材料力學(xué)試卷與答案7套5181

材料力學(xué)試卷1一、繪制該梁的剪力、彎矩圖。（15分）20kNq20kN/m160kNmBADCF72kNAYF148kNCY2m8m2mQM二、梁的受力如圖,截面為T字型，材料的許用拉應(yīng)力[]=40MPa，許用壓應(yīng)力[+-]=100MPa。試按正應(yīng)力強(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度。（20分）200P=20KNCq=10KN/m30ADB1702m3m1m30求圖示單元體的主應(yīng)力及其方位，畫出主單元體和應(yīng)力圓。三、（15分）502030單位：MPa四、圖示偏心受壓柱，已知截面為矩形，荷載的作用位置在A點(diǎn)，試計(jì)算截面上的最大壓應(yīng)力并標(biāo)出其在截面上的位置，畫出截面核心的形狀。(15分)bhyA(yp,z)pz五、結(jié)構(gòu)用低碳鋼A制成，A端固定，B、C為球型鉸支，求：允許荷載[P]。已3知：E=205GPa，s=275MPa，cr=338-1.12,，p=90，s=50，強(qiáng)度安全系數(shù)n=2，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3，AB梁為N016工字鋼，Iz＝1130cm4，Wz＝141cm3，BC桿為圓形截面，直徑d=60mm。（20分）PABZ1m1m1mC六、結(jié)構(gòu)如圖所示。已知各桿的EI相同，不考慮剪力和軸力的影響，試求：D截面的線位移和角位移。（15分）2aBCAPaDa材料力學(xué)2一、回答下列各題（共4題，每題4分，共16分）1、已知低碳鋼拉伸試件，標(biāo)距l(xiāng)100mm，直徑d10mm，拉斷后標(biāo)距的長(zhǎng)度變?yōu)?l125mm，斷口處的直徑為d6.0mm，試計(jì)算其延伸率和斷面收縮率。112、試畫出圖示截面彎曲中心的位置。QSbISz，若要計(jì)算圖示矩形截面A點(diǎn)的剪應(yīng)力，試計(jì)算。z3、梁彎曲剪應(yīng)力的計(jì)算公式zhh/4Ab4、試定性畫出圖示截面截面核心的形狀（不用計(jì)算）。矩形圓形矩形截面中間挖掉圓形圓形截面中間挖掉正方形160kNm20kNq20kN/mBAC10m2mFsM二、繪制該梁的剪力、彎矩圖。（15分）三、圖示木梁的右端由鋼拉桿支承。已知梁的橫截面為邊長(zhǎng)等于0.20m的正方形,q=4OKN/m,彈性模量E＝10GPa；鋼拉桿的橫截面面積A＝250mm2,彈性模量E=210GPa。試求拉桿的122伸長(zhǎng)l及梁中點(diǎn)沿鉛垂方向的位移。（14分）四、磚砌煙窗高h(yuǎn)30m，底截面mm的外徑d3m，內(nèi)徑d2m，自重12P2000kN，受q1kN/m的風(fēng)力作用。試求：（1）煙窗底截面mm的最大壓應(yīng)1力；（2）若煙窗的基礎(chǔ)埋深h04m，基礎(chǔ)及填土自重按P1000kN計(jì)算，土壤的許2用壓應(yīng)力[]0.3MPa，圓形基礎(chǔ)的直徑D應(yīng)為多大？（20分）注：計(jì)算風(fēng)力時(shí)，可略去煙窗直徑的變化，把它看成是等截面的。hqP1mmh0D五、圖示結(jié)構(gòu)中鋼梁AB和立柱CD分別由16號(hào)工子鋼和連成一體的兩根63mm63mm5mm角鋼制成，桿CD符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中實(shí)腹式b類截面中心受壓桿的要求。均布荷載集度q48kN/m。梁及柱的材料均為Q235鋼，[]170MPa，E210MPa。試驗(yàn)算梁和立柱是否安全。（20分）(16號(hào)工字鋼：ZA=6.143cm2)。(20分)I=1130cm4,W=141cm3。63×63×5角鋼：ZI=23.17cm,i=1.94cm,4ZZb類截面中心受壓桿的穩(wěn)定系數(shù)0.5490.5420.5360.529六、試用能量法求圖示剛架截面A的鉛垂位移和截面B的轉(zhuǎn)角。略去剪力和軸力的影響，EI為已知。