材料力学试题及答案.doc

20102011材料力学试题及答案A 一、单选题（每小题2分，共10小题，20分）1、 工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（ ）项，其他各项是必须满足的条件。A、强度条件 B、刚度条件 C、稳定性条件 D、硬度条件2、内力和应力的关系是（ ）A、内力大于应力 B、内力等于应力的代数和 C、内力是矢量，应力是标量 D、应力是分布内力的集度3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（ ）。A、形状尺寸不变，直径线仍为直线。 B、形状尺寸改变，直径线仍为直线。C、形状尺寸不变，直径线不保持直线。D、形状尺寸改变，直径线不保持直线。4、建立平面弯曲正应力公式,需要考虑的关系有（ ）。A、平衡关系,物理关系，变形几何关系； B、变形几何关系，物理关系，静力关系；C、变形几何关系，平衡关系，静力关系； D、平衡关系, 物理关系，静力关系；5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（ ）来确定积分常数。A、平衡条件。 B、边界条件。 C、连续性条件。 D、光滑性条件。6、图示交变应力的循环特征、平均应力、应力幅度分别为（ ）。A -10、20、10； B 30、10、20； C 、20、10； D 、10、20 。7、一点的应力状态如下图所示，则其主应力、分别为（ ）。A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 50 MPa、0、-50Mpa、D -50 MPa、30MPa、50MPa8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（ ）。A、2 B、3 C、4 D、59、压杆临界力的大小，（ ）。A 与压杆所承受的轴向压力大小有关；B 与压杆的柔度大小有关；C 与压杆材料无关；D 与压杆的柔度大小无关。10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移，要求结构满足三个条件。以下那个条件不是必须的（ ）A、EI为常量 B、结构轴线必须为直线。 C、图必须是直线。 D、和至少有一个是直线。二、按要求作图(共12分)1、做梁的剪力、弯矩图(10分) 2、画出右图所示空心圆轴横截面上沿半径OA方向的剪应力分布示意图.（2分）三、结构尺寸及受力如图所示，AB可视为刚体，CD为圆截面钢杆，直径为mm，材料为Q235钢，许用应力为MPa，（共15分）（1）求许可载荷。（6分） (2) 计算当时，B点竖向位移（6分）(3) 若D处（双剪切）铆钉许用切应力，试设计铆钉直径。（3分）四、（13分）在受集中力偶矩Me作用的矩形截面简支梁中，测得中性层 上k点处沿45o方向的线应变为，已知材料的E,和梁的横截面及长度尺寸b,h,a,l.试求集中力偶矩Me。ATO五、（14分）如图所示结构，杆横截面面积cm2，抗弯截面模量cm3，材料的许用应力MPa。圆截面杆，其直径mm，材料的弹性模量Gpa，MPa，如果压杆不为细长杆时采用直线拟合。、三处均为球铰约束，若已知：m，m，kN，稳定安全系数，校核此结构是否安全。六、（12分）重为的物体从高度处自由落下，若已知梁的抗弯刚度为，支座的弹簧刚度为（产生单位长度变形所需的力），且，试求点冲击挠度。七、（14分）平面刚架如图所示，为常量，试用力法作其弯距图。欲索取更多考研资料，请上北京天问教育网站官网！一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分)1.轴的扭转剪应力公式=适用于如下截面轴( ) A.矩形截面轴 B.椭圆截面轴 C.圆形截面轴 D.任意形状截面轴2.用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的是哪个?( ) A.实心圆轴 B.空心圆轴 C.两者一样 D.无法判断3.矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时，从正应力强度考虑，该梁的承载能力的变化为( ) A.不变 B.增大一倍 C.减小一半 D.增大三倍4.图示悬臂梁自由端B的挠度为( )A. B. C. D. 5.