2010—2011材料力學(xué)材料力學(xué)試題及答案

1、20102011材料力學(xué)試題及答案 A、單選題（每小題2分，共10小題,20分）1、工程構(gòu)件要正常安全的工作，必須滿足一定的條件。下列除（）項(xiàng),其她各項(xiàng)就是必須滿 足的條件。A、強(qiáng)度條件B、剛度條件C、穩(wěn)定性條件D、硬度條件2、內(nèi)力與應(yīng)力的關(guān)系就是（）A、內(nèi)力大于應(yīng)力B、內(nèi)力等于應(yīng)力的代數(shù)與C、內(nèi)力就是矢量，應(yīng)力就是標(biāo)量D、應(yīng)力就是分布內(nèi)力的集度3、根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的平面假設(shè)，可以認(rèn)為圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面（）。A、形狀尺寸不變，直徑線仍為直線。B、形狀尺寸改變，直徑線仍為直線。C、形狀尺寸不變，直徑線不保持直線。D、形狀尺寸改變，直徑線不保持直線。4、建立平面彎曲正應(yīng)力公式Myl；，需要考慮的關(guān)系有

2、（）。A、平衡關(guān)系，物理關(guān)系，變形幾何關(guān)系；B、變形幾何關(guān)系，物理關(guān)系，靜力關(guān)系; C、變形幾何關(guān)系，平衡關(guān)系，靜力關(guān)系；D、平衡關(guān)系，物理關(guān)系，靜力關(guān)系； 5、利用積分法求梁的變形，不需要用到下面那類條件（）來確定積分常數(shù)。A、平衡條件。B、邊界條件。C、連續(xù)性條件。 D、U府力單位為VPQ光滑性條件。6、圖示交變應(yīng)力的循環(huán)特征、平均應(yīng)力 m、應(yīng)力幅度a分別為（）。A -10、20、10; B 30、10、20;11C 3、20、10; D 3、10、20 。7、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如下圖所示，則其主應(yīng)力1、2、3分另為（）A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、

3、-50MPa C 50 MPa、0、-50Mpa、D -50 MPa、30MPa、50MPa8、對于突加載的情形，系統(tǒng)的動(dòng)荷系數(shù)為（A、2B、3C、49、壓桿臨界力的大小，（）。A與壓桿所承受的軸向壓力大小有關(guān)；B與壓桿的柔度大小有關(guān)；C與壓桿材料無關(guān)；D與壓桿的柔度大小無關(guān)。）。10、利用圖乘法計(jì)算彈性梁或者剛架的位移，要求結(jié)構(gòu)滿足三個(gè)條件。以下那個(gè)條件不就是必須的（）A、EI為常量B、結(jié)構(gòu)軸線必須為直線。C、M圖必須就是直線。D、M與M至少有一個(gè)就是直線。二、按要求作圖（共12分）1、做梁的剪力、彎矩圖（10分）2、畫出右圖所示空心圓軸橫截面上沿半徑 OA方向的剪應(yīng)力分布示意圖、（2分）三

4、、結(jié)構(gòu)尺寸及受力如圖所示，AB可視為剛體，CD為圓截面鋼桿，直徑為D 35 mm,材料為Q235鋼，許用應(yīng)力為180MPa, E 200GPa（共 15分）（1）求許可載荷F。（6分）TA（2）計(jì)算當(dāng) F 50KN時(shí),B點(diǎn)豎向位移（6分） 若D處（雙剪切）佛釘許用切應(yīng)力100MPa，試設(shè)計(jì) 佛釘直徑d。（3分）四、（13分）在受集中力偶矩Me作用的矩形截面簡支梁中，測得中性層 上k點(diǎn)處沿45o方向 的線應(yīng)變?yōu)?5o，已知材料的E, v與梁的橫截面及長度尺寸 b,h,a,l 、試求集中力偶矩 Me五、（14分）如圖所示結(jié)構(gòu)，桿AB橫截面面積A 21.5cm2,抗彎截面模量 W 102cm3,材料

