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材料力学答案

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第 1 页 共 16 页 广东海洋大学 2008 —— 2009 学年第 二 学期

《 材料力学 》课程试题

课程号： 1410004 √ 考试 □ A卷 √ 闭卷

□ 考查 √ B卷 □ 开卷

题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 阅卷教师

各题分数 15 15 10 15

10 10 12 13 100

实得分数

一、选择题(把答案的序号填在括号内) （每题3分）

1、单位长度的扭转角与（ C ）无关。

A 扭矩 B 材料的性质 C 轴的长度 D 截面的几何性质

2、直径为D的实心圆轴，两端受扭转力偶矩作用，最大许可荷载为T。若将轴的横截面增加一倍，则其最大许可荷载为（ C ）。

A T2 B T2 C T22 D T4

3、一水平简支梁，受到竖直向下的载荷作用，若该梁采用铸铁制成，合理的截面形状为（ B ）。

4、校核图示铆钉联接中铆钉的剪切和挤压强度时，其剪切面积是（ D ）；挤压面积是（ B ）。

A 2d B dt C dt D 42d

班级：

姓名：

学号：

试题共

9

页

加白纸

2

张 密

封

线 GDOU-B-11-302

A B C D

t

t d P P

第 2 页 共 16 页 5、图示矩形截面，m-m线以上部分和一下部分对形心轴z的两个静矩的（ B）。

A 绝对值相等，正负号相同

B绝对值相等，正负号不同

C绝对值不等，正负号相同 D 绝对值不等，正负号不同

二、填空题 （每题3分）

1、影响持久极限的主要因素是_____构件的外形；构件的尺寸；构件的表面质量

2、杆件在受到拉伸或压缩时，EA叫做____抗拉（或抗压）刚度；圆轴发生扭转时，PGI叫做___抗扭刚度；梁发生弯曲变形时，zEI叫做____抗弯刚度_______。

3、梁受力弯曲后产生的两种形式的位移分别是_挠度；和__转角_。

4、对于一个单元体，极值正应力所在的平面叫做____主平面；____，极值正应力也叫做______主应力__。

5、构件受力如图所示，用单元体表示A点的应力状态（作图）。

z m m

C

Me

Me P P A

第 3 页 共 16 页

三、图示钢轴的转速为600n转/分，主动轮A的输入功率KWPA50，从动轮B的输出功率为KWPB20，从动轮C的输出功率为KWPC30，轴的直径mmd50，轴的材料的MPa40，m/1；剪切弹性模量GPaG80。（1）校核该轴的强度和刚度；（2）主动轮和从动轮应如何安排才合理。（10分）

解：（1）mNnPMTTKABAB75.7956005095499549max （2

分）

MPaMPadTWTt404.32)1050(75.7951616333maxmaxmax

（3分）

mmdGTGITP/1/93.0180321804maxmaxmax

（3分）

（2）主动轮放在中间，从动轮放在两边安排才合理。 （2

第 4 页 共 16 页 分）

四、试作图示外伸梁的剪力图和弯矩图，材料的许用应力MPa10，若矩形截面高宽比2:3:bh，试设计此梁的截面。

（15分）

q=5KN/m M=10KNm

A B C

4m 1m b h

第 5 页 共 16 页

五、某单元体上应力状态如图示，试求（1）图示斜面上的正应力和剪应力；（2）该点的主应力。（应力的单位为MPa）

（10分）

第 6 页 共 16 页

六、如图所示，长度为l，直径为D的圆柱等截面杆下端固定，在距其上端h处有重量为P的重锤自由落下冲击其上端，已知圆柱材料的弹性模量为E，试求梁的最大动应力d和最大动应变d。（10分）