图示微元体的最大剪应力max为多大?( )A. max=100MPaB. max=0C. max=50MPaD. max=200MPa6.用第三强度理论校核图示圆轴的强度时，所采用的强度条件为( )A. B.C. D. 7.图示四根压杆的材料、截面均相同，它们在纸面内失稳的先后次序为( )A. (a),(b),(c),(d)B. (d),(a),(b),(c)C. (c),(d),(a),(b)D. (b),(c),(d),(a)8.图示杆件的拉压刚度为EA，在图示外力作用下其变形能U的下列表达式哪个是正确的?( )A. U=B. U=C. U=D. U=9图示两梁抗弯刚度相同，弹簧的刚度系数也相同，则两梁中最大动应力的关系为( )A. (d) a =(d) bB. (d) a (d) bC. (d) a (d) bD. 与h大小有关二、填空题(每空1分，共20分)1.在材料力学中，为了简化对问题的研究，特对变形固体作出如下三个假设：_，_，_。2.图示材料和长度相同而横截面面积不同的两杆，设材料的重度为，则在杆件自重的作用下，两杆在x截面处的应力分别为(1)=_，(2)=_。3.图示销钉受轴向拉力P作用，尺寸如图，则销钉内的剪应力=_，支承面的挤压应力bs=_。4.图示为一受扭圆轴的横截面。已知横截面上的最大剪应力max=40MPa，则横截面上A点的剪应力A=_。5.阶梯形轴的尺寸及受力如图所示，其AB段的最大剪应力max1与BC段的最大剪应力max2之比=_。6.图示正方形截面简支梁，若载荷不变而将截面边长增加一倍，则其最大弯曲正应力为原来的_倍，最大弯曲剪应力为原来的_倍。7.矩形截面悬臂梁的尺寸及受载如图所示，(1)若梁长l增大至2l，则梁的最大挠度增大至原来的_倍；(2)若梁截面宽度由b减为，则梁的最大挠度增大至原来的_倍；(3)若梁截面高度由h减为，则梁的最大挠度增大至原来的_倍。8.图示为某构件内危险点的应力状态，若用第四强度理论校核其强度，则相当应力 eq4=_。9.将圆截面压杆改为面积相等的圆环截面压杆，其它条件不变，则其柔度将_，临界载荷将_。三、分析题(每小题5分，共20分)1.在图示低碳钢和铸铁拉伸试验的“应力应变”图上，注明材料的强度指标(名称和代表符号)，并由图判断：_是脆性材料，_是塑性材料。2.画出图示阶梯形圆轴的扭矩图，用图中m和d写出圆轴最大剪应力的计算式，并指出其作用点位置。3.图示矩形截面悬臂梁，若已知危险截面上E点的应力为E=40MPa，试分析该截面上四个角点A、B、C、D的应力(不必写出分析过程，只须写出分析结果，即四个角点的应力值)。四、计算题(每小题10分，共40分)1. 钢杆1，2吊一刚性横梁AB。已知钢杆的弹性模量E=200GPa，两杆的横截面面积均为A=100mm2，载荷P=20KN，试求两钢杆的应力、伸长量及P力作用点F的位移F。2.外伸木梁各部分的尺寸和所受载荷如图所示。设梁材料的许用应力=10MPa。 试：(1)作梁的剪力图和弯矩图；(2)校核梁的正应力强度。3.弓形夹紧器如图，若夹紧力P=2KN，距离e=120mm，立柱为矩形截面，其h=25mm，=160MPa，试设计截面尺寸b。4.图示曲柄轴直径d=50mm，受集中力P=1KN作用，试：(1)画出危险点A的应力状态并计算其应力值；(2)若材料的许用应力=70MPa,试按第四强度理论校核其强度。浙江省2001年10月高等教育自学考试材料力学试题参考答案一、单项选择题(每小题2分，共20分) 1.C 2.C 3.B 4.B 5.A 6.D 7.A 8.A 9.C二、填空题(每空1分，共20分) 1. 连续性假设 均匀性假设 各向同性假设 2. (l-x) (l-x) 3. 4. 33.3MPa 5. 3/8 6. 1/8 1/4 7. 8 2 8 8. 9.降低 增大三、分析题(每小题5分，共20分) 1.低碳钢强度指标：强度极限b,屈服极限s 铸铁强度指标：拉伸强度极限 铸铁是脆性材料，低碳钢是塑性材料 2.作扭矩图 计算扭转剪应力： = BC= =,作用于BC段表面 3.A=-60MPa,B=20MPa,C=50MPa,D=-20MPa四、计算题(每小题10分，共40分) 1.两钢杆轴力：N1=8KN(拉)，N2=12KN(拉) 杆1：1=80MPa， l1=0.8mm 杆2：2=120MPa， l2=1.2mm P力作用点位移：=1.04mm 2.