材力试卷2

2021 力学竞赛材力（专科）试题2021-力学竞赛-材力（专科）试题录取证号考生姓名考生所在学校第五届江苏大学学生力学竞赛（大专组）材料力学试卷2021年5月20日注：所有答案都写在试卷上，其他地方无效。

题号分数密封线一60分二（1）10分二（2）10分二（3）10分二（4）10分总分100分得分一、填空题（每小题6分，共60分）1.A）等截面直杆的应力如图1-（A）所示。

当F1=F2=f时，在横截面M-M上：轴力为__；剪力为__；弯矩为___。

当f1=-f2=f时，横截面m-m上：轴向力为u；剪切力为u；弯曲力矩为u。

（3分）b)等截面圆轴直径为d，受力如图1-(b)所示，当f1=f2=f时，横截面m-m上：剪切力为；弯矩为；扭矩为u。

当F1=-F2=f时，在横截面M-M上：剪力为___；弯矩为__；扭矩为___。

(3分)图1-（a）图1-（b）图2．如图所示木榫头的剪切面积为_和_；挤压面积为____。

(6分)图23．横截面为正方形（a?a）的悬臂梁，分别如图（a）（b）所示放置，当在自由端第1页，共6页受y向集中力f作用后，两梁自由端挠度之比w（a）=最大弯曲法向应力的比值w（b）max(a)=__。

(6分)麦克斯（b）题3图4.图中等截面均匀刚性梁的CD长度为l？2B，用两根绳子从a和B悬挂。

已知钢丝绳的横截面积a相同，钢丝绳长度为L1？2l2？2a，材料的弹性模量分别为E1和E2，E1=3e2。

在刚性梁和杆1之间的悬挂点A处施加集中力F。

为了在刚性梁受力后保持水平位置，F施力点的位置应为x=。

（6分）题4图5.已知三种材料的应力-应变曲线如图所示，分别制作了尺寸相同的拉杆1、拉杆2和拉杆3，那么1号拉杆的刚度最大，1号拉杆的塑性最好？（6分）题5图第2页，共6页6．图示带缺口的直杆在两端受集中力fp作用，试画出a-a截面的应力分布图，该区域的最大正应力为；最大切应力为。

(6分)话题题6图7.已知长度为L、外径为D、内径为D的空心短轴具有弹性模量E和泊松比？，在轴向压力FP的作用下，内径D的变化是什么？d=；壁厚？变化？=。

第二章 拉伸、压缩与剪切一 填空题（共5道小题）1、 铸铁压缩试件，破坏是在 截面发生剪切错动，是由于 引起的。

2、 a 、b 、c 三种材料的应力－应变曲线如图2－1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 。

3、 图2－2结构中杆1和杆2的截面面积和拉压许用应力均相同，设载荷P 在刚性梁AD上移动。

结构的许可荷载[P ]是根据P 作用在 点处确定的。

4、 五根抗拉刚度EA 相同的直杆铰接成图所2－3边长为a 的正方形结构，A 、B 两处受力P 作用。

若各杆均为小变形，则A 、B 两点的相对位移∆AB ＝ 。

5、 图2－4所示结构中。

若1、2两杆的EA 相同，则节点A 的竖向位移∆Ay ＝ ，水平位移为∆Ax ＝ ，CAP图2－3ε图2－1图2－2二 选择题（共9道小题）1、图2－5所示木接头，水平杆与斜杆成α角，其挤压面积为A bs 为：（ ） （A ）bh ； （B ）bh tg α ； （C ）bh/cos α ； （D ）bh/（cos α sin α）。

2、图2－6所示铆钉联接，铆钉的挤压应力为：（ ）（A ）2P/(πd 2)； （B ）P/(2dt )； （C ）P/(2bt )； （D ）4P/(πd 2)。

3、图2－7所示杆（Ⅰ和Ⅱ）连接木头，承受轴向拉力作用，下面说法错误的是：（ ） （A ）1－1截面偏心受拉； （B ）2－2截面为受剪面； （C ）3－3截面为挤压面； （D ）4－4截面为挤压面。