5、的許用應(yīng)力180MPa。圓截面桿CD,其直徑d 20mm,材料的彈性模量 E 200Gpa, s 250MPa ,p 200 MPa, 1 100, 2 50,如果 壓桿不為細(xì)長桿時(shí)采用直線擬合。A、C、D三處均為球較約束，若已 知：l11.25m,l2 0.55m,F25kN,穩(wěn)定安全系數(shù)nst 1.8，校核此結(jié)構(gòu) 就是否安全。六、（12分）重為Q的物體從高度h處自由落下，若已知梁的抗彎剛度為EI ,k旦支座的彈簧剛度為k （產(chǎn)生單位長度變形所需的力 工且 13 ,試求C點(diǎn)沖擊撓度。七、（14分）平面剛架如圖所示，EI為常量，試用力法作其彎距圖2010 2011材料力學(xué)試題及答案 B一、單選

6、或多選題（每小題2分，共10小題,20分）1、工程構(gòu)件要正常安全的工作，必須滿足一定的條件。下列除（）項(xiàng)，其她各項(xiàng)就是必須滿足的 條件。A、強(qiáng)度條件B、剛度條件C、穩(wěn)定性條件D、硬度條件2、內(nèi)力與應(yīng)力的關(guān)系就是（）A、內(nèi)力大于應(yīng)力B、內(nèi)力等于應(yīng)力的代數(shù)與C、內(nèi)力就是矢量，應(yīng)力就是標(biāo)量D、應(yīng)力就是分布內(nèi)力的集度3、根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的平面假設(shè)，可以認(rèn)為圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面（）。A、形狀尺寸不變，直徑線仍為直線。B、形狀尺寸改變，直徑線仍為直線。C、形狀尺寸不變，直徑線不保持直線。D、形狀尺寸改變，直徑線不保持直線。4、設(shè)某種鋼的屈服應(yīng)力為s 200Mp，彈性模量為E 200GPa o現(xiàn)將直徑為2mm的鋼

7、絲繞在一個(gè)剛性圓柱上，欲使鋼絲放松后不產(chǎn)生殘余變形，則圓柱直徑不能小于（）A、0、8米 B、1、6 米C、2、0 米 D、2、4米 5、利用積分法求梁的變形，不需要用到下面那類條件（）來確定積分常數(shù)。A、平衡條件。B、邊界條件。C、連續(xù)性條件。 D、光滑口應(yīng)力單位為HPQ性條件。6、圖示交變應(yīng)力的循環(huán)特征、平均應(yīng)力 m、應(yīng)力幅度a分 別為（）。A -10、20、10; B 30、10、20;11C 3、20、10; D 3、10、20 。7、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如下圖所示，則其主應(yīng)力3分別為（），要求桿件滿足三個(gè)條件。以下那個(gè)條件不就是必須A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa

8、、30MPa、-50MPaC 50 MPa、0、-50Mpa、D -50 MPa、30MPa、50MPa8、對于突加載的情形，系統(tǒng)的動(dòng)荷系數(shù)為（A、2B、3C、49、壓桿臨界力的大小，（）。A 與壓桿所承受的軸向壓力大小有關(guān)；B與壓桿的柔度大小有關(guān)；C與壓桿材料無關(guān)；D 與壓桿的柔度大小無關(guān)。10、利用圖乘法計(jì)算彈性梁或者剛架的位移的（）A、EI為常量B、結(jié)構(gòu)軸線必須為直線。C、M圖必須就是直線。D、M與M至少有一個(gè)就是直線。、按要求做圖（10分）（1）做軸力圖（2）做剪力、彎矩圖160MPa ,B3mAC、圖示結(jié)構(gòu)中，BC由一束直徑為 2mm的鋼絲組成，若鋼絲的許用應(yīng)力為 q 30KN /m

