材料力學(xué)試卷和答案

.....下載可編輯..下載可編輯......下載可編輯.低碳鋼試件的拉伸圖分為、、、四個(gè)階段。(10分)三角架受力如圖所示。已知F=20kN,拉桿BC采用Q235圓鋼，［］=140MPa,壓桿AB采用鋼橫截面為正方形的松木，[]=10MPa，試用強(qiáng)度條件選擇拉桿BC的直徑d和壓桿AB的橫截面邊木長a。長a。(15分)三、實(shí)心圓軸的直徑D＝mm60。傳遞功率P＝70kW，軸的轉(zhuǎn)速＝180r/min，材料的許用切應(yīng)力[]＝100MPa，試校核該軸的強(qiáng)度。（10分）FCAB試?yán)L制圖示外伸梁的剪力圖和彎矩圖，q、a均為已知。（15分）q qa2 qaaaaa2AB....圖示為一外伸梁，l=2m，荷載F=8kN，材料的許用應(yīng)力[]=150MPa，試校核該梁的正應(yīng)力強(qiáng)度。(15分)lllFABDC4F100mm100mm60mm七、圖示矩形截面柱承受壓力F1kN=100和F2kN=45的作用，F(xiàn)2與軸線的偏心距mm=200。x＝MPa100x＝MPa100y＝MPa100單元體應(yīng)力如圖所示，試計(jì)算主應(yīng)力，并求第四強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力。(10分)eb=180mm，h=300mm。求和。（15分） max minFcrd3m八、圖示圓桿直徑dFcrd3m(10分)《材料力學(xué)》試卷（1）答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮斷裂階段。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：各2.5分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：內(nèi)力5分，公式6分，結(jié)果4分。八、Ｆ=53.39kNcr評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：q柔度3分，公式5分，結(jié)果2分。什么是強(qiáng)度失效、剛度失效和穩(wěn)定性失效？如圖中實(shí)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B、900C、9002D、2答案：D材料力學(xué)中的內(nèi)力是指（）。物體內(nèi)部的力。物體內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力。由外力作用引起的各質(zhì)點(diǎn)間相互作用力的改變量。由外力作用引起的某一截面兩側(cè)各質(zhì)點(diǎn)間相互作用力的合力的改變量。答案：B為保證機(jī)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。.........下載可編輯..下載可編輯......下載可編輯.答案：強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性五、截面上任一點(diǎn)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(diǎn)的，用表示；后者稱為該點(diǎn)的，用表示。答案：略第二章內(nèi)力分析畫出圖示各梁的Q、M圖。qa3.5qaqa3.5qaqa2qaaa1.5qaACDqaqqa/49qa/4aaa1.5qa2.5qa1.5qa2.5qaqaqa/45qa/4qa2/4qa2Q圖qa2qa2 M圖3qa2CCm1m1m1DBAMkNm=5P=10kN2qaqa2a2.5kN7.5kN2.5kN7.5kN2qa2qa22qa25kN.m5qa2第三章拉伸與壓縮概念題1、畫出低碳鋼拉伸時(shí)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(qiáng)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。aabcO答案：a、c、cCC4m延伸率公式ll/l100%中l(wèi)指的是?答案：D 1 1A、斷裂時(shí)試件的長度；B、斷裂后試件的長度；C、斷裂時(shí)試驗(yàn)段的長度；D、斷裂后試驗(yàn)段的長度。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：ACBBD對(duì)于材料，通常以產(chǎn)生0.2%的時(shí)所對(duì)應(yīng)的作為屈服極限，稱為材料的屈服強(qiáng)度，并用記號(hào)表示。