材料力学期末卷-B卷

《材料力学》——期末考试答案一、单选题1.水平冲击的动荷系数与( )和原构件的静变形大小有关。

A.初速度B.末速度C.加速度D.平均速度正确答案：A2.等效长度因子是等效长度与( )的比值。

A.等效长度B.原长C.实际长度D.直线长度正确答案：B3.在冲击应力和变形实用计算的能量法中，因为不计被冲物的重量，所以计算结果与实际相比( )。

A.冲击应力偏大，冲击变形偏小B.冲击应力偏小，冲击变形偏大C.冲击应力和冲击变形均偏大D.冲击应力和冲击变形均偏小正确答案：C4.在下列关于内力与应力的讨论中，说法( )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正确答案：D5.应力状态分类以下不正确的是（）A.单向应力状态B.二向应力状态C.三向应力状态D.四向应力状态正确答案：D6.不会引起静定结构产生内力的因素是( )。

A.集中力B.集中力偶C.分布力D.温度变化正确答案：D7.分析内力时，为了便于分析，一般将弹簧的螺旋角视为多少度?（）A.30°B.0°C.60°D.90°正确答案：B8.什么是相应位移?（）A.载荷作用点沿载荷作用方向的位移B.载荷作用点沿载荷作用反方向的位移C.载荷作用点沿载荷作用垂直方向的位移D.载荷作用点沿载荷作用倾斜方向的位移正确答案：A9.单位长度扭转角与( )无关。

A.杆的长度B.扭矩C.材料性质D.截面几何性质正确答案：A10.在冬天，当水管内的水结冰时，因体积膨胀，水管处于二向拉伸应力状态，故容易破坏，而冰块这时( )应力状态，则不容易破坏。

A.处于三向压缩B.处于二向压缩C.处于单向压缩D.处于极复杂的压缩正确答案：A11.构件抵抗破坏的能力叫做?（）A.精度B.强度C.刚度D.刚性正确答案：B12.在单元体上，可以认为( )。

A.每个面上的应力是均匀分布的，—对平行面上的应力相等B.每个面上的应力是均匀分布的，—对平行面上的应力不等C.每个面上的应力是非均匀分布的，—对平行面上的应力相等D.每个面上的应力是非均匀分布的，—对平行面上的应力不等正确答案：A13.在下面关于梁、挠度和转角的讨论中，结论( )是正确的。

交通学院期末考试试卷考试科目《材料力学》考试卷类型 A试成考试形式闭卷绩考试对象土木本科一、填空题（总分20 分，每题 2 分）1、杆件在外力作用下，其内部各部分间产生的，称为内力。

2、杆件在轴向拉压时强度条件的表达式是。

3、低碳钢拉伸时，其应力与应变曲线的四个特征阶段为阶段，阶段，阶段，阶段。

4、线应变指的是的改变，而切应变指的是的改变。

5.梁截面上弯矩正负号规定，当截面上的弯矩使其所在的微段梁凹向下时为。

6.梁必须满足强度和刚度条件。

在建筑中，起控制做用的一般是条件。

7、第一和第二强度理论适用于材料，第三和第四强度理论适用于材料。

8、求解组合变形的基本方法是。

9、力作用于杆端方式的不同，只会使与杆端距离在较小的范围内受到影响，该原理被称为。

10、欧拉公式是用来计算拉（压）杆的，它只适用于杆。

二、单项选择(总分20分，每题 2 分)1、用截面法可求出图示轴向拉压杆a-a截面的内力N P1 P2 ，下面说法正确的是（）A. N 其实是应力B. N 是拉力C. N 是压力D. N 的作用线与杆件轴线重合2、构件的强度是指( )A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力B. 在外力作用下构件保持原有平衡态的能力C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力D. 在外力作用下构件保持原有平稳态的能力3、现有钢、铸铁两种杆材，其直径相同。

从承载能力与经济效益两个方面考虑，图示结构中两种合理选择方案是( )A. 1 杆为钢，2 杆为铸铁B. 1 杆为铸铁，2 杆为钢C. 2 杆均为钢D. 2 杆均为铸铁1B A2F C4、从拉压杆轴向伸长（缩短）量的计算公式（）。