h

l D P

第 7 页 共 16 页

七、手摇绞车如图所示,轴的直径mmd30，材料为235Q钢，MPa80，试按第三强度理论求铰车的最大起吊重量P。

（12分）（主要计算公式已附在试卷后面）

第 8 页 共 16 页

八、图示千斤顶的最大承载压力为KNP150，螺杆内径mmd52，cmL50，材料为3A钢，GPaE200，MPaP200，

MPaS240，MPaa304，MPab12.1，稳定安全系数规定为3stn。试校核其稳定性。（13分）（主要计算公式已附在试卷后面）

第 9 页 共 16 页

附主要公式：

EAFll nPMke549.9tWT 163DWtPGITl

180max'maxPGIT 圆形：324DIP 圆环：32)(44dDIP

zWM 对矩形： 123bhIz 62bhWz

对圆形： 644dIz 323dWz

2sin2cos22xyyxyx

第 10 页 共 16 页 2cos2sin2xyyx

22minmax)2(2xyyxyx

WTM22 WTM2275.0

22)(lEIFcr il

ppE2 bass

bacr 对圆形横截面：4di

stdhK211 stddK stddK

《材料力学》课程试卷B参考答案

二、填空题 （15分，每题3分）

1、 构件的外形；构件的尺寸；构件的表面质量

2、 抗拉（或抗压）刚度；抗扭刚度；抗弯刚度

3、 挠度；转角 4、主平面；主应力

5、

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材料力学课后答案

材料力学课后答案

第8章 杆件的拉伸与压缩

- 1 -

第8章 杆件的拉伸与压缩

8-1

填空题：

8-1(1)

如图拉杆的左半段是边长为b的正方形，右半段是直径为b的圆杆。两段许用

应力均为

][σ

，则杆的许用荷载

=][F ][

4π

2σb

。

8-1(2)

图示拉杆由同种材料制成，左部分是内径为D

、外径为D2

的空心圆杆，右部

分为实心圆杆，要使两部分具有相同的强度，右部分的直径应取

D3

。

8-1(3)

杆件轴向拉伸或压缩时，其斜截面上切应力随截面方位的不同而不同，而切应

力的最大值发生在与轴线间的夹角为 45° 的斜截面上。

8-1(4)

图中两斜杆的抗拉刚度为EA，A点的竖向位移

为

EAFa2

。

8-1(5)

图中结构中两个构件的厚度b

相同，则它们的

挤压面积

=A

αcosab

。

8-1(6)

图中结构中，若

hdD32==

，则螺栓中挤压应力、拉伸应力和剪切应力三者

的比例关系是 9:24:8

。

F

b

h α

a

题 8-1(5) 图

F F

题 8-1(1) 图

题 8-1(2)

图F F

题 8-1(6)

图FD

dha

a

F A a

题 8-1(4) 图 工程力学习题解答

- 2 -

分析：

222bs

3π4

)(π4

dF

dDF

=

−=σ

，

2t

π4

dF

=σ

，

22π3

πdF

hdF

==τ

，

故有 9:24:8

83

:1:

31

::t

bs==τσσ

。

8-2

单选题：

8-2(1)

图示的等截面杆左端承受集中力，右端承受均布力，杆件处于平衡状态。1、3

两个截面分别靠近两端，2截面则离端部较远。关于1、2、3这三个截面上的正应力的下

列描述中，正确的是 C 。

A．三个截面上的正应力都是均布的

B．1、2两个截面上的正应力才是均布的

C．2、3两个截面上的正应力才是均布的

D．1、3两个截面上的正应力才是均布的

8-2(2)

若图示两杆的材料可以在铸铁和钢中选择，那么，

综合强度和经济性两方面的因素， C 更为合理。

材料力学试卷及答案7套

材料力学试卷及答案7套

材料力学试卷1

一、绘制该梁的剪力、弯矩图。 (15分)