答案：無明顯屈服階段的塑性材料、塑性應(yīng)變、應(yīng)力、0.2。圖示為簡(jiǎn)易懸臂式吊車簡(jiǎn)圖，斜桿由兩根50×50×5的等邊角鋼組成，橫截面面積為961mm2；水平桿由兩根10號(hào)槽鋼組成，橫截面面積為2548mm2。材料都是A3鋼，許用應(yīng)力120MPa。不計(jì)兩桿的自重，求允2m許的最大起吊重量G。 G N N GACACsin 2 N GNACG3NBC cossincosABN []A115.32kNGNAC55.766kNAC AC 1 2N []A305.76kNG3N529.591kNAB AC 2AB[G]{G,G}55.766kN 1 2min三、圖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160MPa，銅的許用應(yīng)力鋼為120MPa。AB段橫截面面積是BC段橫截面面積的兩倍，A1000mm2。外力作用線沿桿軸線方向，銅 ABP60kN。試對(duì)此桿進(jìn)行強(qiáng)度校核。又若已知E210GPa，E100GPa。試計(jì)算桿的縱向變形和AB截面的 鋼 銅相對(duì)位移。 N 2PAD N NP DE EBNPBC銅桿max120MPa壓應(yīng)力鋼桿max120MPa拉應(yīng)力lAC0.94mmAB1.8mm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[]160MPa。CD桿的直徑d=20mm，試求結(jié)構(gòu)的許可載荷[P]；畫出梁危險(xiǎn)截面的正應(yīng)力分布圖。N1.5PCD 2 2120CDA1.5mP2CDA1.5mP2m1m 13CD 3M 1000PM1000P[]70max W W []W 160701202 P 26880N26.88kN 210001000 6.........下載可編輯..下載可編輯..下載可編輯.五、如圖所示兩板用圓錐銷聯(lián)結(jié)，則圓錐銷的受剪切面積為（）；計(jì)算擠壓面積為（）。A、1D2B、1d2441D2d24PPDdhh1Dd2 hDdF、h3dDPPDdhh E、第五章扭轉(zhuǎn)實(shí)心圓軸1和空心圓軸2橫截面面積相同，受相同的扭矩作用，若空心圓軸的內(nèi)、外徑之比=0.6，求空心圓軸與實(shí)心圓軸最大切應(yīng)力之比max2。max1答案：0.588試畫出下列各圓截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力分布MMM答案：略在圖示受扭圓軸橫截面上的剪應(yīng)力分布圖中，正確答案是。TTTTT(A)(B)(C)(D)答案：D一內(nèi)外徑之比為=d/D的空心圓軸，當(dāng)兩端承受扭轉(zhuǎn)力偶矩時(shí)，橫截面上的最大剪應(yīng)力為，則內(nèi)圓周處的剪應(yīng)力有四種答案：；（B）；（C）(1-3)；（D）(1-4)正確答案是。答案：B兩根直徑相同而長度及材料不同的圓軸，在相同扭矩作用下，其最大切應(yīng)力和單位長度扭轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系是（）。max1max2，12B、max1max2，12C、max1max2，12D、max1max2，12答案：B六、在扭轉(zhuǎn)破壞實(shí)驗(yàn)中，低碳鋼圓試樣沿剪斷；鑄鐵圓試樣沿拉斷。答案：橫截面、近似450斜截面第六章彎曲應(yīng)力一、概念題圖示鑄鐵簡(jiǎn)支梁，當(dāng)梁的橫截面面積一定時(shí)，最合理的截面形狀是?ABABPaaBCDl/5l/5q4l/l/5l/5q3l/答案：D畫出懸臂梁任一截面上彎曲正應(yīng)力及剪應(yīng)力分布。答案：略為了提高梁的承載能力，梁的支座有圖示四種方案，合理方案是。qqlql.下載可編輯..下載可編輯..下載可編輯......(A)(B)(C)(D)答案：D4、如圖所示圓截面懸臂梁，若梁的其他條件不變，而直徑增加一倍，則其最大正應(yīng)力是原來的倍。答案：八分之一5、梁的橫截面形狀如圖所示。圓截面上半部有一圓孔。在xoy平面內(nèi)作用有正彎矩M，(1)試畫出正應(yīng)力分布圖；(2)絕對(duì)值最大的正應(yīng)力位置有以下四種答案：Pldzyabcdo....maxBmax47.87MPa（B截面的上邊緣各點(diǎn)）四、圖示T形截面簡(jiǎn)支梁,[]=30Mpa,[]=60Mpa,Iz=763×104mm4,E=120Gpa。求：（1）梁的許用載荷[P]；（2）若梁倒置，[P]=？。20AB1AB1m1mPz8012020（單位：mm） 答案：由maxMmaxy []MmaxPl4[P]y4IZl[] I max Z max（1）[P]5.2kN（2）[P]10.4kN[P]8.8kN五、圖示矩形截面木梁。