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材料力学试题及答案

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材料力学-模拟试题 一、单项选择题 1. 截面上的全应力的方向（ ） A、平行于截面 B、垂直于截 面 C、可以与截面任意夹角 D、与截面无关 2. 脆性材料的延伸率（ ） A、小于5% B、小于等于5% C、大于5% D、大于等于5% 3. 如图所示简支梁，已知C点转角为θ。在其它条件不变的情况下，若将荷载F减小一半，则C点的转角为（ ） A、0.125θ B、0.5θ C、θ D、2θ 4.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 5. 图示单元体应力状态，沿x方向的线应变εx可表示为（ ）

A、Ey B、)(1yxE

C、)(1xyE D、G 6. 描述构件上一截面变形前后的夹角叫（ ） A、线位移 B、转角 C、线应变 D、角应变 7. 塑性材料的名义屈服应力使用（ ） A、σS表示 B、σb表示 C、σp表示 D、σ0.2表示

8.拉（压）杆应力公式AFN的应用条件是（） A、应力在比例极限内 B、应力在屈服极限内 C、外力合力作用线必须沿着杆的轴线 D、杆件必须为矩形截面杆 9.下列截面中，弯曲中心与其形心重合者是（） A、Z字形型钢 B、槽钢 C、T字形型钢 D、等边角钢 10. 如图所示简支梁，已知C点转角为θ。在其它条件不变的情况下，若将杆长增加一倍，则C点的转角为（ ） A、2θ B、4θ

F C

σy

τ

σx

F C C、8θ D、16θ 二、填空题 1. 用主应力表示的第四强度理论的相当应力是 。 2. 已知自由落体冲击问题的动荷系数Kd，对应静载荷问题的最大位移为Δjmax，则冲击问题的最大位移可以表示为 。 3. 图示木榫联接。横截面为正方形，边长为a，联接处长度为2t。则木榫联接处受剪切面的名义切应力等于 。

4. 主平面上的切应力等于 。 5. 功的互等定理的表达式为 。

6.自由落体冲击问题的动荷系数为jdhK211，其中h表示 。 7. 交变应力循环特征值r等于 。 8.变截面梁的主要优点是________________。等强度梁的条件是_____________。 9.一受拉弯组合变形的圆截面钢轴，若用第三强度理论设计的直径为3d，用第四强度理论设计的直径为4d，则3d___4d。 10.若材料服从胡克定律，且物体的变形满足小变形，则该物体的变形能与载荷之间呈现____________关系。 三、计算题 1.水轮机主轴输出功率 P = 37500 kW，转速n = 150 r／min，叶轮和主轴共重 W = 300 kN，

轴向推力F = 5000 kN，主轴内外径分别为 d =350 mm，D = 750 mm，[  ] = 100 MPa，按第四强度理论校核主轴的强度。（12分）

F F

2t

t a

F W T T 2.图示托架，F = 20 kN，CD杆为刚杆，AB为圆管，外径D = 50 mm，内径d = 40 mm，材料

为Q235钢，弹性模量E = 200 GPa， a=304MPa，b=1.118MPa，λp=105，λS=61.4，AB杆的规定稳定安全因数 [ nst ] = 2。试校核此托架是否安全。（10分）

3.图示桁架各杆抗拉压刚度EA相等，试求各杆的内力。（8分） 4.图示皮带轮传动轴尺寸及受力已知，[  ] = 80 MPa，按第四强度理论选择轴的直径 d。 （12分）

5.图示外径D = 100 mm，内径d = 80 mm的钢管在室温下进行安装，安装后钢管两端固定，

此时钢管两端不受力。已知钢管材料的线膨胀系数  =12.5×10-6 K-1，弹性模量E = 210 GPa，s= 306 MPa，p= 200 MPa，a = 460 MPa，b = 2.57 MPa。试求温度升高多少度时钢管将失稳。（10分）

