材料力學(xué)試卷及答案,推薦文檔

1、一、 低碳鋼試件的拉伸圖分為、四個階段。（10分）二、三角架受力如圖所示。己知F=20kN,拉桿采用Q235圓鋼，=140MPa,壓桿AB采用橫截 面為正方形的松木，6j=10MPa,試用強度條件選擇拉桿BC的直徑d和壓桿AB的橫截面邊長 （15 分）三、實心圓軸的直徑。=60 mmo傳遞功率P=70kW,軸的轉(zhuǎn)速n = 180 r/min,材料的許用切應(yīng) 力T = 100MPa，試校核該軸的強度o （10分）（15 分）五、圖示為一外伸梁，/=2m,荷載F=8kN,材料的許用應(yīng)力a=150MPa,試校核該梁的正應(yīng)力強 度。（15分）60mm六、單元體應(yīng)力如圖所示，試計算主應(yīng)力，并求第四強度理

2、論的相當(dāng)應(yīng)力。（10分）7Tx flOOMPa| (Tx =100MPa七、圖示矩形截面柱承受壓力Fi=100kN和F2=45kN的作用，2與軸線的偏心距e=200mmob=180mm, /)=300mm。求oax 和為仍（15 分）八、圖示圓桿直徑d=100mm,材料為Q235鋼，E=200GPa, XP=100,試求壓桿的臨界力fcr- （10 分）材料力學(xué)試卷(1)答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、彈性階段、屈服階段、強化階段、頸縮斷裂階段。評分標(biāo)準(zhǔn)：各2.5分。二、c/=15mm; a=34mm.評分標(biāo)準(zhǔn)：軸力5分，d結(jié)果5分，。結(jié)果5分。三、r-87.5 MPa,強度足夠.評分標(biāo)準(zhǔn)：T3分，公式4分

3、，結(jié)果3分。四、Fs圖M圖序圖1.5qaM圖評分標(biāo)準(zhǔn)：受力圖、支座反力5分，剪力圖5分，彎矩圖5分。五、Sax=155.8MPa a =100 MPa ,但沒超過許用應(yīng)力的5%,安全.評分標(biāo)準(zhǔn)：彎矩5分，截面幾何參數(shù)3分，正應(yīng)力公式5分，結(jié)果2分。六、(1) 6=14 1 .42 MPa, CF= 0 , 6=1 4 1.42 MPa； (2) o?4=245 MPao 評分標(biāo)準(zhǔn)：主應(yīng)力5分，相當(dāng)應(yīng)力5分。七、Omax= 0 .64 MPa, Omin=6.04 MPao評分標(biāo)準(zhǔn)：內(nèi)力5分，公式6分，結(jié)果4分。八、Fcr=53.39kN評分標(biāo)準(zhǔn)：柔度3分，公式5分，結(jié)果2分。一、什么博強度失效

4、、剛度失效和穩(wěn)定性失效？二、如圖中實線所示構(gòu)件內(nèi)正方形微元，受力后變形 為圖中虛線的菱形，則微元的剪應(yīng)變/為A、aB、90 -aC、 90 2。 D、 2a答案:D三、材料力學(xué)中的內(nèi)力是指（）。A、物體內(nèi)部的力。B、物體內(nèi)部各質(zhì)點間的相互作用力。C、由外力作用引起的各質(zhì)點間相互作用力的改變量。D、由外力作用引起的某一截面兩側(cè)各質(zhì)點間相互作用力的合力的改變量。答案：B四、為保證機械和工程結(jié)構(gòu)的正常工作，其中各構(gòu)件一般應(yīng)滿足、和 三方面的要求.答案：強度、剛度、穩(wěn)定性五、截面上任一點處的全應(yīng)力一般可分解為 方向和 方向的分量。前者稱為該點的用 表示；后者稱為該點的，用 表示。答案：略第二章內(nèi)力分析

5、畫出圖示各梁的Q、M圖。qa3qa2L qIIHIIIHI h竺_-2.5kN7.5kN第三章拉伸與壓縮一、概念題1、畫出低碳鋼拉伸時Of 曲線的大致形狀，并在圖上標(biāo)出相應(yīng)地應(yīng)力特征值。2、a、b、c三種材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖所示。其中強度最高的材料是；彈性模量最小的材料是；塑性最好的材料是 C答案：a、c、c3、延伸率公式5 =化-/）xlOO%中，指的是?答案:A、斷裂時試件的長度；B、斷裂后試件的長度；C、斷裂時試驗段的長度；D、斷裂后試驗段的長度。4、影響桿件工作應(yīng)力的因素有（）；影響極限應(yīng)力的因素有（）；影響許用應(yīng)力的因素有（）。A、載荷 B、材料性質(zhì) C、截面尺寸 D、工作條件答案

