答案与评分标准考试课程：材料力学学年学期：2012-2013-2试卷类型：A 考试时间：120分钟一、名词解释：（每题2分，共10分）1. 内力：构件内由于发生变形而产生的相互作用力，或由于外力作用使构件内部产生的附加相互作用力。

2. 刚度：构件抵抗变形的能力。

3. 主单元体：在描述点的应力状态的单元体上，其各个表面只有正应力，没有切应力时，称为主单元体。

4. 线应变：单位长度上的变形量。

5. 许用应力：材料实际允许承受的最大应力值，它是极限应力除以安全系数得到的。

二、简答题：（每题5分，共20分）1．简述材料力学中对变形固体所作的三个基本假设。

2．简述胡克定律及主应力状态下广义胡克定律的一般表达式。

3．画出塑性材料拉伸时的应力-应变曲线，并说明分为哪几个阶段。

4．提高梁弯曲强度的措施有哪些？1. 答：材料力学中对变形固体所作的三个基本假设分别是：连续性假设，均匀性假设，各向同性假设。

连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质；均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同；各向同性假设：认为在物体内各个不同方向的力学性能相同。

2.答：胡克定律，σ＝Eε和τ＝Gγ。

主应力状态下广义胡克定律的一般表达式为，ε1＝[σ1－μ（σ2+σ3）]/——ε2＝[σ2－μ（σ1+σ3）]/E，ε3＝[σ3－μ（σ2+σ1）]/E。

3.答：低碳钢拉伸时分为如下变形阶段：弹性变形阶段，塑性变形阶段，强化阶段，局部变形阶段。

4. 答：提高梁弯曲强度的措施有：（1）降低最大弯矩，改变力的分布及作用点，改变支座的位置；（2）提高抗弯截面系数，改变截面形状使更多的材料承受较高的应力，调整截面承受弯矩的位置；（3）采用变截面梁，使承受弯矩较大的部位具有较大的抗弯截面系数。

三、画图题1.如图所示的等直杆横截面横截面面积A=400mm2，作轴力图。

（6分）2. 图中轴A端受固定端约束，B、C处受图示力偶作用，已知M B=30KN•m M C=20KN•m。

《材料力学》（A卷）答案及评分标准广东工业大学考试试卷（开闭卷）（ A B卷）课程名称：材料力学课程代码：成绩：考试时间：第周星期（年月日）题号一二三四五六七八九十总分得分评分人一、填空题 (共20分)1.外力是根据坐标标架来规定正负号的，内力则是根据变形的原则来规定正负号的，对于轴力，通常规定拉为（0.5分）正，对于剪力，通常规定绕隔离体顺时针方向为（0.5分）正，对于梁构件中的弯矩，通常规定下部受拉为（0.5分）正。

2.材料力学中，杆件变形的基本形式有：(0.5分) 轴向拉伸或轴向压缩、 (0.5分) 剪切、(0.5分) 扭转、(0.5分) 弯曲这四种。

3.内力在一点处的集度称为(0.5分) 应力，它的单位是(0.5分)2/Mpa N mm 或，它分为：①垂直于横截面的(0.5分) 正应力σ，②相切于横截面的(0.5分) 剪应力τ。

4.胡克定律的公式ΔL=NL/EA 反映出：当杆件应力不超过某一限度时，其轴向变形与(0.5分) 轴力和(0.5分) 杆长成正比，与(0.5分) 横截面面积成反比，比例系数为材料的柔度，即1/E 。

(要求：填写中文)5．刚度是抵抗变形能力的一种量度，由两方面决定，一是跟所选的材料有关，另一个则是由构件的几何性质来决定的，因此，如果材料已选定，则构件的设计实际上就是构件截面的形状和尺寸设计。

要提高构件的刚度，对于轴力杆件，只需提高其(0.5分) 横截面面积，对于弯曲杆件，只需提高其(0.5分) 截面惯性距。

6.在梁横截面上由弯矩引起的应力是（0.5分）正应力，它的分布规律是（1.5分）中性轴为零、边缘最大、沿截面呈线性分布。

7.弯矩图的横坐标表示(1分) 横截面位置，纵坐标表示(1分) 该横截面上的弯矩值。

8.在受扭构件横截面上的内力是(1分) 扭矩，由扭矩引起的最大剪应力发生在(1分) 最大扭矩截面的边缘上。

9.矩形截面梁的最大剪应力发生在(2分) 最大的剪力截面的中性轴上。

材料力学试题A 卷一、单选题（10×3=30分）1、工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。

下列除 项，其他各项是必须满足的条件。

A 、强度条件B 、刚度条件C 、稳定性条件D 、硬度条件 2、图中应力圆a 、b 、c 表示的应力状态分别为 A 二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态； B 单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态； C 单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态； D 单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。

3、轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确答案是A 1-1、2-2面上应力皆均匀分布；B 1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布；C 1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布；D 1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。

