中國(guó)石油大學(xué)材料力學(xué)試題及答案

1、A 卷20011 2012學(xué)年第 2 學(xué)期材料力學(xué)試卷專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)開課系室工程力學(xué)系考試日期題號(hào)一二三四總分得分閱卷人一、選擇題（每題2 分，共 10 分）圖示結(jié)構(gòu)中， AB 桿將發(fā)生的變形為：（）A. 彎曲變形 B. 拉壓變形 C. 彎曲與壓縮的組合變形 D. 彎曲與拉伸的組合變形矩形截面純彎梁，材料的抗拉彈性模量t 大于材料的抗壓彈性模量Ec 則正應(yīng)力在截面上的分布圖為（） 。按作用方式的不同將梁上載荷分為（）。A 集中載荷B集中力偶C分布載荷D ABC4單向應(yīng)力狀態(tài)必須滿足（）。A 第一主應(yīng)力 P/AB第二主應(yīng)力為 0C第三主應(yīng)力為 0D ABC5以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（） 。構(gòu)件材料的極

2、限應(yīng)力由計(jì)算可得塑性材料已屈服極限為極限應(yīng)力脆性材料以強(qiáng)度極限作為極限應(yīng)力材料的破壞形式主要有 2 種二、填空題（ 30 分）（ 3分） 兩圓軸的尺寸、受力及其支承情況均相同，但其一材料為鋼，另一軸的材料為鋁，若G鋼 3G鋁，則：兩周的最大剪應(yīng)力之比 max鋼 / max鋁為。2.（ 5 分）圖示單元體的最大剪應(yīng)力為。3. （5 分）圖示銷釘?shù)募魬?yīng)力為，積壓應(yīng)力 p 為。4.（ 5分）已知 AB桿直徑 d 30mm，a1m，E 210GPa。 若測(cè)得 AB桿應(yīng)變 7.15 4 10 時(shí)，則載荷 P的值為。（12分）懸臂梁的截面如圖所示， C為形心，小圓圈為彎曲中心位置，虛線表示垂直于軸線的橫向

3、力作用線方向。 試問(wèn)各梁發(fā)生什么變形？將答案寫在相應(yīng)的橫線上。abcdef三、計(jì)算題（ 60 分）1. （15 分） T 字形截面鑄鐵梁的荷載及截面尺寸如圖7-8(a) 示， C 為 T 形截面44t 40MPa，許可壓應(yīng)力 c的形心，慣矩 I z601310 mm，材料的許可拉應(yīng)力 160MPa，試校核梁的強(qiáng)度。（15 分）平行桿系 1、2、3 懸吊著剛性橫梁 AB如圖所示。在橫梁上作用有荷載G。如桿 、 、3的截面積、長(zhǎng)度、彈性模量均相同，分別為A、l 、E。試求12三根桿的軸力N1、N2、N3。（15 分）例 11.2 圖示立柱由兩根 10 槽鋼組成，上端為球形鉸支，下端為固定，長(zhǎng)度 l

4、 =6m，材料的彈性模量 E=200GPa，比例極限 p=200MPa，試問(wèn)當(dāng) a 為何值時(shí)該立柱臨界荷載最大，并求此臨界荷載。試?yán)L出圖示梁的剪力圖和彎矩圖，并寫出簡(jiǎn)要繪圖步驟（ 15 分） 2009-2010 學(xué)年第 1 學(xué)期材料力學(xué)試題標(biāo)準(zhǔn)答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題，每題 2 分DDDDB二、填空題（3分） 1：1（5 分） 50MPA3. （3 分）F（ 2 分） pFdh2d 2 ) / 4( D（5 分）5.31 104N（ 12 分，每空 2 分）（a）、(c)平面彎曲。、(d) 斜彎曲變形。(e)斜彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形。(f)平面彎曲變形。三、計(jì)算題1.解：梁彎矩圖如圖 b 所示。絕

5、對(duì)值最大的彎矩為負(fù)彎矩，發(fā)生于B 截面上，應(yīng)力分布如圖 c 所示（ 3分）。此截面最大拉、壓應(yīng)力分別發(fā)生于截面上、下邊緣各點(diǎn)處（ 2 分）。36.2MPa t （3 分）( c )BM B y130 106157.5I z6013104（3 分） 78.6MPa c雖然 A 截面彎矩的絕對(duì)值MAMB，但 MA為正彎矩，應(yīng)力分布如圖d所示。| |在哪個(gè)截面上，必須經(jīng)計(jì)算才能確定。A 截面最大拉應(yīng)力為( t ) AM A y1150 106157.5I z6013104（3 分）39.3MPa t 最大壓應(yīng)力在 B 截面下邊緣處，最大拉應(yīng)力在 A 截面下邊緣處，都滿足強(qiáng)度條件。（1 分）2.解：設(shè)

6、在荷載G作用下，橫梁移動(dòng)到A B 位置（圖 2- 8b），則桿 1 的縮短量為 l 1，而桿 2、3 的伸長(zhǎng)量為 l 2、 l 3。取橫梁 AB為分離體，如圖 2- 8c，其上除荷載 G外，還有軸力 N1、 N2、N3 以及 X。由于假設(shè) 1 桿縮短， 2、 3 桿伸長(zhǎng)，故應(yīng)將 N1 設(shè)為壓力，而 N2、 N3 設(shè)為拉力。平衡方程X0,X0Y0,N1 N2N 3 G0mB0,N1 2a N 2 a 0（a）三個(gè)平衡方程中包含四個(gè)未知力，故為一次超靜定問(wèn)題。(2)變形幾何方程由變形關(guān)系圖2-8b可看出 B1B C1C ，即2l 3l1 2( l 2l1 ) ，或l1l 32 l 2(b)物理方程

7、l1N1l ,l 2N 2l ,l3N 3lEAEAEA(c)將 (c) 式代入 (b) 式，然后與 (a) 式聯(lián)立求解，可得： N1G,N2G ,N35G6363.解： (1) 計(jì)算 P查表，得槽鋼的截面幾何性質(zhì)：截面慣性矩： I y4，I z04=198.3cm=26cm2，槽鋼截面形心 Z0到直邊的慣性半徑： i y =3.95cm，i z0=1.41cm，面積 A=12.74cm距離y0。=1.52cm（3）計(jì)算在 xz 平面失穩(wěn)的柔度y為大柔度桿。計(jì)算距離 a。注意到當(dāng) I y=I z 時(shí)， Pcr 有最大值I y =2198.3=396.6 cm 4I z =2( I z0+A(

8、y0+a/2) 2 )=2 26+12.74 (1.52+ a/2) 2 令 I y=I z，解得 a=4.32cm（5）計(jì)算 Pcr四、解： (1)利用平衡條件求出A、B 支座的支反力 YA 和 YB。mA0，20 1 40YB 4 10420YB 25kNmB0，20 5 YA410 42400YA 35kN列 CA段 Q、M方程：建立坐標(biāo)系，以 C 端為 x 軸坐標(biāo)原點(diǎn)， CA 段距左端為 x 的任意截面，取左側(cè)為對(duì)象，則Q1 20，（0 x1m）(a)M1 20 x，（ 0 x 1m(b)(3)列 AB段 Q、M方程： AB 段距 C 端為 x 的任意截面，如取右側(cè)為對(duì)象，則Q2 YBq(5