F A D

B C

1.50.5

30

α α

l

D

C B A

F 10kN A 500

C 400 400

200

B D 4kN 10kN 4kN

x y z d

d 6.求图示简支梁的剪力图和弯矩图， 并求出最大剪力和最大弯矩。（8分）。

7.直径mmd20的圆轴受力如下图所示。已知E=200GPa。今测得轴向应变610320a，横向应变61096b。OC方向应变610565

c。计算轴向

外力P及扭转力偶矩M。（10分） M

P 45.0° c b

a

C A B

a a

F Fa/2

x xy 答案： 一、DABCB BACAB 二、

1. ])13()32()21[(21222

2. ]1)1[(22maxdjK 3. 2aF 4. 0 5. 212121FF 6. 自由落体的高度 7. maxmin或minmax

8. 加工方便，结构优化，合理分配载荷； ][)()(xMxW 9. 等于 10. 非线性 三．

1. 扭矩MPa39.21503750095499549nP

轴向MPaAF3.15)35.075.0(4/110)5000300(W223 MPax3.15 MPaxy39.2 0yx 0

y

主应力：2212)2(2xyyxyx MPa42.151 MPa253.03

第四强度理论为])13()32()21[(21222=15.35MPa<[] 所以安全。 2. AB杆：柔度iMl )(41)1(6412244dDDAIi 8.0 i=0.016 p25.108

2F=FAB/2 FAB=4F=80KN 8035744ABcrstFFn=17.85>[nst] 安全。

3. 0xF 0sinsinBAFFF 0yF 0coscosCBAFFF



因为各杆抗拉压刚度EA相等，0coscosCBA 所以 0cos2CBAFFF FA=FB=sin2F FC=0 4.

KNFCy5.17800100014 KNFCz780040014 KNFFFDCyAy5.3 KNFFFCzBAz7 轴受到的扭矩图和弯矩图如下：

T：

kNEIFcr35710)1(645014.31020014.310006443222

B A A B C D 6R D My： A C D Mz：

B段到D段的扭矩为mKNT.5.125.0)410( C处mKNFMCyy.148.0 B处KNFMBz6.54.0 B、C面可能为危险面： mKNMB.978.86.5722 mKNMC.14 ∴C为危险截面 MPadTMWr805.175.0143275.01223224