Nll 可以看出，E 和A 值越大，l 越小，故EAA. E 为杆的抗拉（压）刚度。

B. 乘积EA 表示材料抵抗拉伸（压缩）变形的能力。

C. 乘积EA 为杆的抗拉（压）刚度D. 以上说法都不正确。

5、空心圆轴的外径为D，内径为d，=d /D。

其抗扭截面系数为（）。

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。

材料力学期末试卷样卷(A)一、填空（前5道题目每空2分，后3道题目每空3分，共35分）1．低碳钢圆截面试件受扭时，沿 截面破坏；铸铁圆截面试件受拉伸时，沿 截面破坏。

2.材料力学研究的构件要正常工作，必须满足强度、 和 要求。

3. 一般超静定问题求解，主要是通过综合研究平衡关系、几何关系和 关系来得到结果。

4. 最大拉应力理论的相当应力为11σσ=r ，畸变能理论的相当应力为 。

5.低碳钢整个拉伸过程中，材料只发生线弹性变形的应力范围是σ不超过 。

6. 如图1所示圆形截面杆，AB 段截面面积为5002mm ，BC 段截面面积为3002mm ，弹性模量E =200GPa 。

σmax = ，杆的长量l ∆= 。

AB50kNC30kN400mm150mm图1图27. 对图2所示应力状态， σ1= ，σ2= ，σ3= 。

8.用积分法求图3所示梁 AB 的变形时，边界条件为 、 。

AP l第七题图图3 图4二、简答题与作图题（16分） 1．图示4空心圆轴的外径D ，内径d=0.8D 。

在端部受有集中力P ，作用点A 位于外圆周上，作用线与外圆周相切。

试：(1)标出危险截面的位置 ；（2）如果梁的材料为A3钢，试说明应该选用什么强度理论进行强度校核，并给出由P 、l 、D 表示的对应的相当应力。

20804020(10分)2．试作出图示梁的剪力图。

（6分）三、计算题（49分）1、图示实心等截面直轴，已知直径mm d 40=， Mpa ][50=τ，GPa G 80=。

（1）作出图示圆轴的扭矩图；（2）校核轴的强度；（3）试计算A 、D 两端面的相对扭转角。

(13分)ABD400Nm1000Nm600Nm1m1mx2[σt ]=40MPa ，许z 的惯性矩为4cm 10180=z I ，且y 1）做出梁的弯矩图；（2）按正应力强3．设有一托架如图所示，在横杆端点D 处受到G=30kN 的力作用。

已知斜撑杆AB 两端柱形约束（柱形较销钉垂直于托架平面），为圆截面，直径D=45mm ，材料为A3钢，E=200Gpa ，p σ=200Mpa ，σs =235Mpa ，a=304Mpa ， b=1.12MPa 。