6、：AC B BD5、對于材料，通常以產(chǎn)生0.2%的 時所對應(yīng)的 作為屈服極限，稱為材料的屈服強度，并用記號 表示。答案：無明顯屈服階段的塑性材料、塑性應(yīng)變、應(yīng)力、bo.2。二、圖示為簡易懸臂式吊車簡圖，斜桿由兩根50X50X5的等邊角鋼組成，橫截面面枳為961mm2；水平桿由兩 根10號槽鋼組成，橫截面面枳為2548mm2材料都是A3鋼，許用應(yīng)力b=120MPa。不計兩桿的自重，求允許的最大起吊重量G。Nac = - G = W sin。2嘰=G cosa sinacosaNac0Aac = 11532 kNNab (jAac = 305.76kN G = 0,0 = 55.766 kN三、圖

7、示變截面桿由兩種材料制成。AE段為銅質(zhì)，EC段為鋼質(zhì)。鋼的許用應(yīng)力b鋼=160MPa,銅的許用應(yīng)力為 同鋼=120MPa。AB段橫截而面枳是BC段橫截面面積的兩倍，1000mm2 o外力作用線沿桿軸線方向，P = 60kN。試對此桿進行強度校核。又若己知E鋼=210GPa, E銅=lOOGPa。試計算桿的縱向變形和截面的 相對位移。DENbc = P銅桿 bmax = 120 MPa 壓應(yīng)力 鋼桿 bmax = 120 MPa 拉應(yīng)力I ac = 0 94 inmAab =-1.8 111111四、圖示結(jié)構(gòu)，矩形截面梁AB和圓形截面桿CD所用材料相同，已知材料許用應(yīng)力b = 160MPa。CD

8、桿的直徑 d= 20mm，試求（1）結(jié)構(gòu)的許可載荷P;（2）畫出梁危險截面的正應(yīng)力分布圖。Ncd =L5F1.5mPlc fB2mlm. 70120 TOC o 1-5 h z 22R max max/五、圖示矩形截面木梁。己知P = 10kN,(1)P+ = 5.2kN(2) P- = 10.4kNp+ = 8.8kNa = 1.2 m,木材的許用應(yīng)力b = 10MPa。設(shè)梁橫截面的高、寬比為? = 2 試計算橫截面的尺寸。bh23答案：由- o Mmax = Pa吃=竺=當(dāng)wz63b = 3 = 122 mm庇第七章彎曲變形一、圖示連續(xù)梁中，梁AB與BC用鉉鏈聯(lián)接，A處為固定端約束，CD為

9、直桿。梁的抗彎剛度為E/,桿CD的抗拉C(壓)剛度為EA。試寫出積分法求梁變形時的邊界條件和光滑連續(xù)條件。答案：VA = 以=yc=cd如左=%右二、懸臂梁如圖所示，畫出撓曲線的大致形狀。/ m . m答案：xJ左段各點無位移：中段上彎，且開1向上；J L- |右段不彎曲，但有牽連位移。一山三、簡支梁如圖所示，試寫出當(dāng)用積分法求梁的撓度時確定枳分常數(shù)的支承條件和連續(xù)條件。答案：naP)A = )B = 777-k(a + b)C左=)C右C左=C右四、等截面直梁在彎曲變形時，撓曲線曲率最大發(fā)生在()處。A、撓度最大B、轉(zhuǎn)角最大C、剪力最大D、彎矩最大答案：D五、用疊加法求梁的位移時，應(yīng)滿足的條

10、件是：1.: 2.答案：線彈性、小變形第九章應(yīng)力狀態(tài)與強度理論一、概念題對于圖示三種應(yīng)力狀態(tài)(a)、(b)、(c)之間的關(guān)系，有下列四種答案:A、三種應(yīng)力狀態(tài)等價：B、三種應(yīng)力狀態(tài)均不等價；C、(b)和(c)等價;D、(a)和(c)等價。正確的答案是答案：D圖示單元體的三個主應(yīng)力為：71=答案:10、0、-10承受軸向拉壓的等截面桿，在桿內(nèi)任一點處（）。A、無切應(yīng)力 B、無切應(yīng)變 C、縱截面無正應(yīng)力 D、無橫向線應(yīng)變答案：C若單元體任一截面上的切應(yīng)力均為零，試?yán)L出該單元體可能有的平面應(yīng)力狀態(tài)。答案：略第一和第二強度理論只適用于脆性材料；第三和第四強度理論只適用于塑性材料。這種說法是否正確，為