支反力：RA=17.5KN()，RB=22.5KN() 剪力图： 弯矩图： 强度校核：=9.96MPa 3.N=p,M=pe = b=14.9mm 4.应力状态 应力值：=40.7MPa，=16.3MPa 强度校核：eq4=49.5MPa20102011材料力学试题及答案B一、单选或多选题（每小题2分，共10小题，20分）1、 工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（ ）项，其他各项是必须满足的条件。A、强度条件 B、刚度条件 C、稳定性条件 D、硬度条件2、内力和应力的关系是（ ）A、内力大于应力 B、内力等于应力的代数和 C、内力是矢量，应力是标量 D、应力是分布内力的集度3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（ ）。A、形状尺寸不变，直径线仍为直线。 B、形状尺寸改变，直径线仍为直线。C、形状尺寸不变，直径线不保持直线。D、形状尺寸改变，直径线不保持直线。4、设某种钢的屈服应力为，弹性模量为。现将直径为2mm的钢丝绕在一个刚性圆柱上，欲使钢丝放松后不产生残余变形，则圆柱直径不能小于（ ）。A、0.8米 B、1.6米 C、2.0米 D、2.4米5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（ ）来确定积分常数。A、平衡条件。 B、边界条件。 C、连续性条件。 D、光滑性条件。6、图示交变应力的循环特征、平均应力、应力幅度分别为（ ）。A -10、20、10； B 30、10、20； C 、20、10； D 、10、20 。7、一点的应力状态如下图所示，则其主应力、分别为（ ）。A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 50 MPa、0、-50Mpa、D -50 MPa、30MPa、50MPa8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（ ）。A、2 B、3 C、4 D、59、压杆临界力的大小，（ ）。A 与压杆所承受的轴向压力大小有关；B 与压杆的柔度大小有关；C 与压杆材料无关；D 与压杆的柔度大小无关。10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移，要求杆件满足三个条件。以下那个条件不是必须的（ ）A、EI为常量 B、结构轴线必须为直线。 C、图必须是直线。 D、和至少有一个是直线。二、按要求做图(10分) （1）做轴力图 (2) 做剪力、弯矩图ABC4m3m三、图示结构中，BC由一束直径为2mm的钢丝组成，若钢丝的许用应力为，。试求BC需由多少根钢丝组成。（10分）FdaAB45四、（14分）已知圆轴直径，在其上边缘点处测得纵向线应变，在水平直径平面的外侧点处，测得，已知材料的弹性模量，泊松比，。若不计弯曲切应力的影响，试求作用在轴上的载荷和的大小。五、（16分）如图所示结构，杆横截面面积cm2，抗弯截面模量cm3，材料的许用应力MPa。圆截面杆，其直径mm，材料的弹性模量Gpa，MPa， ，如果压杆不为细长杆时采用直线拟合。、三处均为球铰约束，若已知：m，m，kN，稳定安全系数，试校核此结构是否安全。20102011材料力学A卷参考答案一、选择题（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、作图题 1、剪力、弯矩图 2、切应力分布2分三、解：(1) 对AB进行受力分析 （1分） (2分)解得 CD杆轴向拉伸与压缩，由强度条件有 (2分)解得 (1分) （2）画出变形图如下： （ 2分）根据胡克定律，有 （2分）根据变形图得到 (2分)（3）铆钉是双剪切 （1分） 由剪切名义应力计算公式得到 （ 1分）解得 （1分）四、解：B点的单元体如图所示B点应力状态为纯剪切状态。