4、由同一种材料组成的变截面杆的横截面积分别为2A 和A ，受力如图2－8所示，E 为常数，下面结论正确的是：（ ）（A ）D 截面位移为0； （B ）D 截面位移为Pl/(2EA )； （C ）C 截面位移为Pl/(2EA )； （D ）D 截面位移为Pl/(EA )。

tt图2－6图2－5图2－45、图2－9所示直杆，杆长为3a ，材料的抗拉刚度为EA ，受力如图。

中原工学院2009〜2010 学年第1 学期材科专业材料的力学性能课程期末试卷题号-一- -二二三四五六七八九十总分一、填空(每空1分，共10分)1、屈服强度是金属材料重要的力学性能指标，它受各种内外因素的影响，内在因素包括金属本性及晶格类型，_______________________ ，__________________ ，2、根据摩擦面损伤和破坏的形式，磨损大致可分4类：粘着磨损、___________________________ 及接触疲劳。

3、断裂韧度受各种内外因素的影响，外在因素主要包括 ______________________4、硬度实验方法包括布氏硬度、_____________ 、_____________ 、 _____________等方法。

二、判断题：(在正确的前面划“”，错误的前面划“X” ；每题1分，共10 分) ()1、过载持久值表征疲劳断裂时的应力循环周次，属于采用能量方法表示的力学性能指标，与应变比能、断裂韧度相同。

()2、冲击韧度、静力韧度、断裂韧度，都是衡量材料韧性大小的力学性能指标。

而且，它们采用相同的计量单位。

()3、只要存在金属材料、应力和腐蚀介质，一定会发生应力腐蚀断裂。

()4、疲劳裂纹萌生后便马上开始扩展，扩展分为介稳扩展和失稳扩展两个阶段，而且，介稳扩展的速率较快。

()5、氢脆断裂的微观断裂机理一般为沿晶断裂，断裂表面有泥状花样的腐蚀()6、各种断裂判据，都是裂纹失稳扩展的断裂判据，因此，都是非常安全的。

()7、缺口强化与形变强化不一样，不是强化材料的重要手段，但对于那些不能进行热处理强化的材料，可以作为强化的手段。

()&比例极限与蠕变极限相似，都属于长度类力学性能指标，都与拉伸紧密相关，是表示拉伸的力学性能指标。

()9、磨损曲线与蠕变曲线相似，都分为三个阶段，斜率表示速率，因此它们的纵横坐标是相同。

()10、同一金属材料用不同的硬度测定方法所测得的硬度值是相同的。

第一章 绪论1-1矩形平板变形后为平行四边形，水平轴线在四边形AC 边保持不变。

求(1)沿AB边的平均线应变； (2)平板A 点的剪应变。

（答案：εAB =7.93×10-3 γXY =-1.21×10-2rad ）第二章 拉伸、压缩与剪切2-1 试画图示各杆的轴力图，并指出轴力的最大值。

2-2 一空心圆截面杆，内径d=30mm ，外径D=40mm ，承受轴向拉力F=KN 作用，试求横截面上的正应力。

（答案：MPa 7.72=σ）2-3 题2－1 c 所示杆，若该杆的横截面面积A=502mm ，试计算杆内的最大拉应力与最大压应力（答案：MPa t 60max ,=σ MPa c 40max ,=σ）2.4图示轴向受拉等截面杆，横截面面积A=5002mm ，载荷F=50KN 。

试求图示截面m-m 上的正应力与切应力，以及杆内的最大正应力与最大切应力。

（答案：MPa MPa MPa MPa 50 ; 100 ; 24.49 ; 32.41max max ==-==τστσαα）2.5如图所示，杆件受轴向载荷F 作用。

该杆由两根木杆粘接而成，若欲使粘接面上的正应力为其切应力的二倍，则粘接面的方位角θ应为何值（答案： 6.26=θ） 2.6 等直杆受力如图所示，试求各杆段中截面上的轴力，并绘出轴力图。

2.7某材料的应力－应变曲线如图所示，图中还同时画出了低应变去区的详图，试确定材料的弹性模量E 、屈服极限s σ、强度极限b σ、与伸长率δ，并判断该材料属于何种类型（塑性或脆性材料）。

2.8某材料的应力－应变曲线如图所示，试根据该曲线确定： （1）材料的弹性模量E 、比例极限P σ与屈服极限2.0σ; （2）当应力增加到MPa 350=σ时，材料的正应变ε， 以及相应的弹性应变e ε与塑性应变p ε2.9图示桁架，杆1与杆2的横截面均为圆形，直径分别为d1=30mm 与d2＝20mm ，两杆材料相同，许用应力[]σ＝160MPa ，该桁架在节点A 处承受铅垂方向的载荷F=80KN 作用。