二、梁的受力如图,截面为Ｔ字型，材料的许用拉应力[+]=4０ＭPa，许用压应力［—]=10０MPa。试按正应力强度条件校核梁的强度。(20分)

mkNq/20kN20mkN160ABCDm8m2kNFCY148kNFAY72m230

170

30 200

q=10KN/m P=20KN

A B C D

2m 3m 1m Q

M

三、求图示单元体的主应力及其方位,画出主单元体和应力圆。 (15分）

四、图示偏心受压柱,已知截面为矩形，荷载的作用位置在A点，试计算截面上的最大压应力并标出其在截面上的位置,画出截面核心的形状。(15分）

30 20 50

单位：MPa

A(yp,zp) y

z b

h

五、结构用低碳钢A３制成,A端固定,B、C为球型铰支，求:允许荷载［P］。已知：E＝2０５GPa,s=27５MPa,cｒ=338-１.１2，，p=90,s＝5０，强度安全系数ｎ＝2,稳定安全系数nst=3，AB梁为N016工字钢,Iz＝１130ｃm4，Wz=1４1cｍ3,BＣ杆为圆形截面，直径d＝６0mm。 (2０分)

六、结构如图所示。已知各杆的EI相同,不考虑剪力和轴力的影响,试求:D截面的线位移和角位移。 B A C 1m

1m P

1m Z （1５分）

材料力学2

一、回答下列各题（共4题,每题4分,共１6分)

1、已知低碳钢拉伸试件,标距mml1000,直径mmd10,拉断后标距的长度变为mml1251,断口处的直径为mmd0.61，试计算其延伸率和断面收缩率．

2、试画出图示截面弯曲中心的位置.

3、梁弯曲剪应力的计算公式zzbIQS，若要计算图示矩形截面Ａ点的剪应力,试计算zS。

A B

C D P 2a

a

a

h

b 4/h A

材料力学习题集 (有答案)

材料力学习题集 (有答案)

绪 论

一、 是非题

1.1 材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。 （ ）

1.2 内力只能是力。 （ ）

1.3 若物体各点均无位移，则该物体必定无变形。 （ ）

1.4 截面法是分析应力的基本方法。 （ ）

二、选择题

1.5 构件的强度是指（ ），刚度是指（ ），稳定性是指（ ）。

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其原有的平衡状态的能力

C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力

1.6 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

1.7 下列结论中正确的是（ ）

A. 内力是应力的代数和

B. 应力是内力的平均值

C. 应力是内力的集度

D. 内力必大于应力

参考答案：1.1 √ 1.2 × 1.3 √ 1.4 × 1.5 C,A,B 1.6 C 1.7 C

轴向拉压

一、选择题

1. 等截面直杆CD位于两块夹板之间，如图示。杆件与夹板间的摩擦力与杆件自重保持平衡。设杆CD两侧的摩擦力沿轴线方向均匀分布，且两侧摩擦力的集度均为q，杆CD的横截面面积为A，质量密度为，试问下列结论中哪一个是正确的？

(A) qgA；

(B) 杆内最大轴力NmaxFql；

(C) 杆内各横截面上的轴力N2gAlF；

(D) 杆内各横截面上的轴力N0F。

2. 低碳钢试样拉伸时，横截面上的应力公式NFA适用于以下哪一种情况?

(A) 只适用于≤p； (B) 只适用于≤e；

(C) 只适用于≤s； (D) 在试样拉断前都适用。

3. 在A和B两点连接绳索ACB，绳索上悬挂物重P，如图示。点ACDqqlaABCP和点B的距离保持不变，绳索的许用拉应力为[]。试问：当角取何值时，绳索的用料最省？

(A) 0； (B) 30；

材料力学课后习题答案

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材料力学课后习题答案

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1、解释下列名词

1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示

2.滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性也就是应变落后于应力的现象

3.循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性

4.包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形卸载后再同向加载规定残余伸长应力增加;反向加载规定残余伸长应力降低的现象

5.解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面

6.塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力

韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力

7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时便形成1个高度为b 的台阶

8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样是解理台阶的1种标志

9.解理面：是金属材料在一定条件下当外加正应力达到一定数值后以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂因与大理石断裂类

似故称此种晶体学平面为解理面

10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内可以是韧性断裂也可以是脆性断裂沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展多数是脆性断裂

11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时冲击吸收功明显下降断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂这种现象 称为韧脆转变

12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的多数工程材料弹性变形时可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等

决定金属屈服强度的因素有些?

答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相外在因素：温度、应变速率和应力状态