9、。試求BC需由多少根鋼絲組成。（10分）四、（14分）已知圓軸直徑d 20mm,在其上邊緣A點(diǎn)處測得縱向線應(yīng)變 0 400 10 6，在水平直徑平面的外側(cè)B點(diǎn)處，測得 好300 10 6，已知材料的彈性模量E 200GPa ,泊松比 450.25,a 2m。若不計(jì)彎曲切應(yīng)力的影響，試求作用在軸上的載荷F與Me的大小。五、（16分）如圖所示結(jié)構(gòu)，桿AB橫截面面積A 21.5cm2,抗彎截面模量Wz 102cm3,材料的許用應(yīng)力 180MPa。圓截面桿CD,其直徑d 20mm,材料的彈性模量E 200Gpa, s 250MPa , p 200 MPa, 1 100, 2 50,如果壓桿不為細(xì)長桿時(shí)

10、采用直線擬合nstA、C、D三處均為球較約束 若已知：li 1.25m,l2 0.55m,F25kN,穩(wěn)定安全系數(shù)20102011材料力學(xué)A卷參考答案一、選擇題(每空1分)1、 D; 2、 D; 3、 A; 4、 C; 5、 A;6、D;7、B; 8、 A;9、B;10、 C、二、作圖題1、剪力、彎矩圖（1分）2、切應(yīng)力分布三、解：(1)對ABMA 0:N 1000進(jìn)行受力分析F （1000 2000） 0（2分）解得N 3FCD桿軸向拉伸與壓縮，由強(qiáng)度條件有F 3F-MPa 180MPaA 35 354解得 f 35 35 180N 57.7KN3 4（2）畫出變形圖如下：（2分）（1分）根

11、據(jù)胡克定律，有N L 3 50 103 -4 2000LCDcd -mm 1.8mmEA 200 109 35 35 10 64根據(jù)變形圖得到D 3.6mm B 5.4mm（2分）（2分）（3）佛釘就是雙剪切由剪切名義應(yīng)力計(jì)算公式得到Fs 150000S 100MPaA 2 -d24解得d 31mm（1分）（1分）（1分）四、解:B點(diǎn)的單元體如圖所示B點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)為純剪切狀態(tài)。由廣義胡克定理有1E450（7分）根據(jù)應(yīng)力彎曲剪應(yīng)力公式： .Me1.5 eIbh（3分）代入廣義胡克定理，得到Me五、解：（1）計(jì)算CD桿的臨界壓力2 IbhE-453 1（7分）（3分）di 5mm4l 1 0.55i

12、 5 10 3110,1 所以CD桿為大柔度桿用歐拉公式計(jì)算臨界壓應(yīng)力與臨界壓力A，Pcr2 , cr_2 _ 9_2_63.14200 103.142010110251KN（2）、（5分）AB桿平衡有 M A 0: F sin 30 2l1TCl1得Tc25KNAB桿拉彎組合變形，彎矩圖與軸力圖下圖所示拉應(yīng)力maxMmaxWz125FnA125 103102 10625、3 103-Z Z42 21.5 1025.3163.2MPa3.校核PcrTc512.05251.8壓桿穩(wěn)定性足夠（1分）max163.2MPa180MPa梁強(qiáng)度足夠（1分）六、解:彈簧引起的靜位移為Ql33K9EI（3分

13、）12八2212-22l-Ql-l-2l-Ql23332333梁的靜位移為：stlQl3 5Ql39EI 9EI（6分）AB 桿 最 大動(dòng)荷系數(shù)K_ 3一（2 分）C點(diǎn)的動(dòng)撓度 d Kd st5Q13 9EI1巴粵（1分）七、解：以C處的約束為多余約束，原結(jié)構(gòu)的基本體系為：（2分）由力法典型方程X10112q -a25ql 48EI1/111 I?（2a32、 4aa a a a）33EI（各3分）將11與1P代入力法典型方程，得X115一 qa 32（2分）剛架的彎矩圖右圖示（2分）4Td220102011材料力學(xué)B卷參考答案一、選擇題(每空1分)1、 D; 2、 D; 3、A; 4、C;