题E-101分析计算题E10105105．图示三角形构架ABC用于吊重物W，钢杆AB两端用销钉连接。

构件BC为工字钢梁，钢梁固定端C处用四个螺栓与墙上预埋件相连接，试绘出构架ABC的受力图，并分析三角构架中的杆AB和BC分别产生什么变形？E10205305．图示两等直杆受自重作用，杆的容重为γ，横截面面积分别为1A和2A12()A A<，杆长均为L。

试分析它们的轴力是否相等？两杆的轴力图是否都为一矩形？E10305305．图示直杆BD，其横截面积为A，容重为γ，杆件中央C处插有一销轴，轴的两端支承在支架上，试分析杆BD的轴力，并绘出其轴力图。

图E-103 图E-104E10405103．拔河比赛时每队四个队员，这八个人加给绳子的力分别为10.4F kN=，20.3F kN=，30.2F kN=，40.35F kN=，50.3F kN=，60.3F kN=，70.2F kN=，80.45F kN=，试画出绳子的轴力图。

E10505103．试画出图E-105所示直杆的轴力图，已知116F kN=，210F kN=，320F kN=。

图E-105 图E-106E10605103．试求出杆件在图E-106所示外力作用下截面1－1、2－2、3－3的轴力，并绘出轴力图。

E10705103．试求出杆件在图E-107所示外力作用下截面1－1、2－2、3－3的轴力，并绘出轴力图。

题E-102图E-107 图E-108E10805103．求变截面杆在图示外力作用下截面1－1、2－2、3－3的轴力，并绘出轴力图。

E10905105．图示中段开槽的直杆，承受轴向载荷F ＝20kN 的作用，已知h ＝25mm ，0h ＝10mm ，b ＝20mm 。

试求杆内最大正应力。

图E-109E11005105．正方形截面杆上有图示切槽，已知a ＝30mm ，b ＝10mm ，F ＝30kN ，试求：（1）绘制出杆的轴力图；（2）计算杆内各指定横截面上的正应力。

第九章 第2讲 习题作业1. 简述木材蠕变现象。

2. 简述气干状态下木材塑性。

3. 影响木材脆性的因素有哪些？4. 影响木材塑性的因素有哪些？5. 名词解释：弹性、蠕变、松弛。

6. 用木材的蠕变曲线来说明木材属于黏弹性材料。

7. 什么叫木材的刚度、脆性、韧性和塑性？习题解答1. 简述木材蠕变现象。

在恒定的应力下，木材的应变随时间增长而增大的现象称蠕变。

木材属高分子结构材料，它受外力作用时有3种变形：瞬时弹性变形、弹性后效变形及塑性变形。

木材承受载荷时，产生与加荷进度相适应的变形称为瞬时弹性变形，它服从于虎克定律。

加荷过程终止，木材立即产生随时间递减的弹性变形，也称粘弹性变形(弹性后效变形)，它是因纤维素分子链的卷曲或线伸展造成，这种变形也是可逆的，与弹性变形相比它具有时间滞后。

而因外力荷载作用使纤维素分子链彼此滑动所造成的变形为塑性变形，是不可逆转的。

2. 简述气干状态下木材塑性。

气干状态下，木材塑性变形小，这与木材细胞壁构造有关。

木材细胞壁是以纤维素所组成的微纤丝为骨架，它埋在由木素和半纤维素所组成的基体之中。

在气干状态下，这种骨架体系对抵抗外力作用非常有效，抗变形能力强。

因此在木材顺纹拉伸断裂时几乎不显塑性。

但若能给予基体物质可塑性时，如水热处理，微纤丝就很易产生变形，木材的塑性就能显著提高。

木材加工生产中，压缩木、弯曲木和人造板成型加工时就是利用木材的塑性性质，产生永久变形。

不同树种和不同树龄的木材，其塑性多少有点变化。

栎木、白蜡木、榆木、水曲柳等木材在水热作用下，可塑性明显增强，特别适合加工弯曲木构件。

微波加热作木材弯曲处理时，基体物质塑化，变形可增加到原弹性变形30倍，并在压缩侧不出现微细组织的破坏，能产生连续而又平滑的显著变形，保证弯曲质量，这也是木材塑性加工利用中一个很好的例证。

