材料力学试题及答案
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第1页共15页 山 西 农 业 大 学 学年第二学期材料力学试题(A卷) 一、 选择题(20分) 1、图示刚性梁AB由杆1和杆2支承,已知两杆的材料相同,长度不等,横截面积分别为A1和A2,若载荷P使刚梁平行下移,则其横截面面积(B )。 A、A1〈A2
B、A1 〉A2
C、A1=A2
D、A1、A2为任意
2、建立圆周的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个?答:( C) (1)扭矩MT与剪应力τρ的关系MT=∫AτρρdA (2)变形的几何关系(即变形协调条件) (3)剪切虎克定律 (4)极惯性矩的关系式IT=∫Aρ2dA A、(1) B、(1)(2) C、(1)(2)(3) D、全部 3、二向应力状态如图所示,其最大主应力σ1=( B ) A、σ B、2σ C、3σ D、4σ 4、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( D ) A、提高到原来的2倍 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=( C ) A、2 B、4
C、8 D、16 二、作图示梁的剪力图、弯矩图。(15分)
三、如图所示直径为d的圆截面轴,其两端承受扭转力偶矩m的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变,试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。(15分)
六、结构如图所示,P=15kN,已知梁和杆为一种材料,E=210GPa。梁ABC的惯性矩I=245cm4,等直圆杆BD的直径D=40mm。规定杆BD的稳定安全系数nst=2。 求○1BD杆承受的压力。 ○2用欧拉公式判断BD杆是否失稳。(20分)
题一、3图
题一、5图
六题图 五题图
题一、4
题一、1图 第2页共15页
山 西 农 业 大 学 学年第二学期材料力学试题(B卷) 二、 选择题(20分) 1、下列结论中正确的是 ( ) A、材料力学主要研究各种材料的力学问题 B、材料力学主要研究各种材料的力学性质 C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律
D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系 2、有两根圆轴,一根为实心轴,直径为D1,另一根为空心轴,内外径比为d2/D2=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同,则它们的重量之比W2/W1为( ) A、0.74 B、0.62 C、0.55 D、0.47 3、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大致可分为四个阶段,这四个阶段是( ) A、弹性变形阶段、塑性变形阶段、屈服阶段、断裂阶段 B、弹性变形阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段 C、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段 D、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段 4、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 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 B、4 C、8 D、16 二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。(15分)
三、如图所示直径为d的圆截面轴,其两端承受扭转力偶矩m的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变,试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。(15分)
五、如图所示,重物Q由高度H处自由下落,落在AB梁的中点C处,设EI = 常数,求这时C点挠度ΔC。(15分)
六、图示刚架,已知刚架各梁抗弯刚度为EI,求: 1)C点支座反力; 2)作刚架弯矩图。(20分)
题一、5图
三题图
六题图 五题图
题一、4图
二 题 图 第3页共15页
山西农业大学 - 学年第二学期材料力学考试题 三、 选择题(20分) 1、下列结论中正确的是 ( ) A、材料力学主要研究各种材料的力学问题 B、材料力学主要研究各种材料的力学性质 C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律
D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系 2、建立圆周的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个?答:( ) (5)扭矩MT与剪应力τρ的关系MT=∫AτρρdA (6)变形的几何关系(即变形协调条件) (7)剪切虎克定律 (8)极惯性矩的关系式IT=∫Aρ2dA A、(1) B、(1)(2) C、(1)(2)(3) D、全部 3、二向应力状态如图所示,其最大主应力σ1=( ) A、σ B、2σ C、3σ D、4σ 4、有两根圆轴,一根为实心轴,直径为D1,另一根为空心轴,内外径比为d2/D2=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同,则它们的重量之比W2/W1为( ) A、0.74 B、0.62 C、0.55 D、0.47 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 B、4 C、8 D、16 三、如图所示直径为d的圆截面轴,其两端承受扭转力偶矩m的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变,试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。(15分)