mmd5.121 5. 温升时，21使轴受压力NF。这时轴向载荷作用下的静不定问题。 变形协调条件： 121tt

lttEAlFlN122

由此解出轴所受的轴向载荷为 EAtEAttFN21221

75.10121P

E



 92.592

b

as

032.0)(41)1(6412244dDDAIi



032.0lil

1)ml1 则2 临界载荷EAtFAFNscr2 KEts57.116

2）ml2 则12 临界载荷EAtFAbaFNcr22)(

KEbat57.1162

3）ml5 则1 临界载荷EAtFlEIFNcr222)(

KliAIlt68.51

6. + _

最大剪力为3/4F，最大弯矩为3/4Fa。 7.（1）测点O处的应力状态axEdPAP24

代入数值d=20mm,E=200GPa,610320a得： P=20.1KN （2）由广义胡克定理可知：

Exx xxyyEE

3.010320109666abxy

3/4F/ 1/4F 3/4Fa

1/4Fa

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材料力学测试试题及答案

材料力学测试试题及答案

材料力学测试试题及答案一、单项选择题（每题 2 分，共 20 分）1. 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. 磁性答案：D2. 材料在拉伸过程中，弹性阶段的应力与应变关系遵循：A. 牛顿定律B. 胡克定律C. 泊松定律D. 达西定律答案：B3. 材料力学中，下列哪一项是衡量材料硬度的指标？A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 布氏硬度D. 疲劳强度答案：C4. 材料力学中，泊松比是描述材料在受力时的：A. 弹性变形B. 塑性变形C. 体积变化D. 形状变化答案：D5. 在材料力学中，下列哪一项不是基本的力学试验？A. 拉伸试验B. 压缩试验C. 弯曲试验D. 电导试验答案：D6. 材料力学中，疲劳破坏是指材料在：A. 单次加载下破坏B. 循环加载下破坏C. 过载下破坏D. 腐蚀环境下破坏答案：B7. 材料力学中，下列哪一项不是材料的力学性能指标？A. 密度B. 弹性模量C. 屈服强度D. 抗拉强度答案：A8. 材料力学中，下列哪一项是描述材料在拉伸过程中的应力状态？A. 正应力B. 剪应力C. 弯矩D. 扭矩答案：A9. 材料力学中，下列哪一项是描述材料在压缩过程中的应力状态？A. 正应力B. 剪应力C. 弯矩D. 扭矩答案：A10. 材料力学中，下列哪一项是描述材料在剪切过程中的应力状态？A. 正应力B. 剪应力C. 弯矩D. 扭矩答案：B二、多项选择题（每题 2 分，共 20 分）1. 材料力学中，下列哪些是描述材料弹性的指标？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 泊松比D. 弹性极限答案：A, C, D2. 材料力学中，下列哪些是描述材料塑性的指标？A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 延伸率D. 断面收缩率答案：A, C, D3. 材料力学中，下列哪些是描述材料韧性的指标？A. 冲击韧性B. 疲劳强度C. 断裂韧性D. 硬度答案：A, C4. 材料力学中，下列哪些是描述材料硬度的指标？A. 布氏硬度B. 洛氏硬度C. 维氏硬度D. 弹性模量答案：A, B, C5. 材料力学中，下列哪些是基本的力学试验？A. 拉伸试验B. 压缩试验C. 弯曲试验D. 电导试验答案：A, B, C6. 材料力学中，下列哪些是描述材料疲劳破坏的指标？A. 疲劳极限B. 疲劳寿命C. 疲劳强度D. 弹性模量答案：A, B, C7. 材料力学中，下列哪些是描述材料在拉伸过程中的应力状态？A. 正应力B. 剪应力C. 弯矩D. 扭矩答案：A8. 材料力学中，下列哪些是描述材料在压缩过程中的应力状态？A. 正应力B. 剪应力C. 弯矩D. 扭矩答案：A9. 材料力学中，下列哪些是描述材料在剪切过程中的应力状态？A. 正应力B. 剪应力C. 弯矩D. 扭矩答案：B10. 材料力学中，下列哪些是描述材料在弯曲过程中的应力状态？A. 正应力B. 剪应力C. 弯矩D. 扭矩答案：A, B, C三、判断题（每题 2 分，共 20 分）1. 材料力学中的弹性阶段是指材料在受力后能够完全恢复原状的阶段。

(完整版)材料力学试题及答案

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一、一结构如题一图所示。

钢杆1、2、3的横截面面积为A=200mm 2，弹性模量E=200GPa,长度l =1m 。

制造时3杆短了△=0。

8mm.试求杆3和刚性梁AB 连接后各杆的内力。

（15分）aalABC123∆二、题二图所示手柄，已知键的长度30 mm l =，键许用切应力[]80 MPa τ=，许用挤压应力bs[]200 MPa σ=，试求许可载荷][F 。

（15分）三、题三图所示圆轴，受eM 作用。

已知轴的许用切应力[]τ、切变模量G ,试求轴直径d 。

(15分）四、作题四图所示梁的剪力图和弯矩图。

（15分)五、小锥度变截面悬臂梁如题五图所示,直径2bad d =，试求最大正应力的位置及大小。

（10分）六、如题六图所示,变截面悬臂梁受均布载荷q 作用，已知q 、梁长l 及弹性模量E .试用积分法求截面A 的得分评分人F键40633400Aal bM eBd a a aqqaqa 2dbBda AF挠度w A 和截面C 的转角θC .（15分)七、如图所示工字形截面梁AB ,截面的惯性矩672.5610zI -=⨯m 4，求固定端截面翼缘和腹板交界处点a 的主应力和主方向。

（15分）一、（15分)（1）静力分析（如图（a）)1N F2N F3N F图(a)∑=+=231,0N N N yF F F F（a)∑==31,0N N CF F M(b)（2）几何分析（如图（b)）1l∆2l∆3l∆∆图（b）wql /3x lhb 0b (x )b (x )BAC 50kN AB0.75m303030140150zya∆=∆+∆+∆3212l l l(3）物理条件EA l F l N 11=∆，EA l F l N 22=∆，EAl F l N 33=∆ （4）补充方程∆=++EAlF EA l F EA l F N N N 3212 （c） （5）联立（a）、（b）、(c)式解得:kN FkN FF N N N 67.10,33.5231===二、(15分）以手柄和半个键为隔离体，S0, 204000OM F F ∑=⨯-⨯=取半个键为隔离体，bsS20F F F ==由剪切：S []s FA ττ=≤，720 N F = 由挤压:bs bs bs bs[][], 900N FF Aσσ=≤≤取[]720N F =.三、（15分）eABM M M +=0ABϕ=， A B M a M b ⋅=⋅得 e B a M M a b =+, e A b MM a b=+当a b >时 e316π ()[]M ad a b τ≥+；当b a >时 e316π ()[]M bd a b τ≥+。