11、什么？二、受力構(gòu)件內(nèi)某點處，原始單元體應(yīng)力如圖所示。試求主應(yīng)力、主平面方位角和最大切應(yīng)力。（單位MPa）max_們2三、己知平面應(yīng)力狀態(tài)如圖所示（單位MPa）,試求:（1）主應(yīng)力；（2）該平而內(nèi)的最大切應(yīng)力。答案：bmax _ J。？bmm V 7b = 57 er? = 073 = 72050max=32四、鋼構(gòu)件內(nèi)某點的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示（應(yīng)力單位MPa）,材料彈性模量E=200GPa,泊松比JLJ = 0.3 o試求對角線AC的長度改變。32W2+T2而1/3=19.2 nmi三、等截面鋼軸如圖所示。主動輪C上的力4為水平方向，直徑為500,從動輪的直徑為800,鋼軸材料的許用應(yīng)力司= 6

12、5MPa。若軸傳遞的功率為20馬力，轉(zhuǎn)速150rpm, PV1 = 2PV2，試按形狀改變比能理論確定軸的直徑。Pv2 = 2375 N PVi = 2PV2 = 4650 N500800= = 949750 Nnmi (M Jmax = 3% = 2850000 Nunn32 危險截面為B處橫截面。d =笠一22y)max+m=76.44 nnn7rx(y四、圖示為中間開有切槽的板，己知P = 80kN, / = 80imi 沒有開1時比較。Ph - I I答案：/? = 1011111, (7 = 1011111 o試求板內(nèi)最大應(yīng)力，并與開I M = P N = P2bmax= - + 7

13、 = 163.3MPa不開11Nb = = 100 MPaAP2 = 60n:ldM , m=47rkN m, /=0.5m,直徑 d=100mm, (j =160Mpao 校五、己知圖示鋼桿的Pi = 4tt1 2 ；P-t jAAAA ?c、0.7vv2； D、不能確定。J I i答案：c/ ei若壓桿滿足穩(wěn)定條件，是否一定滿足強度條件？又若壓桿滿足強斐條十，是否一定滿足穩(wěn)定條件有四種答 圖示兩根細長壓桿，/、曷相同 （a）桿的穩(wěn)定安全系數(shù)小刃頃實際的穩(wěn)定安全系數(shù)A、1:B、2：C、3；D、4o二、結(jié)構(gòu)如圖示。AB斜桿為圓截而，d = 40mm, / = 800mm,兩端釵支：CAD為邊長

14、100mm的正方形橫截面梁，材料皆為 A3 鋼。=200 MPa, / = 235 MPa, cr = 400 MPa, &206GPa強度安全系數(shù) =1.2,兒=2.0,穩(wěn)定安全系數(shù)，婦=2.5, 0 = 4OkNo試校核該結(jié)構(gòu)是否安全。答案： 穩(wěn)定分析:a/8002 -6002 sin a =800600Nar shia = 900gN ab = 90.7 kN人p =) = 100.8bp干= 61.6徉半=80中長桿（叫8）“= 269.4 kN=2.97 = 2.5強度分析:危險截面：A處截面Mm亦= 300。crmqx = 72 MPa bjbm* =3.26 n. = 2.0三、

15、某型號飛機起落架中承受軸向壓力的斜撐桿為細長桿如圖所示。兩端為餃支約束,桿為空心圓管，外徑D=52mm,內(nèi)徑d=44mm, /=950mm。材料的=1600MPa,=1200 MPa, E=210CPa。試求該斜撐桿的臨界壓力P.。答案:人p =41.56A = = 55.786 A/?r% = 401.716 kN答案:= 32.16 MPab = g = 80MPaAbc =80屬中長桿400B四、圖示結(jié)構(gòu)，AB和BC均為圓截面桿，兩桿直徑相同d = 40mm,材料相同，材料的彈性模量E = 200GPa,比例極限 bp=200MPa,屈服極限 q=240MPa,人戶=99,凡=60, a

16、 = 304MPa , Z? = L12MPa。若兩桿的安全系數(shù)均取為3, P = 70kN ,試校核此結(jié)構(gòu)的安全性。(NBc)cr = 339.131 kN nsf = 4.2 n = 3五、圓截面壓桿 d = 40mm, 7p =200 MPa , o=235MPa, ； =200 GPa, u 二0.25, 8=25%。求：可以用歐拉公式計算臨界應(yīng)力時的最小桿長?！癑第十一章能量法一、圓軸如圖所示，材料的彈性模量為E,剪切彈性模量G,在自由端承受扭矩7及軸向拉力P,試求圓軸所儲存的變形能。-f答案：略17二、圖示連續(xù)梁，AC和CB的抗彎剛度日相等且為常數(shù)。試用能量法求C點的撓度。答案：靜