诚信应考,考试作弊将带来严重后果华南理工大学期末考试材料力学试卷B 卷注意事项： 1. 考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷；4. 本试卷共 六 大题,满分100分, 考试时间120分钟;题 号 一 二 三 四 五 六 总 分 得 分 评卷人一、简单计算题共30分1． 重量为Q 的重物自由下落冲击梁的B 点,梁的抗弯刚度EI 为常量,若Q 、EI 、l 、h 均已知,试推出B 的转角θB 的表达式;6分 std hK ∆++=211 2分 EI Ql st 33=∆ 1分EIQl st 22=θ 1分EI Ql Ql EIh d 261123⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=θ顺时针 2分2．试求图示交变应力的循环特征r 、应力幅值a σ;4分分）（分）（2MPa 202)10(302231minmax max min =--=-=-==σσσσσa r_____________ ________姓名 学号学院 专业 座位号密 封 线 内 不 答 题 ………………………………………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………3．图示为某构件内危险点的应力状态图中应力单位为MPa,试分别求其第二、第四强度理论的相当应力2r σ、4r σ3.0=ν;6分601=σMPa,1分 06.562=σMPa ,1分 06.163-=σMPa1分482=r σ MPa ,1分17.744=r σ MPa2分4． 直径为d 的圆柱放在直径为D =3d 、厚为t 的圆形基座上,地基对基座的支反力为均匀分布,圆柱承受轴向压力P ,试求基座剪切面的剪力Q ;6分241D P q π=, 1分0412=⋅--d q Q P π, 2分P D P d P Q 98414122=-=ππ 2分作图1分P DdtPqQ5. 试求图示悬臂梁自由端B 的挠度;4分EI ma w C 22=；1分 EIma C =θ 1分)2()(al EI ma a l w w C C B -=-+=θ 2分6．如下结构中,OA 为刚性杆,杆2的长度短了δ,现强行将三杆装配,试写出变形协调方程;4分212l l ∆-=∆δxBAy二、已知q 、a ,试作梁的剪力图和弯矩图;12分6分6分sF qaqaqaM 2qa 2qa 221qa三、平面刚架如图所示,EI 为常量,试用能量法求出A 、C 处的约束力;16分)4430))((1))((1)4()4(,00000分（得：分段：分段：lM F dx l l F M EI dx x x F EI lM lF M M AB x M x F M BC C C lC l CH C C ==--⎰+--⎰=∆-=-=-=-= 支座A 处的约束反力：;430lM F Ax =→ 1分 ;0=Ay F 1分041M M A =顺时针 2分F C 1=P BC四、横截面为b ×h 的矩形截面梁如图所示,已知：h ＝2b ＝5.2cm,F ＝1kN,q ＝1kN/m,材料的许用应力为σ＝140MPa;试校核该梁的正应力强度; 10分画出正确的弯矩图,或写出B 、D 截面的弯矩值;kN F A 75.1= 1分kN F B 25.3= 1分m x 75.1= 1分m kN M B ⋅-=1 1分 m kN M D ⋅=53.1 2分m kN M M D ⋅==53.1max 1分[]σσ<=⨯⨯⨯⨯==-MPa W M z6.130102.56.2611053.1623max max 3分该梁符合正应力强度要求;·mF =1C h五、圆截面杆,受横向外力F 和绕轴线的外力偶0m 作用;由实验测得杆表面A 点处沿轴线方向的线应变40104-⨯= ε,杆表面B 点处沿与轴线成45︒方向的线应变4451075.3-⨯= ε;材料的弹性模量E = 200GPa,泊松比v = ,许用应力σ= 180MPa;试按第三强度理论校核杆的强度;16分中间段为纯弯曲和扭转的组合变形,画出A 、B 点处的单元体：A 点处的单元体 2分B 点处的单元体 2分x A σσσ==0； 2分 xy B A τττ==, 2分 A 点为危险点 1分则有：, MPa 8000===εE σσx 2分MPa 2.59)1(45=+=νετ E xy 2分][MPa 2.1444223στσσ<=+=xy xr 3分六、图示支架,斜杆BC 为圆截面杆,直径d = 45mm 、长度l =1.25m,材料为优质碳钢,比例极限p σ=200MPa,弹性模量E =200GPa;若n st = 4,试按BC 杆的稳定性确定支架的许可载荷][F ;16分,045sin 00=-⋅=∑F F FBBC y取节点F F BC =⋅223分 杆取CD399106200109200143..EπPP =⨯⨯⨯==σλ3分 λp d l i μl λ>=⨯===1.111045.0425.143分∴ 可以使用Euler 公式 1分)kN (9.25364)25.11(2045.01020014.3)(49322=⨯⨯⨯⨯⨯==-l EI F CrBC μπ 3分)kN (9.4449.2532222][===∴-n F F st Cr BC 3分FF BCF ABB。