由广义胡克定理有 (7分) 根据应力弯曲剪应力公式： (3分) 代入广义胡克定理，得到 (3分)五、解： （1） 计算杆的临界压力 （7分）， 所以杆为大柔度杆用欧拉公式计算临界压应力和临界压力, (2). （5分）AB杆平衡 有: 得 AB杆拉弯组合变形，弯矩图和轴力图下图所示 AB杆最大拉应力 _+3校核 压杆稳定性足够（1分） 梁强度足够 （1分）六、解：弹簧引起的静位移为（3分）梁的静位移为： （6分）动荷系数 （2分）点的动挠度 （1分）七、解：以C处的约束为多余约束，原结构的基本体系为: （2分） 由力法典型方程 （1分） （各3分）将和代入力法典型方程，得 （2分） 刚架的弯矩图右图示 （2分）20102011材料力学B卷参考答案一、选择题（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、作图题 Q(KN)1020201. （3分）做轴力图 2. （9分）F+2FM(KNm)1010 剪力图4分，弯矩图5分ABC4m3m三、解：(1).取AC为研究对象，受力分析下图所示: 解得 （6分）（2）设需要n根钢丝由钢丝的强度条件 （4分）四、解：B点的单元体如图所示B点应力状态为纯剪切状态。由广义胡克定理有 (8分)根据扭转应力公式：代入广义胡克定理，得到 (3分)又由应变公式，得到得到 (5分)五、解： （1） 计算杆的临界压力 （8分）， 所以杆为大柔度杆用欧拉公式计算临界压应力和临界压力, (2). （6分）AB杆平衡 有: 得 AB杆拉弯组合变形，弯矩图和轴力图下图所示 AB杆最大拉应力 _+3校核 压杆稳定性足够（1分） 梁强度足够 （1分）六、解：弹簧引起的静位移为（3分）梁的静位移为： （8分）动荷系数 （2分）ABCq点的动挠度 （1分）七、解：以C处的约束为多余约束，原结构的基本体系为 基本体系 （2分）由力法典型方程 （2分） ABC （各4分）将和代入力法典型方程，得刚架的弯矩图右图示 （2分）材料力学试题一、填空题（每空2分，共10分）1 根据强度条件可以进行_ 以及确定许可载荷三个方面的强度计算。 2. 直径为D的实心圆轴，最大的许可扭矩为T，若将轴的横截面积增加一倍，则其最大许可扭矩为_。3. 纯剪切状态属于_（单、双、三）向应力状态。4. 构件受自由落体冲击时，静变形愈大，则动荷系数_。5. 一梁在集中力F作用下，其应变能为U，若将力F改为2F, 其他条件不变，则其应变能为 。 二、单项选择题：(每题3分，共15分)1. 扭转切应力公式适用于（ ）杆件。A. 任意截面 B. 任意实心截面C. 任意材料的圆截面 D. 线弹性材料的圆截面2. 梁在某一段内作用有向下的均布力时，则在该段内弯矩图是一条（ ） A. 上凸曲线 B. 下凸曲线 C. 带有拐点的曲线 D. 斜直线 3. 梁的截面为T字型，Z轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示，则有( )。 A. 最大拉应力和最大压应力位于同一截面C B. 最大拉应力位于截面C，最大压应力位于截面D C. 最大拉应力位于截面D，最大压应力位于截面C D. 最大拉应力和最大压应力位于同一截面D4. 等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线的曲率最大发生在（ ）处。 A. 挠度最大 B. 转角最大 C. 剪力最大 D. 弯矩最大 5在单元体的主平面上（ ）。 A 正应力一定最大； B. 正应力一定为零； C. 切应力一定最小； D. 切应力一定为零。得分 三、（13分）作图题1.（4分）作图示杆的轴力图 2. （6分）作图示梁的剪力图和弯矩图3KN/m2m2m2F3F3F3. （3分）作图示杆的扭矩图四、（62分）计算题111112ABF1（9分）图示结构为刚性杆, 杆1和杆2为长度相等的钢杆，两杆横截面面积均为。已知, 试求杆1、杆2的轴力和应力。2. （9分）一传动轴传递的外力偶矩为1.06 =40MPa, G=80GPa，轴的单位长度许可扭转角=1/m，试确定该轴的直径。q3. （10分）下图所示矩形截面悬臂梁，已知，。若许用挠度，试求该梁的许可载荷。4.(6分) 单元体各面上的应力如图所示，试求其主应力以及最大切应力。应力单位为MPa。5030W5（10分）如右图所示梁、柱混合结构，、处均为铰接，当重物从高度处自由下落到梁上时，试校核立柱的稳定性。已知梁的弹性模量，截面惯性矩，柱的弹性模量，横截面面积，截面惯性矩，稳定安全因数为。(简支梁中点挠度)400400400ABCD6. （10分）水平放置的钢制折杆如图所示，在B、D处各受竖直向下的集中力和作用。已知材料的许用应力，折杆的直径。试根据第三强度理论校核折杆的强度。ABA7. （8分）刚架各部分的相等，试求在一对力作用下，、两点之间的相对位移。（要计轴力）3. 梁的截面为T字型，Z轴通过横截面的形心，弯