14、5、 A;6、 D; 7、B;8、A;9、B;10、 C、二、作圖題1、 (3分)做軸力圖2、三、解：(1)、取AC為研究對象，受力分析下圖所3Ma（F） 0： -T4 30 4 2解得T 100KN（6分）(2)設(shè)需要n根鋼絲T口口Fax A由鋼絲的強(qiáng)度條件nA（4分）4 100 1033.14 22 1 0 6 1 60 1 06199（根）四、解舊點(diǎn)的單元體如圖所示B點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)為純剪切狀態(tài)。由廣義胡克定理有450（8分）根據(jù)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式：Me16d3代入廣義胡克定理，得到Me94.2N M（3分）又由應(yīng)變公式，得到0 / E FA / E 400106得到31.4N（5 分）五、解：（1

15、）計(jì)算CD桿的臨界壓力（8分）d5mm4110, i 5 10 3所以CD桿為大柔度桿用歐拉公式計(jì)算臨界壓應(yīng)力與臨界壓力2EcrA事3.142 200 1091102（2）、（6分）AB桿平衡有 Ma 0:263.14 202 10F sin 30 2li TJAB桿拉彎組合變形，彎矩圖與軸力圖下圖所示125825.32拉應(yīng)力MmaxmaxWZ125 1038 102 10625 3 1032 21.5 10 4163.2MPa51KN得Tc25KNAB 桿 最 大3.校核Pcr51Tc2.05 nst251.8壓桿穩(wěn)定性足夠（1分）max163.2MPa180MPa梁強(qiáng)度足夠（1分）六、解:

16、彈簧引起的靜位移為Q3K嗎3分）9EI12221222l-Qll2l-Ql23332333梁的靜位移為：stlQl39EI5Ql39EI（8分）動(dòng)荷系數(shù)Kd2h1 J st5Ql3 18EIh5Ql3（2分）C 點(diǎn) 的 動(dòng) 撓 度d Kd st5Ql9EI5Ql3 18EIh5Ql3七、解：以C處的約束為多余約束，原結(jié)構(gòu)q（1分）的基本體系為基本體系（2分）由力法典型方程X1 11 1P 0（211EI（2l l2l 3l l l）34l3EI1P1 . 22ql4富（各4分）1將11與1P代入力法典型方程，得X11P11ql4 汩6ET 4I3剛架的彎矩圖右圖示（2分）材料力學(xué)試題一、填空題

17、（每空2分，共10分）1.根據(jù)強(qiáng)度條件可以進(jìn)行 以及確定許可載荷三個(gè)方面的強(qiáng)度計(jì)算2、直徑為D的實(shí)心圓軸，最大的許可扭矩為T,若將軸的橫截面積增加一倍，則其最大許可扭矩為 3、純剪切狀態(tài)屬于（單、雙、三）向應(yīng)力狀態(tài)。4、構(gòu)件受自由落體沖擊時(shí)，靜變形愈大，則動(dòng)荷系數(shù)。5、一梁在集中力F作用下，其應(yīng)變能為U,若將力F改為2F,其她條件不變，則其應(yīng)變能為 二、單項(xiàng)選擇題：（每題3分，共15分）1、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力公式丁/ 適用于（）桿件。A、任意截面B、任意實(shí)心截面C、任意材料的圓截面D、線彈性材料的圓截面2、梁在某一段內(nèi)作用有向下的均布力時(shí)，則在該段內(nèi)彎矩圖就是一條（）A、上凸曲線B、下凸曲線C、帶有拐