五、悬臂梁ACB由铸铁材料制成,其许用拉应力[σt]=40MPa,许用压应力[σc]=160MPa,载荷FP=44kN,梁截面为T型,Iz=101.8×106mm4,尺寸如图,试校核其强度。(15分)
六、图示刚架,已知刚架各梁抗弯刚度为EI,求: 1)C点支座反力; 2)作刚架弯矩图。(20分)
题一、5图 三题图
六题图
二 题 图 题一、3图
五题图 第4页共15页
山西农业大学 - 学年第二学期课程考试试卷(A卷) 四、 选择题 1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ,则450斜截面上的正应力和剪应力 。
A 分别为σ/2和σ B 均为σ C 分别为σ和σ/2 D 均为σ/2 2、图示铆接件,若板与铆钉为同一材料,且已知[σjy]=2[τ],为充分提高材料的利用率,则铆钉的直径d应为 。
A d=2t B d=4t C d=4t/π D d=8t/π 3一点的应力状态如右图所示,则其主应力1、2、3分别为 A 30MPa,100 MPa,50 MPa B 50 MPa,30MPa,-50MPa C 50 MPa,0,-50MPa D -50 MPa,30MPa,50MPa
4、两根材料和柔度都相同的压杆, A临界应力一定相等,临界压力不一定相等 B临界应力不一定相等,临界压力一定相等 C临界应力和临界压力一定相等 D临界应力和临界压力不一定相等 5、图示交变应力循环特征r,应力振幅σa和平均应力σm分别为
A r=2,σa=20MPa,σm=-10Mpa B r=2,σa=-40MPa,σm=10Mpa C r=-2,σa=30MPa,σm=-10Mpa D r=-2,σa=30MPa,σm=30MPa
6、图示十字架,AB杆为等直均质杆,o-o为圆轴。当该十字架绕o-o轴匀速旋转时,在自重和惯性力作用下杆AB和轴o-o分别发生__________ A、拉伸变形、压缩变形; B、拉弯组合变形、压弯组合变形; C、拉弯组合变形、压缩变形;
D、拉伸变形、压弯组合变形。 二、计算题(共80分,适用农机、机制、建环) 1、(15分)梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图。
2、(15分)已知平面应力状态如图所示(单位为MPa),试用解析法求1、主应力及主平面,并画出正应力单元体。2、面内最大剪应力。
5020
3、(10分)一受扭转的圆轴,直径d=260mm,材料的的弹性模量E = 200GPa,泊松比v = 0.3,现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45方向的线应变ε45=5.2×10-4。试求转矩m。
5题图 6、(10分)重为Q的物体从高度h处自由落下,若已知梁的抗弯刚度为EI,支座的弹簧刚度为k(产生
单位长度变形所需的力),且3lEIk,试求C点的挠度。 第5页共15页
山西农业大学2006-2007学年第二学期课程考试试卷(A卷) 五、 选择题(每题4分,共20分) 1、材料的失效模式 。 A 只与材料本身有关,而与应力状态无关; B 与材料本身、应力状态均有关; C 只与应力状态有关,而与材料本身无关; D 与材料本身、应力状态均无关。 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。 正确答案是
3、关于压杆临界力的大小,说法正确的答案是 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 与压杆所承受的轴向压力大小有关; D 与压杆的柔度大小无关。
4、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅值a的值分别是
A 40、20、10 B 20、10、20 C 0、20、10 D 0、20、20
5、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁,冲击时动荷系数 A CdVhk211 B BdVhk11 C BdVhk211 D BCdVVhk211
ABCA
BC
二、计算题 1、(16分)简支梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图。
2、(15分)已知三向应力状态如图所示(图中应力单位:MPa), 试求:1)主应力;2)主切应力;3)形变应变能密度fu。
3、(16分)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,杆表面B点处沿与轴线成45方向的线应变4451075.3。材料的弹性模量E = 200GPa,泊松比v = 0.25,a=0.25L,L=800mm,d=60mm。试求横向外力F和绕轴线的外力偶0m。 F
aA
B
F
FFaA
Bd450
m0
m
0
4、(16分)精密磨床砂轮轴如图所示(单位: mm),已知电动机功率N=3kW, 转速n=1400rpm, 转子重量Q1=101N, 砂轮直径D=25mm, 砂轮重量Q2=275N,磨削力Py/Pz=3,轮轴直径d=50mm,材料为轴承钢,
MPa60][,试用第三强度理论校核轴的强度。