已知P10kN，a1.2m，木材的許用應(yīng)力[]10MPa。設(shè)梁橫截面的高、寬bPabPa32632bbhWZaaaaPP2Pb答案：由maxMWmax[]MmaxhZ 3Pa 122mm[b]32[]第七章彎曲變形qCBAl1qCBAl1l2D答案：yA0A0yClCDC左C右二、懸臂梁如圖所示，畫出撓曲線的大致形狀。aaaaamm答案：.....下載可編輯..下載可編輯......下載可編輯.57037 1 2max min32max 2四、鋼構(gòu)件內(nèi)某點(diǎn)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0.3。試求15對(duì)角線AC的長度改變。30300AC30300AC 300 1200AC AC E1300 12003mmAC509.2910五、兩端封閉的鑄鐵圓筒，其內(nèi)徑d=100mm，壁厚t=10mm，承受內(nèi)壓p=5MPa，并且在兩端受軸向壓力P=100kN的作用，材料的許用拉應(yīng)力[]=40MPa，試用第三強(qiáng)度理論校核其強(qiáng)度。（可近似地看作薄壁圓筒）DpDpPP環(huán)向30.25徑向15.125-7.23=28.937=-13.81第三相當(dāng)應(yīng)力44.06不滿足強(qiáng)度條件。第九章組合變形一、概念題圖示結(jié)構(gòu)中，桿1發(fā)生變形；桿2發(fā)生變形；桿3發(fā)生變形。答案：拉伸、壓縮、彎曲應(yīng)用疊加原理分析組合變形桿內(nèi)的應(yīng)力，應(yīng)滿足的條件為：1.；。答案：線彈性、小變形斜彎曲時(shí)危險(xiǎn)點(diǎn)處于向應(yīng)力狀態(tài)；拉（壓）與彎曲組合變形時(shí)危險(xiǎn)點(diǎn)處于向應(yīng)力狀態(tài)；扭轉(zhuǎn)與彎曲組合變形時(shí)危險(xiǎn)點(diǎn)處于向應(yīng)力狀態(tài)。答案：?jiǎn)?、單、雙構(gòu)件受偏心壓力作用時(shí)，外力作用點(diǎn)離截面形心愈近，則中性軸距形心愈；當(dāng)外力作用點(diǎn)位于截面形心附近一區(qū)域內(nèi)時(shí)，可保證截面上不產(chǎn)生拉應(yīng)力，這一區(qū)域成為。答案：近、壓力中心....在斜彎曲中，橫截面上危險(xiǎn)點(diǎn)的最大正應(yīng)力、截面撓度都分別等于兩相互垂直平面內(nèi)的彎曲正應(yīng)力、撓度的疊加，這兩種疊加有何不同。答案：代數(shù)疊加、矢量疊加二、圖示ABC折桿，C端受平行于y軸的力P=1kN，材料為鋼質(zhì)，[]=160MPa。試用第三強(qiáng)度理論計(jì)算圓軸zxABCzxABC100mm50mmyP答案：危險(xiǎn)截面：固定端TPaMPla50mml100mmM2T2Wd3d32M2T21319.2mm WZ Z 32 三、等截面鋼軸如圖所示。主動(dòng)輪C上的力P為水平方向，直徑為500，從動(dòng)輪的直徑為800，鋼軸材料的許用h應(yīng)力[]65MPa。若軸傳遞的功率為20馬力，轉(zhuǎn)速150rpm，P2P，試按形狀改變比能理論確定軸的直O(jiān)zOzyxDBAChP2VP1VP350300300答案：m936.5NmPh3799NPV22375NPV12PV24650N 500 800(M)P949750Nmm(M)3P2850000Nmm Zmax h2 ymax V2232(M)2m2危險(xiǎn)截面為B處橫截面。d3 ymax 76.44mm[]PPah四、圖示為中間開有切槽的板，已知P80kN，h80mm，b10mm，PPah b答案：開口MPaNP2 M N N。試求板內(nèi)最大應(yīng)力，并與maxWA163.3MPa不開口A100MPalm1P2P五、已知圖示鋼桿的P14πkN，P260πkN，m=4kNm，l=0.5m，直徑lm1P2P答案： M P288MPa W A m 242155.3MPa 64MPar3Wp壓桿喪失穩(wěn)定直線平衡形態(tài)時(shí)的最小壓力值；壓桿在彎曲平衡形態(tài)時(shí)的壓力值；壓桿由穩(wěn)定平衡過渡到不穩(wěn)定平衡時(shí)的壓力值；壓桿喪失承載能力時(shí)的最小壓力值。3.一端固定、一端為彈性支撐的壓桿如圖所示，其長度系數(shù)的范圍為（）。A、0.7；B、2；C、0.72；D、不能確定。答案：ClEIlEIP5.圖示兩根細(xì)長壓桿，l、EI相同。（a）桿的穩(wěn)定安全系數(shù)n=4；則（b）桿實(shí)際的穩(wěn)定安全系數(shù)n有四種答st st案,正確答案是。