4、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面 。

A 、形状尺寸不变，直径线仍为直线。

B 、形状尺寸改变，直径线仍为直线。

C 、形状尺寸不变，直径线不保持直线。

D 、形状尺寸改变，直径线不保持直线。

5、建立平面弯曲正应力公式zI My =σ,需要考虑的关系有 。

A 、平衡关系,物理关系，变形几何关系；B 、变形几何关系，物理关系，静力关系；C 、变形几何关系，平衡关系，静力关系；D 、平衡关系, 物理关系，静力关系；6、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件来确定积分常数。

A 、平衡条件。

B 、边界条件。

C 、连续性条件。

D 、光滑性条件。

7、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅度a σ分别为 。

A -10、20、10； B 30、10、20； C -1/3、20、10； D -1/3、10、20 。

8、压杆临界力的大小 。

A 与压杆所承受的轴向压力大小有关；B 与压杆的柔度大小有关；C 与压杆材料无关；D 与压杆的柔度大小无关。

9、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移，要求结构满足三个条件。

《材料力学》试卷（A卷）考试形式：开（）、闭（√）卷注：学生在答题前，请将密封线内各项内容准确填写清楚，涂改及模糊不清者、试卷作废。

A、构件不发生断裂破坏；B、构件原有形式下的平衡是稳定的；C、构件具有足够的抵抗变形的能力；D、构件具有足够的强度、刚度和稳定性。

2、下列关于平面弯曲正应力公式的应用范围的说法，哪种是正确的：A、细长梁、弹性范围内加载；B、弹性范围内加载、载荷加在对称面或主轴平面内；C、细长梁、弹性范围内加载、载荷加在对称面或主轴平面内；D、细长梁、载荷加在对称面或主轴平面内。

3、外径为D，内径为d的空心圆截面，其抗扭截面系数等于；A、316PDWπ=B、331616PD dWππ=-C、344116PD dWDπ⎛⎫=-⎪⎝⎭D、344132PD dWDπ⎛⎫=-⎪⎝⎭4、正多边形截面有多少根形心主惯性轴：A、一根B、无穷多根C、一对D、三对5、细长压杆，常用普通碳素钢制造，而不用高强度优质钢制造，这是应为：A、普通碳素钢的强度极限高；B、钢强度优质钢的比例极限低。

C、普通碳素钢便宜；D、普通碳素钢价格便宜，而弹性模量和高强度优质钢差不多；6、在连接件挤压实用计算的强度条件[]Pcc c cF A σσ=≤中，A C 是指连接件的：A 、横截面面积；B 、有效挤压面积；C 、实际挤压部分面积；D 、最大挤压力所在的横截面面积。

7、图示应力状态，用第三强度理论校核时，其相当应力为： A 、3r στ=、3r στ=C 、33r στ=D 、 32r στ=8、有A 、B 两种不同材质的杆件，受到相同的轴向拉力，若两杆的抗拉刚度相同，长度一样，则两杆内各点：A 、应力不同，但应变相同；B 、应力不同，应变也不一样；C 、应力相同，应变不相同；D 、应力相同，应变也一样。

9、两根圆轴，一为实心轴，一为空心轴，若它们的长度、横截面面积、、所用材料及所受扭矩均相同，则有结论： A 、ϕϕ=空实； B 、ϕϕ>空实；C 、ϕϕ<空实； D 、有待具体计算，才能作出ϕϕ空实与的比较。

XX学院2014-2015学年第二学期期末考试A卷参考答案及评分标准试卷编号：课程名称：材料力学课程归属：土木工程系适用专业（班级）：土木工程出卷人：学科部主任：一、填空题（每空1分，共10分）1.剪切弯曲2.弹性阶段强化阶段3.04.变截面梁5.弯曲变形6.27.［一、2）2 + 02 - $3）2 + （$3 - $1 广 I 8.F二、单项选择题（每小题2分，共20分）9-13 ABDDC 14-18 BDBBD三、简述题（共14分）19.答：线弹性和小变形（4分）。

叠加在本质上是几何和，如不同方向的位移、正应力和切应力、正应变和切应变间的叠加（2分）；但同一方向的多个位移、同一方向的多个正应变、正应力、切应力在规定了其符号后，叠加是代数求和（2分）。

20.答：1）、减小梁的跨度，增加支承约束；（2分）2）、调整加载方式，改善结构设计；（2 分）3）、增大截面惯性矩，改变截面形状。

（2分）四、作图题（共15分）21.略22.略五、计算题（共41分）23.（1）弹性模量E是表征材料抵抗弹性变形的能力；（2分）（2）E（./E s；（2 分）（3）E s/E c : （2 分）（4）=3\.5MPa（2 分）：= 4.2MPa（2 分）•J c24.（1）c Ali = 5MPa（2 分）（7liC = 20MPa（2 分）（y（D = 7.5MPci（2 分）（2）A/.w = -0.03Smm（3 分）,225.（1）M心= J = "l.25KN m（1 分）iTldX 8hh2W、=——= 648xlQ-6m3（1 分）cr inax=也些=1 JAMPa > [b] = 1 OMPa（2 分）max ▼ j r- 」此梁强度不够（1分）（2）[q] = 2.07 KN/m（3 分）（3）h = 2\（2 分）b - 144mm（2 分）26.计算挺杆柔度九=J宇=92.9 （2 分）人=« = 128.5 （2 分）.I4>九，可见挺杆为大柔度压杆（2分）可以用欧拉公式FI= —— = 6.3xlO37V （2 分）Frr3VF 〃=工=3.58>〃“，安全。