3. 影响木材脆性的因素有哪些？a. 树种b. 生长环境c. 遗传d. 生长应力e. 缺陷和腐朽f. 生长轮宽度g. 密度4. 影响木材塑性的因素有哪些？a. 树种b. 树龄c. 温度d. 含水率5. 名词解释：弹性、蠕变、松弛。

第一章绪论判断题１、根据均匀性假设，可认为构件的应力在各点处相同。

（）２、根据连续性假设，杆件截面上的内力是连续分布的，分布内力系的合力必定是一个力。

（）３、固体材料在各个方向具有相同力学性能的假设，称为各向同性假设。

所有工程材料都可应用这一假设。

（）４、在小变形条件下，研究构件的应力和变形时，可用构件的原始尺寸代替其变形后的尺寸。

（）5、任何物体都是变形固体，在外力作用下，都将发生变形。

当物体变形很小时，就可视其为刚体。

填空题１、材料力学的任务是。

２、为保证机械或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。

3、物体受力后产生的外效应是，内效应是；材料力学研究的是效应问题。

4、认为固体在其整个几何空间毫无空隙地充满了物质，这样的假设称为假设。

根据这一假设，构件的就可用坐标的连续函数表示。

5、受外力而发生变形的构件，在外力解除够后具有消除变形的这种性质称为；而外力除去后具有保留变形的这种性质为。

选择题1、根据均匀性假设，可认为构件的（）在各点处相同。

A 应力B 应变C 材料的弹性常数D 位移2、根据各向同性假设，可认为构件的（）在各方向都相同。

A 应力B 应变C 材料的弹性常数D 位移3、确定截面的内力的截面法，适用于（）。

A 等截面直杆B 直杆承受基本变形C 直杆任意变形D 任意杆件4、构件的强度、刚度和稳定性( )。

A 只与材料的力学性质有关B 只与构件的形状尺寸有关C 与A、B都有关D 与A、B都无关5、各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的( )。

A 外力B 变形C 位移D 力学性能6、材料力学主要研究( )。

A 各种材料的力学问题B 各种材料的力学性能C 杆件受力后变形与破坏的规律D 各类杆中力与材料的关系7、构件的外力包括( )。

A 集中载荷和分布载荷B 静载荷和动载荷C 载荷与约束反力D 作用在物体上的全部载荷第二章杆件的内力分析判断题1、材料力学中的内力是指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。

压杆的稳定一、是非题（正确在括号内打（√）、错误打（×））1、 压杆的临界压力（或临界应力）与作用载荷大小有关。

（ ）2、 两根材料、长度、截面面积和约束条件都相同的压杆，其临界压力也一定相同。

（ ）3、 压杆的临界应力值与材料的弹性模量成正比。

（ ）4、 细长压杆，若其长度系数增加一倍，cr P 增加到原来的4倍。

（ ）5、 一端固定，一端自由的压杆，长，压杆外径mm 76=D ，内径mm 64=d 。

材料的弹性模量GPa 200=E ，压杆材料的p λ值为100，则杆的临界应力MPa 135≈cr σ。

（ ）6、 上题压杆的临界力为kN 178=cr P 。

（ ）二、单项选择题：1．细长压杆，若其长度系数增加一倍，则（ ）。

A ．cr P 增加一倍；B ．cr P 增加到原来的4倍；C ．cr P 为原来的二分之一倍；D ．cr P 增为原来的四分之一倍 。

2．下列结论中哪些是正确的答（ ）。

（1） 若压杆中的实际应力不大于该压杆的临界应力，则杆件不会失稳；（2） 受压杆件的破坏均由失稳引起；（3） 压杆临界应力的大小可以反映压杆稳定性的好坏；（4） 若压杆中的实际应力大于22λπσE cr =，则压杆必定破坏。

A ．（1），（2）；B ．（2），（4）；C ．（1），（3）；D ．（2），（3）。

三、填空题：1．决定压杆柔度的因素是 。

2．若两根细长压杆的惯性半径AI i =相等，当 相同时，它们的柔度相等。

3．若两根细长压杆的柔度相等，当 相同时，它们的临界应力相等。

4．两端铰支的圆截面压杆，若100=P λ，则压杆的长度与横截面直径之比dL 在 时，才能应用欧拉公式。

5．大柔度压杆和中柔度压杆一般是因 而失效，小柔度压杆是因而失效。

6．（a ）、（b ）两根都是大柔度杆，材料、杆长和横截面形状大小都相同，杆端约束不同。

其中（a ）为两端铰支，（b ）为一端固定，一端自由。