18、點(diǎn)的曲線D、斜直線3、梁的截面為T字型,Z軸通過橫截面的形心，彎矩圖如圖所示，則有（）A、最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力位于同一截面CB、最大拉應(yīng)力位于截面C,最大壓應(yīng)力位于截面C、最大拉應(yīng)力位于截面D,最大壓應(yīng)力位于截面D、最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力位于同一截面DP 口4、等截面直梁在彎曲變形時(shí)，撓曲線的曲率最大發(fā)生在（）處。A、撓度最大 B、轉(zhuǎn)角最大 C、剪力最大 D、 彎矩最大5.在單元體的主平面上（）。A.正應(yīng)力一定最大； B 、正應(yīng)力一定為零；C 、切應(yīng)力一定最?。?D 、 切應(yīng)力一定為零。三、（13分）作圖題2、 （6分H乍圖示梁的男力圖與彎矩圖1、（4分）作圖示桿的軸力圖3KN/m3、 （3

19、分）作圖示桿的扭矩圖3KN m4.2KN m1.2KN m四、（62分）計(jì)算題1.（9分）圖示結(jié)構(gòu)AB為剛性桿,桿1與桿2為長度相等的鋼桿,E 200GPa,兩桿橫截面面積均為.，一 2A 10cm已知F100kN ,試求桿1、桿2的軸力與應(yīng)力2、（9分）一傳動(dòng)軸傳遞的外力偶矩為1、06 KN m=40MPa, G=80GPa,軸的單位長度許可扭轉(zhuǎn)角8 =1° /m,試確定該軸的直徑。3、 （10分）下圖所示 矩形截面懸臂梁，已知l 3m, b 90mm, 1f l , 120MPa , E 200GPa,試求該梁的許可載荷 q。 250h 180mm。右許用撓度4、（6分）單元體各

20、面上的應(yīng)力如圖所示，試求其主應(yīng)力以及最大切應(yīng)力。應(yīng)力單位為 MPa5.（10分）如右圖所示梁、柱混合結(jié)構(gòu)，A、B、C處均為較接，當(dāng)重物W 2.88kN從高度H 60mmAi 1 10 4 m2 ,截面慣性矩處自由下落到AB梁上時(shí),試校核立柱BC的穩(wěn)定性。已知梁的彈性模量E 100GPa,截面慣性矩1 10 6m4 ,柱的彈性模量E 72GPa，橫截面面積I16.25 10 8m4,穩(wěn)定安全因數(shù)為nw3。（簡支梁中點(diǎn)撓度f正） 48EI6、F241m1m1m（10分）水平放置的鋼制折桿如圖所示，在B、D處各受豎直向下的集中力1kN作用。已知材料的許用應(yīng)力F1 0.5kN160MPa，折桿的直徑d

21、 40mm。試根據(jù)第三強(qiáng)度理論校核折桿的強(qiáng)度。7、 （8分）剛架各部分的EI相等，試求在一對P力作用下，A、B兩點(diǎn)之間的相對位移。（要計(jì)軸3、梁的截面為T字型,Z軸通過橫截面的形心，彎矩圖如圖所示，則有（）A、最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力位于同一截面CB、最大拉應(yīng)力位于截面C,最大壓應(yīng)力位于截面 C、最大拉應(yīng)力位于截面D,最大壓應(yīng)力位于截面 D、最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力位于同一截面D4、等截面直梁在彎曲變形時(shí)，撓曲線的曲率最大發(fā)生在（）處。A、撓度最大 B、轉(zhuǎn)角最大 C、剪力最大 D、 彎矩最大5.在單元體的主平面上（）。A.正應(yīng)力一定最大； B 、正應(yīng)力一定為零；C 、 切應(yīng)力一定最??； D 、 切應(yīng)力一定為零。三、（13分）作圖題1、（4分）作圖示桿的軸力圖Z/Z/7Z2、 （6分H乍圖示梁的男力圖與彎矩圖3KN/m2