（15分）材料力學(xué)3一、填空題（每空2分，共計(jì)10分）1、構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，塑性材料以屈服極限作為極限應(yīng)力，脆性材料以強(qiáng)度極限作為極限應(yīng)力。2、圓柱扭轉(zhuǎn)時(shí)，影響扭轉(zhuǎn)角的因素有l(wèi)、T、G、I,如果只將直徑增大一倍扭轉(zhuǎn)角P將減小16倍。3、一拉桿橫截面上的正應(yīng)力為σ，斜截面上最大切應(yīng)力=。2max二、簡(jiǎn)答題（8分）1、構(gòu)件設(shè)計(jì)中，一受彎的碳素鋼軸剛度不夠，為了提高剛度而改用優(yōu)質(zhì)合金鋼是否合理？為什么？。答：不合理。因?yàn)楦鞣N鋼材的彈性模量E非常接近。2、鑄鐵T形截面懸臂梁，在自由端上作用向下的集中荷載。若保證在任何情況下都無扭轉(zhuǎn)變形，即只產(chǎn)生彎曲變形，截面如何放置，梁的強(qiáng)度最高。（畫出截面放置圖，并說明理由。）三、圖示結(jié)構(gòu)中的AB桿可視為剛體，斜桿CD為直徑d=20mm的圓形桿，許用應(yīng)力[σ]=160MPa。試求結(jié)構(gòu)的許可載荷[P]。(15分)C0051DBA10001000PA四、圖示等直圓軸，已知外力偶矩TA＝2.99kN·m,TB＝7.20kN·m,TC＝4.21kN·m,許用切應(yīng)力[τ]＝70MPa,許用單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角[θ]＝1o/m,剪切模量G＝80GPpa.試確定該軸的直徑。（20分）TTATcBd0.5m1.0m五、畫出梁的剪力圖和彎矩圖。（12分）q=2kN/mP=6kNABC6m2m六、簡(jiǎn)支梁受力和尺寸如圖所示，材料為鋼，許用應(yīng)力[σ]=160MPa，（1）按正應(yīng)力強(qiáng)度條件分別設(shè)計(jì)兩種截面的尺寸。（2）比較兩種截面的Wz/A值，以說明那種形式比較經(jīng)濟(jì)。(15分)q=15kN/mABhdb(h=2b)七、圖示托架中桿AB的直徑d=40mm，長(zhǎng)度L=800mm，兩端可視為鉸支，材料為Q235鋼。=100,=60,a=300MPa,b=1.14MPa.σ=240MPa.（1）試求托架的臨界載荷Q；Cpss（2）若已知工作載荷Q=70kN，并要求AB桿的穩(wěn)定安全系數(shù)[n]=2，試問此托架是否安st全？（20分）300600CBDLQAd材料力學(xué)4一、選擇題（每小題2分，共計(jì)10分。）１、應(yīng)力和內(nèi)力有何不同。（）a、應(yīng)力等于內(nèi)力。b、應(yīng)力等于內(nèi)力的代數(shù)和。c、應(yīng)力是矢量。是內(nèi)力的集度。2、實(shí)心圓軸受d、應(yīng)力扭，當(dāng)其直徑增加一倍時(shí)，則最大剪應(yīng)力是原來的（）a、1倍。2b、1倍。4c、倍。81d、1倍。163、關(guān)于剪力、彎矩的正負(fù)號(hào)與坐標(biāo)的選擇有無關(guān)系有以下四種說法，那種方法正確。（）a、它們都與坐標(biāo)系的選擇無關(guān)。b、它們都與坐標(biāo)系的選擇有關(guān)。c、剪力正負(fù)號(hào)與坐標(biāo)系的選擇無關(guān)；而彎矩則有關(guān)。d、剪力正負(fù)號(hào)與坐標(biāo)系的選擇有關(guān)；而彎矩則無關(guān)。4、彎曲正應(yīng)力公式的應(yīng)用條件是：（）a、適用所有彎曲問題。b、純彎曲、等截面直梁。c、平面彎曲、彈性范圍。d、平面彎曲、剪應(yīng)力為零。π/(μ)P=2EIl2計(jì)算。5、在壓桿穩(wěn)定問題中，臨屆力什么時(shí)候可以用cr（）a、很長(zhǎng)的桿。b、很細(xì)的桿。c、彈性模量小的桿。d、柔度大于一定數(shù)值的桿。二、簡(jiǎn)答題（每題4分，共計(jì)8分）1、切應(yīng)力τ正應(yīng)力σ分別表示什么？2、試敘述求解靜不定梁的變形比較法。三、兩鋼桿如圖所示，已知截面積A1=1cm2,A2=2cm2；材料的彈性模量E=210GPa,線膨脹系數(shù)α＝12.5×10-61/oC。