17、定結(jié)構(gòu)如圖變形條件 c = (E由圖乘法EI 23 3EI(fc)AC =9(P N3SEIN = P代入變形方程得 fc = Uc)cb = 0.257 Pl335El三、求圖示結(jié)構(gòu)的總變形能，并用卡氏定理求C點的鉛垂位移。u = u bd+U AC =9V2EAP2a +P2a33EI6Pcf _ Ubd _ 4(2Pc + Pb)a _12整2P/廠一yj ZCl rCl 十EAEA 3EI四、結(jié)構(gòu)受力如圖所示，剛架各段的抗彎剛度己于圖中標(biāo)出。若不計軸力和剪力對位移的影響，計算8截面的轉(zhuǎn)角EI2答案：CPalxl _ Pal妁瓦五、懸臂梁48長/,抗彎剛度日，受力P,求：用卡氏定理確定A

18、截面撓度及轉(zhuǎn)角。答案：f 2p2/3U = I dx =Jo 2EI6EIr dU Pl3t A 人 dP 3EI6Ui6M f Jo El J0EI 2EI六、（20分）圖示剛架，各段桿的抗彎剛度日相等且為常數(shù)，忽略軸力的影響。試用力法正則方程求解B、C處的支反力。第十二章靜不定系統(tǒng)一、試判斷圖示結(jié)構(gòu)是否為靜不定？若為靜不定，是幾次靜不定？并繪出基本靜定系。答案：一次靜不定號桿短了一個微量S, AB梁視為剛體，試建立二、圖示結(jié)構(gòu)，1、2、3三根桿抗拉壓剛度相同，由于加工原因，2 此結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)方程。三、C處約束力。c32/11 - 3EIA29R?Aid =6EI向上35其他約束力 Yc=

19、P-Ya=P64向上35 Pa順時針 32四、圖示剛架，各段桿的抗彎剛度 曰相等旦為常數(shù)，忽略軸力的影響。試用 力法正則方程求解B、C處的支反力。D力法正則方程61X1 + Sl2X2 + A1P = 0, + = 0各系數(shù) s = (1/2-/ + 21-1)= TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark217 o Current Document 11 El 2 33EI1 1?3?= (- 4/2 - 2/ + 4/2 2/) = Z3El 233EI1911517A1P = 2Pl2l = Pl = -(2P12 2/ + - Pl2 - 21) = -P/3

20、 HYPERLINK l bookmark226 o Current Document a El El盤 El23 3EI34代入正則，得X】=PX-=P28- 7五、圖示靜不定剛架的曰為常量。試用力法正則方程求餃支座的反力。（不考慮軸力和剪力的影響）答案：5 X + 01尸=一；=-L-ql4Xi*El 2J 6EIEl (Jo Jo )六、圖示結(jié)構(gòu)，AB和BC均為圓截面桿，兩桿直徑相同d = 40nmi,材料相同，材料的彈性模量E=200GPa,比B例極限 bp=200MPa,屈服極限 Tv = 240 MPa , Ap=99,心=60, a = 304MPa , Z? = L12MPa。

21、若兩桿1、低碳鋼拉伸經(jīng)冷作硬化后，下列哪項指標(biāo)得到提高的安全系數(shù)均取為3, P = 70kN,試校核此結(jié)構(gòu)的安全性。(A)強度極限；(B)比例極限；(C)斷而收縮率；(D)伸長率。2、材料相同的懸臂梁I和II,所受載荷與截面尺寸如圖所示，關(guān)于最大繞度的說法正確的是I梁最大繞度是II梁的1/4倍;I梁最大繞度是II梁的1/2倍;I梁最大繞度是II梁的2倍； I、II梁最大繞度相同。3、圖示等直梁承受均布荷載q作用，。處用餃鏈連接.在截面Co(A)有剪力，無彎矩；(B)有彎矩，無剪力；(0既有剪力又有彎矩；(D)既無剪力又無彎矩。4、圖示交變應(yīng)力的循環(huán)特征尸、平均應(yīng)力”、應(yīng)力幅值，(應(yīng)力單位為MPa)(A)40、20、10；(B) 20、10、20；0、20、1