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材料力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料力学中，弹性模量E的单位是（）。

A. N/mB. N·mC. PaD. m/N答案：C2. 材料力学中，材料的屈服强度通常用（）表示。

A. σyB. σsC. σbD. E答案：A3. 根据胡克定律，当应力超过材料的弹性极限时，材料将（）。

A. 保持弹性B. 发生塑性变形C. 发生断裂D. 无法预测答案：B4. 材料力学中，第一强度理论认为材料破坏的原因是（）。

A. 最大正应力B. 最大剪应力C. 最大正应变D. 最大剪应变答案：A5. 下列哪种材料不属于脆性材料（）。

A. 玻璃B. 铸铁C. 混凝土D. 铝答案：D6. 材料力学中，梁的弯曲应力公式为（）。

A. σ = Mc/IB. σ = Mc/IbC. σ = Mc/ID. σ = Mc/Ib答案：C7. 在材料力学中，梁的剪应力公式为（）。

A. τ = VQ/IB. τ = VQ/ItC. τ = VQ/ID. τ = VQ/It答案：B8. 材料力学中，梁的挠度公式为（）。

A. δ = (5PL^3)/(384EI)B. δ = (5PL^3)/(384EI)C. δ = (PL^3)/(48EI)D. δ = (PL^3)/(48EI)答案：C9. 材料力学中，影响材料屈服强度的因素不包括（）。

A. 材料的微观结构B. 加载速度C. 温度D. 材料的密度答案：D10. 材料力学中，影响材料疲劳强度的因素不包括（）。

A. 应力集中B. 表面粗糙度C. 材料的硬度D. 材料的导热性答案：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，其形状和尺寸发生的变化称为______。

答案：变形2. 材料力学中，材料在外力作用下，其内部产生的相互作用力称为______。

答案：应力3. 材料力学中，材料在外力作用下，其内部产生的相对位移称为______。

答案：应变4. 材料力学中，材料在外力作用下，其内部产生的单位面积上的力称为______。

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一、判断题（正确打“√”，错误打“X ”，本题满分为10分） 1、拉杆伸长后，横向会缩短，这是因为杆有横向应力的存在。

( )2、圆截面杆件受扭时，横截面上的最大切应力发生在横截面离圆心最远处。

( )3、两梁的跨度、承受载荷及支承相同，但材料和横截面面积不同，因而两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。

( )4、交变应力是指构件内的应力，它随时间作周期性变化，而作用在构件上的载荷可能是动载荷，也可能是静载荷。

( )5、弹性体的应变能与加载次序无关，只与载荷的最终值有关。

（ ）6、单元体上最大切应力作用面上必无正应力。

( )7、平行移轴公式表示图形对任意两个相互平行轴的惯性矩和惯性积之间的关系。

（ ） 8、动载荷作用下，构件内的动应力与材料的弹性模量有关。

( )9、构件由突加载荷所引起的应力，是由相应的静载荷所引起应力的两倍。

( ) 10、包围一个点一定有一个单元体，该单元体各个面上只有正应力而无切应力。

( ) 二、选择题（每个2分，本题满分16分）1．应用拉压正应力公式A FN =σ的条件是（ ）。

A 、应力小于比例极限；B 、外力的合力沿杆轴线；C 、应力小于弹性极限；D 、应力小于屈服极限。

2．梁拟用图示两种方式搁置，则两种情况下的最大弯曲正应力之比 )(m ax )(m ax b a σσ 为（ ）。

A 、1/4；B 、1/16；C 、1/64； D3A BC 、有应力不一定有应变，有应变一定有应力；D 、有应力一定有应变，有应变一定有应力。

4、火车运动时，其轮轴横截面边缘上危险点的应力有四种说法，正确的是 。

A ：脉动循环应力： B ：非对称的循环应力； C ：不变的弯曲应力；D ：对称循环应力(a (b5、如图所示的铸铁制悬臂梁受集中力F 作用，其合理的截面形状应为图（ ）6、对钢制圆轴作扭转校核时，发现强度和刚度均比规定的要求低了20%，若安全因数不变，改用屈服极限提高了30%的钢材，则圆轴的（ ） A 、 强度、刚度均足够；B 、强度不够，刚度足够； C 、强度足够，刚度不够；D 、强度、刚度均不够。