當(dāng)溫度升40oC時(shí)，試求兩桿內(nèi)的最大應(yīng)力。（18分）A2A1A2200200100A四、圖示傳動(dòng)軸，偶矩mA＝2.99kN·m，mB＝7.20kN·m，mC＝4.21kN·m，1/m,剪切模量G＝許用應(yīng)力[τ]＝70Mpa,許用單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角[θ]＝o80Gpa。確定該軸的直徑。（16分）mmmCABd1.0m0.5m五、繪制圖示靜定梁的彎矩圖和剪力圖。（12分）Me=2kN·mEq=2kN/mABC2m2m2m六、由鑄鐵制造的外伸梁，受力和截面尺寸如圖所示。其中z為中性軸。已知鑄鐵的拉伸許用應(yīng)力[σ]+=40MPa,壓縮許用應(yīng)力[σ]-=60MPa。，I=7.65×106mm4。試校核該粱的強(qiáng)z度。（16分）12kN6kNABCE1m1m1m七、圖示托架中的AB桿，直徑為Q235鋼，彈性模量E=200GP，aλp=100,λs=60,a=310MPa,b=1.14Mpa。(1)試求托架的臨界載荷Qc；（2）若已知工作載荷Q=70kN，并要求d=40mm，長(zhǎng)度l=800mm,兩端可視為鉸支，材料AB桿的穩(wěn)定安全因數(shù)[n]=2，st試問此托架是否安全？(16分)0.5m1mCDB30oLQA材料力學(xué)5一、選擇題（每小題2分，共計(jì)10分。）１、關(guān)于力和變形及位移有下述論述:正確答案是（）a、有力一定有變形，有力不一定有位移；b、沒有力就沒有變形，因而也就沒有位移；c、沒有力也可以有變形和位移；d、沒有變形和位移一定沒有力。則最大剪應(yīng)力是原來的（2、實(shí)心圓軸受扭，當(dāng)其直徑增加一倍時(shí)，）1a、倍；1b、倍；1c、倍；1d、倍。162484、在利用積分計(jì)算梁位移時(shí)，a、剪力對(duì)梁變形的影響；b、支承條件與連續(xù)的影響；c、橫截面形心沿梁軸方向的位移對(duì)梁變形的積分常數(shù)主要反映了：影響；d、對(duì)撓曲線微分方程誤差的修正。4、平面彎曲時(shí)，如何確定中性軸的位置，有以下說法，那種方法正確。（）a、橫截面上正應(yīng)力為零的點(diǎn)之連線即為中性軸；b、梁橫截面與中性層的交線即為中性軸；c、過截面形心且與中性層的交線即為中性軸；d、梁的對(duì)稱面與中性層的交線即為中性軸。5、在壓桿穩(wěn)定問題中，臨界力什么時(shí)候可以用P=π2EI/(μl)2計(jì)算。（）cra、很長(zhǎng)的桿。b、很細(xì)的桿。c、彈性模量小的桿。d、柔度大于一定數(shù)值的桿。二、簡(jiǎn)答題（每題4分，共計(jì)8分）1、切應(yīng)力τ正應(yīng)力σ分別表示什么？2、冬天自來水管因其中的水結(jié)冰而被漲裂，但冰為什么不會(huì)受水管的反作用而被壓碎呢？三、兩鋼桿如圖所示，已知截面積A=1cm2,A=2cm2；材料的彈性模量E=210GPa,線膨脹系數(shù)12α＝12.5×10-61/oC。當(dāng)溫度升40C時(shí)，試求兩桿內(nèi)的最大應(yīng)力。（18分）oA2A1A2200200100A1四、傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min,主動(dòng)輪輸入功率P=368kW，從動(dòng)輪2、3分別輸出功率1P=147kW，P=221kW。已知[τ]=70MPa，[θ]=1o/m，G=80Gpa。試設(shè)計(jì)軸的直徑。(16分)32P2P1P3312500mm400mm五、繪制圖示靜定梁的彎矩圖和剪力圖。（12分）P=30kNq=10kN/mBAC1m2m六、由鑄鐵制造的外伸梁，受力和截面尺寸如圖所示。其中z為中性軸。已知鑄鐵的拉伸許用應(yīng)力[σ]=40MPa,壓縮許用應(yīng)力[σ]=60MPa。，I=7.65×106mm4。試校核該粱的強(qiáng)+-z度。（16分）12kNq=9kN/mABCE1m1m1m七、圖示托架中桿AB的直徑d=40mm，長(zhǎng)度L=800mm，兩端可視為鉸支，材料為Q235鋼。