A、1；B、2；C、3；D、4。22Pl2P2PEIlPEI(a)(b)答案：B二、結(jié)構(gòu)如圖示。AB斜桿為圓截面，d40mm，l800mm，兩端鉸支；CAD為邊長100mm的正方形橫截答案：41.56iID(12)p A 4l55.786pPLj401.716kNi四、圖示結(jié)構(gòu)，AB和BC均為圓截面桿，兩桿直徑相同d40mm，材料相同，材料的彈性模量E200GPa，比例極限200MPa，屈服極限240MPa，99，60，a304MPa，b1.12MPa。若兩P s P s桿的安全系數(shù)均取為3，P70kN，試校核此結(jié)構(gòu)的安全性。答案： 2 1NP壓NP拉 BC 3 AB 3332.16MPa[]s80MPa AB nBC80屬中長桿(NBC)cr339.131kNnst4.2n3五、圓截面壓桿d=40mm，=200MPa，=235MPa p s求：可以用歐拉公式計(jì)算臨界應(yīng)力時(shí)的最小桿長。ACAC400060B，E=200GPa，μ=0.25，δ=25%。PLPL....答案： i ELz1.419mminp第十一章能量法LdTPT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LdTPTP答案：略圖示連續(xù)梁，AC和CB的抗彎剛度EI相等且為常數(shù)。試用能量法求C點(diǎn)的撓度。1.51.5llABCP答案：1.5(P-N1.5(P-N)lACPBCNN CAC CCB由圖乘法 11 2 N(f)Nl2ll3CCBEI233EI 9(PN)3 Nl(fC)AC8EIlN27P代入變形方程得fC(fC)CB0.257EI1Pl335aaAaaA45EIEIEAPBDPC答案：令P=P=P C BNBD22PCPB2PP2 92UBD2 CEABaEAP2a aP2x2 P2a3U 2U 2 C dxC AC BCUUUBD ACUfBDC PC 2EI 3EI092P2aP2a3 EA 3EI42PP122 2Pa32 C BaPaEA EA 3EI.....四、結(jié)構(gòu)受力如圖所示，剛架各段的抗彎剛度已于圖中標(biāo)出。若不計(jì)軸力和剪力對(duì)位移的影響，計(jì)算B截面的轉(zhuǎn)角B。答案：221EIPalEIPalB五、懸臂梁AB長l，抗彎剛度EI，受力P。求：用卡氏定理確定A截面撓度及轉(zhuǎn)角。答案：EIlPxEIxPUl6d232022yxPlABCAEI2EI1laPBUPl3lPxMf2dxfU12EIAP3EIAMU1lPxEIMfdxlPxEIdx2PlEI20 f 0 0六、（20分）圖示剛架，各段桿的抗彎剛度EI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。PPBlll2lA第十二章靜不定系統(tǒng).........下載可編輯..下載可編輯......下載可編輯.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號(hào)桿短了一個(gè)微量，AB梁視為剛體，試建立此結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)方程。PcPcab123Bl A答案：lll 1 3 2PPaPPaABC2PaBX01=1C2a三、如圖所示平面剛架，各桿EI相等，均為常數(shù)，受分布力q和力偶m作用。求A、C處約束力。AB2a2aPCm=Paaa答案： m=Pa2aA 32a3 29Pa3111P6EI3EI29P由X0X164YA向上1111P其他約束力YPY3564P向上MA3235Pa順時(shí)針 C A圖示剛架，各段桿的抗彎剛度PPBlll2lAEI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。答案：llAX1=1PX2X1APPlPlA2l2lAX2=1BC力法正則方程XX01 12 2 1PXX01 22 2 2P 112 8各系數(shù)(l2l2l2l) l3 11EI23 3EI 11 2 32 1 4 (4l22l4l22l) l34l2ll3 22EI2 3 3EI 12 21 EI EI 1 2 1 1 5 172Pl2lPl3(2Pl22lPl22l) Pl3 1PEI EI 2P EI 2 3 3EI代入正則，得X3PX4P 128 27圖示靜不定剛架的EI為常量。試用力法正則方程求鉸支座的反力。（不考慮軸力和剪力的影響）BBqCAllBqCAX1答案：11X11P01lqx2ldx01ql4 1P EI02 6EI 1l l 11EI0x2dx0l2dx4l3X118ql