《材料力学》课程清考试卷 (A)2013-2014学年第2学期专业： 班级： 姓名： 学号：题号一二三四五六七总分得分评卷人一、填空题 （本大题共15空，每空 1 分，共 15 分)1、构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料的（ ）；具有一定的抵抗变形的能力为材料的（ ）；保持其原有平衡状态的能力为材料的（ ）。

强度、刚度、稳定性2、现代工程中常用的固体材料种类繁多，物理力学性能各异。

所以，在研究受力后物体（构件）内部的力学响应时，除非有特别提示，一般将材料看成由（ ）、（ ）、（ ）的介质组成。

连续性、均匀性、各向同性。

3、构件所受的外力可以是各式各样的，有时是很复杂的。

材料力学根据构件的典型受力情况及截面上的内力分量可分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四种基本变形。

拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。

4、轴力是指通过横截面形心垂直于横截面作用的内力，而求轴力的基本方法是（ ）。

截面法5、空心圆轴外径为D，内径为d=D/2，两端受扭转力偶 作用，则其横截面上切应力呈（ ）分布，最大切应力为（ ），最小切应力为（ ）6、图（a）、图（b）所示两圆轴的材料、长度相同，扭转时两轴表面上各点的剪应力相同，此时作用于两端的扭转力偶之比m a:m b=( 1/8 )二、选择题 （本大题共 5题，每小题 4 分，共20 分)1、危险截面是（ ）所在的截面。

A、最大面积B、最小面积C、最大应力D、最大内力2、长度、横截面面积相同的两杆，一杆为钢杆，另一杆为铜杆，在相同拉力作用下，下述结论正确的是（ ）。

(A) 钢=铜 ， ΔL钢<ΔL铜 (B) 钢=σ铜 ， ΔL钢>ΔL铜 (C) 钢>铜 ， ΔL钢<ΔL铜 (D) 钢<σ铜 ， ΔL钢>ΔL铜3、圆轴受扭如图所示，已知截面上A点的剪应力为5MPa，则B点的剪应力是（ B ）。

(A) 5MPa (B) 10MPa (C) 15MPa (D) 04、如图所示高度等于宽度两倍(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倍题二、4图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、2题二、5图B、4C、8D、16三、判断题 （正确的在括号中打“√”、错误的打“×”，本大题共10 题，每小题 1分，共 10分)1、材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题，因此在研究构件的平衡与运动时，可不计构件的变形。

工业大学2013/2014学年 第一学期试卷A 答案及评分标准课程 材料力学 ___________________________ 班级_______________________________________________________________ 题序 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总评 计分1．（15分）图示轴向拉压杆横截面面积A ＝1000mm 2，E =200GPa, P ＝10kN ，纵向分布载荷q ＝10kN/m ，a =1m 。

求：（1）画轴力图；（2）各段的应力；（3）最大切应力（绝对值）； （4）最大正应变（绝对值）；（5）杆的总伸长。

解：（1）轴力图（m ） 3(2)各段的应力左半段：0=σ 1右半段：)10(1010001000≤≤=⋅==x xMPa qx A F N σ 2 （3）最大切应力：MPa 52/max max ==στ 3 （4）最大正应变（绝对值）：5max max 105/-⨯==E σε 2（5）杆的总伸长:mm dx EAx F l N 025.0)(1==∆⎰42．（20分） 直径为d 的圆轴，许用切应力[τ]＝30MPa ，剪切弹性模量G ＝80GPa 。

（1） 画出扭矩图； （2） 选择轴的直径；（3） 以计算所得的直径求最大单位长度扭转角； （4） 以计算所得的直径求两端的相对扭转角；解：（1） 画出扭矩图5（2） 选择轴的直径][/16/3max max max τπτ≤⋅==d T W T P 3mm T d 71.46][/163max =⋅≥τπ 2取 d =47mm 1（3） 以计算所得的直径求最大单位长度扭转角)/(100.8)/(1057.1/12max m m rad GI T o p --⨯=⨯=='ϕ 3（4） 以计算所得的直径求两端的相对扭转角；)(1074.3)(1053.6108032105.04.010*******.06.010*******.03.013439439439o i pii rad d d d GI lT --⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯==∑πππϕ 63.（20分）T 型截面铸铁梁的荷载与截面尺寸如下图所示。