材料力学期末考试题及答案ab卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料力学中，下列哪一项不是基本假设？A. 均匀性假设B. 连续性假设C. 各向异性假设D. 小变形假设答案：C2. 材料力学中，下列哪一项不是应力的类型？A. 正应力B. 剪应力C. 拉应力D. 弯应力答案：C3. 在材料力学中，下列哪一项不是材料的基本力学性能？A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 导电性答案：D4. 材料力学中，下列哪一项不是材料力学的研究对象？A. 杆件B. 板件C. 壳体D. 流体答案：D5. 材料力学中，下列哪一项不是杆件的基本受力形式？A. 拉伸与压缩B. 剪切C. 弯曲D. 扭转答案：D6. 材料力学中，下列哪一项不是材料力学的基本概念？A. 应力B. 应变C. 位移D. 温度答案：D7. 在材料力学中，下列哪一项不是材料力学的基本方程？A. 胡克定律B. 圣维南原理C. 牛顿第二定律D. 应力-应变关系答案：C8. 材料力学中，下列哪一项不是材料力学的分析方法？A. 静力平衡法B. 能量法C. 虚功原理D. 热力学第一定律答案：D9. 材料力学中，下列哪一项不是材料力学的实验方法？A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 扭转实验D. 电导率实验答案：D10. 材料力学中，下列哪一项不是材料力学的应用领域？A. 结构工程B. 机械工程C. 航空航天D. 化学工程答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料力学中，材料在外力作用下发生形变，当外力去除后，材料能够恢复原状的性质称为______。

答案：弹性2. 材料力学中，材料在外力作用下发生形变，当外力去除后，材料不能恢复原状的性质称为______。

答案：塑性3. 材料力学中，材料在外力作用下发生形变，当形变超过一定程度时，材料发生断裂的性质称为______。

答案：脆性4. 材料力学中，材料在外力作用下发生形变，当形变超过一定程度时，材料发生断裂的性质称为______。

材料力学期末试卷及答案一、试卷一、选择题（每题3分，共30分）1. 材料力学研究的对象是（）A. 材料的力学性能B. 材料在外力作用下的变形和破坏C. 材料的内部结构D. 材料的化学性质答案：B2. 下列哪种材料属于塑性材料（）A. 铸铁B. 钢材C. 玻璃D. 橡胶答案：B3. 在拉伸试验中，当材料达到屈服点时，以下哪个物理量会突然增加（）A. 应力B. 应变C. 断面收缩率D. 伸长率答案：B4. 下列哪种情况属于纯弯曲（）A. 拉伸B. 压缩C. 扭转D. 弯曲答案：D5. 下列哪种材料具有较大的弹性模量（）A. 钢材B. 铝合金C. 塑料D. 橡胶答案：A6. 在扭转试验中，以下哪个物理量与扭矩成正比（）A. 扭转角B. 扭转应力C. 扭转应变D. 扭转强度答案：B7. 下列哪种情况属于弹性变形（）A. 拉伸B. 压缩C. 扭转D. 断裂答案：A8. 下列哪种情况属于塑性变形（）A. 拉伸B. 压缩C. 扭转D. 断裂答案：C9. 下列哪种材料具有较大的冲击韧性（）A. 钢材B. 铸铁C. 铝合金D. 塑料答案：A10. 下列哪种情况会导致材料的疲劳破坏（）A. 静载荷B. 冲击载荷C. 循环载荷D. 随机载荷答案：C二、填空题（每题3分，共30分）1. 材料力学的基本任务是研究材料在外力作用下的________和________。