=100,=60,a=300MPa,b=1.14MPa.σ=240MPa.（1）試求托架的臨界載荷Q；Cpss（2）若已知工作載荷Q=70kN，并要求AB桿的穩(wěn)定安全系數(shù)[n]=2，試問此托架是否安st全？（20分）300600LCABDQd材料力學(xué)6一、（10分）某塑性材料制成的等截面方形直桿，橫截面寬、高尺寸均為a，桿總長(zhǎng)度為3L，材料彈性模量為E，許用應(yīng)力為[σ]，受力情況如圖所示（圖中黑點(diǎn)表示力作用點(diǎn)的位置）。軸力圖；（2）給出桿強(qiáng)度校合的表達(dá)式；總伸長(zhǎng)量。P3PP（1）畫出桿的PLLL（3）計(jì)算桿的二、（10分）一軸AB傳遞的扭矩為m，AC段為實(shí)心圓截面，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面直徑為D；CB段為空心圓截面，外徑和內(nèi)徑分別為D和d，長(zhǎng)度也為L(zhǎng)。材料剪切模量為G，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為[τ]。mm（1）給出校合軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的表達(dá)式；ACB（2）計(jì)算B、C截面的相對(duì)轉(zhuǎn)角。LL三、（10分）做圖示梁的剪力圖和彎矩圖。POOOOaaa四、（10分）一矩形截面梁如圖所示，已知梁總長(zhǎng)度為4m，P＝2KN，橫截面的高寬比h/b=3，材料為松木，其許用應(yīng)力為[σ]＝8MPa。試按強(qiáng)度條件選擇截面尺寸。PPPhOOOO1m1m1m11mb五、（10分）懸臂梁的受力如圖所示，桿總長(zhǎng)度為3a，B點(diǎn)作用一集中力偶m，梁的抗彎剛度為EI，求C點(diǎn)處的撓度和轉(zhuǎn)角。fccmABC2aa六、（10分）已知一點(diǎn)為平面應(yīng)力狀態(tài)如圖所示30MPa（1）求該平面內(nèi)兩個(gè)主應(yīng)力的大小及作用方位，并畫在單元體圖上。（2）按照第三強(qiáng)度理論，給出該單元體的當(dāng)量應(yīng)力。80MPa七、（10分）一截面為120×200mm2的矩形木柱，長(zhǎng)l＝4m，兩端鉸支，木柱為松木（a＝40，b＝0.203，λ＝59），其pE＝10Gpa，試求木柱的彈性模量為臨界力。材料力學(xué)7一、選擇題（每小題2分，共計(jì)10分）N１、應(yīng)力公式應(yīng)用范圍是（）Aa、應(yīng)力在比例及限內(nèi)。b、外力合力的作用線沿桿軸線。c、桿內(nèi)各截面上的軸力必須相等。d、桿件的截面圓形截面。2、實(shí)心圓軸受扭，當(dāng)其直徑增加一倍時(shí)，則最大剪應(yīng)力是原來的（）11a、倍。b、倍。11c、倍。d、16倍。8243、關(guān)于剪力、彎矩的正負(fù)號(hào)與坐標(biāo)的選擇有無關(guān)系有以下四種說法，那種方法正確。（）b、它們都標(biāo)系的選擇有關(guān)。c、剪力正負(fù)號(hào)與坐標(biāo)系的選擇無關(guān)；而彎矩則有關(guān)。正負(fù)號(hào)與坐標(biāo)系的選擇有關(guān)；而彎矩則a、它們都標(biāo)系的選擇無關(guān)。d、剪力無關(guān)。4、在利用積分計(jì)算梁位移時(shí)，積分常數(shù)主要反映了：形的影響。、b支承條件與連續(xù)條件對(duì)梁變形的影響。c、橫截面形心沿梁軸方向的位形的影響。d、對(duì)撓曲線微分方程誤差的修正。壓桿穩(wěn)定問題中，臨界力什么時(shí)候可以用P=π2EI/(μl)2計(jì)算。（）a、剪力對(duì)梁變移對(duì)梁變5、在cra、很長(zhǎng)的桿。b、很細(xì)的桿。c、彈性模量小的桿。d、柔度大于一定數(shù)值的桿。二、簡(jiǎn)答題（每題4分，共計(jì)8分）1、切應(yīng)力τ正應(yīng)力σ分別表示什么？d和長(zhǎng)度l都相同，而材料不同的兩根軸，在相同的扭矩作用下，它們的最大剪應(yīng)力是否相max2