答案：变形、破坏2. 在拉伸试验中，材料的屈服点是指材料从________状态转变为________状态的临界点。

答案：弹性、塑性3. 低碳钢在拉伸过程中，屈服阶段会出现________现象。

答案：屈服平台4. 弹性模量是描述材料抵抗________变形能力的一个物理量。

答案：弹性5. 在扭转试验中，扭矩与________成正比。

答案：扭转应力6. 冲击韧性是指材料在________载荷作用下抵抗破坏的能力。

答案：冲击7. 疲劳破坏是指在________载荷作用下，材料在未达到________时突然发生断裂。

试卷类型：B 卷一、判断题（判断以下论述的正误，认为正确的就在答题相应位置划“T”，错误的划“F”。

每小题 1分，共10 分）1.材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。

（）2.工程构件正常工作的条件是必须同时满足必要的强度、刚度和稳定性。

（）3.由切应力互等定理可知，在相互垂直平面上，切应力总是成对出现，且数值相等，方向则共同指向该两平面的交线。

（）4.截面法是分析应力的基本方法。

（）5.只有静不定结构才可能有温度应力和装配应力。

（）6.圆轴扭转时，横截面上既有正应力，又有剪应力。

（）7.截面的主惯性矩是截面对通过该点所有轴的惯性矩中的最大值和最小值。

（）8.梁端铰支座处无集中力偶作用，该端的铰支座处的弯矩必为零。

（）9.若集中力作用处，剪力有突变，则说明该处的弯矩值也有突变。

（）10.在平面图形的几何性质中，静矩和惯性积的值可正、可负、也可为零。

（）二、填空题（本题共有10个空，填错或不填均不能得分。

每空2分，共20分）1.基本变形中：轴向拉压杆件横截面上的内力是，扭转圆轴横面上的内力是，平面弯曲梁横截面上的内力是和。

2.图所示铆钉联接件将发生挤压与剪切破坏，铆钉所受剪应力大小为，接触面上的挤压应力为。

(a)(b)PP3.EA称为材料的。

4.图示正方形截面简支梁，若载荷不变而将截面边长增加一倍，则其最大弯曲正应力为原来的倍，最大弯曲剪应力为原来的倍。

5.剪切的胡克定律表明：当应力不超过材料的pτ时，切应力τ与切应变γ成比例关系。

三、单项选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号写在答题纸的相应位置。

答案选错或未选者，该题不得分。

每小题2分，共20分）1.下列结论中，只有哪个是正确的 。

A 材料力学的任务是研究材料的组成分析； B 材料力学的任务是研究各种材料的力学性能；C 材料力学的任务是在保证安全的原则下设计结构的构件；D 材料力学的任务是在即安全又经济的原则下，为设计结构构件提供分析计算的基本理论和方法。

安徽大学20 12 —20 13 学年第 2 学期《 材料力学 》（B 卷）考试试题参考答案及评分标准 一、1、刚度、稳定性2、断面收缩率3、5/74、光滑连续条件5、四二、A C D C B三、1、支反力：A B MM F F l l==- AC 段剪力方程和弯矩方程为：11()(0)()(0)S M F x x a l Mx M x x a l=≤≤=≤≤ CB 段剪力方程和弯矩方程为：22()()()()S MF x a x l l Mx M x M a x l l=≤≤=-≤≤ 由此可绘出剪力图和弯矩图2、应力圆方程2222()()22x yx yxy αασσσσσττ+--+=+ 圆心坐标为,02x y σσ+⎛⎫ ⎪⎝⎭，半径R =单向受力状态下，圆心为,02x σ⎛⎫⎪⎝⎭，半径为2x σ，应力圆为：四：1：解：3根杆的受力及变形如图示：(1)：平衡条件： 123230,00,20y N N N A N N F FF F F M F a F a =++-==⨯+⨯=∑∑(2)：变形几何关系：1322l l l ∆+∆=∆(3)：物理关系：1,2,3Ni ii F l l i EA ∆==(4)：补充方程物理关系与几何关系联立：1322N N N F l F l F l EA EA EA+=得补充方程：1322N N N F F F += 上式与平衡条件联立，得：123511,,636N N N F F F F F F ===- 2、边界条件： 2200,0x ωθ=⎧=⎨=⎩ 2121,2l x ωωθθ=⎧=⎨=⎩ ()1=-F l x EI ω- 211=-2Flx Flx C EI EIθ++ 23111=-26Flx Flx C x D EI EIω+++ ()2=-2F l x EI ω- 2322=-26Flx Flx C EI EI θ++ 23222=-412Flx Flx C x D EI EIω+++ 以上式子联立并结合边界条件得1122320031624C D Fl C EI Fl D EI=⎧⎪=⎪⎪⎨=⎪⎪⎪=-⎩ 又因为最大挠度和转角均发生在C 端，所以 32max max 35,1616Fl Fl EI EI ωθ=-=- 3、在立柱任一截面上有187.2FN F kNM M Fa kN m ====⋅ 所以有[]max 23432N t F M F M A W d d σσππ=+=+≤ 得3362341810327.210 3.510Pa Pa d d ππ⎛⎫⨯⨯⨯⨯+≤⨯ ⎪⎝⎭解得128d mm ≥4、解：单独取一根立柱进行研究，如图所示： '2504FF kN =='42501000cr st F N F kN =⋅=⨯= 假设欧拉公式成立，则有34222()64cr EI Ed F l l ππμ==97d mm ==而：92.94123.7p Pl li d λμλλ=====>故假设是正确的，所以97d mm =。

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 。