(完整word版)太原理工材料力学期末试题

1、太原理工大学期末考试材料力学试卷（2009级A ）注意事项：1.考前请将密封线内填写清楚；2.所有答案请直接答在试卷上；3考试形式：闭卷；4.本试卷共 六 大题，满分100分，考试时间120分钟。题号-一一二二二四五六总分得分评卷人、简单计算题（共38分）1 如图所示是一枚被称为“孔方兄”的中国古钱币，设圆的直径为d，挖去的正方形边长为b，若b = d/2，求该截面的弯曲截面系数 Wz。（ 6分）nd4z _ 64（二d4（64b4124。（3二 一1）192（2分）b4d 3）/（d /2）=J（3： -1）1296（4分）（3分）（3 分）2.已知某点处的应力状态如图所示， =60MPa,

2、 =100MPa,弹性模量E=200GPa，泊松比空-0.25，求该点处的三个主应力及最大正应变。（6分）二1 =100MPa， 二 2=60MPa， z 3 = _60MPa1丄；max 它二1（二 2 飞3）13100 一025（60 一60）二 0.5 10 一3200 1033 试画出低碳钢的拉伸应力一应变曲线， 并在图上标出4个极限应力。（4 分）画图2分，标应力值4分4 已知交变应力的二max =3MPa, fin=_5MPa,求其应力循环特征r及应力幅度匚a。 （ 4分）r= 2 = . 0.6（3 分）c min _5“ faxfin =3lk5）= 4MPa（3 分）2 25

3、如图所示为矩形截面悬臂梁，在梁的自由端突然加一个重为Q的物块，求梁的最大弯曲动应力。（4分）maxMmaxWz6QLbh2Q二 d max12QLbh2(1分)2EI(b)7.两块相同的钢板用5个铆钉连接如图所示，已知道铆钉直径d,钢板厚度t ,6如图所示为两根材料相同的简支梁，求两梁中点的挠度之比a/b。（4分）2PEIL/2L L/2 I*Zr4(a)kPL2 , k2P(2L)21/ -EI2EI 88.宽度b,求铆钉所受的最大切应力，并画出上钢板的轴力图。（6分）3P/5maxP/5二 d2/44P5 二d2(3分)超静定结构如图所示, 程。（4分）有杆件不计自重,AB为刚性杆，试写出

4、变形协调方2Fa a 3sin , sin5【2yEJ2 J1sin ： sin :2lI2 sin ： - .：l1 sin ：（2 分）2 士12Ji（2分）（10 分）、作图示梁的剪力图与弯矩图O23（4分）M2qa2（6分）qa、不计剪力的影响，已知EI，试用能量法求图示悬臂梁自由端的挠度A o（12 分）BAAB段：M 二一畧， 帀二x（4分）2BC段：M 二 _qa（x 一号）M = x（4分）1（ 一坐）（x） dx 丄2a -qa（x 一 a）（ 一 x） dxA EI 02El a241qa424EI四、铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示，其中yC =157.5mm, I 601

5、2.5cm4。已知许用拉应力；二OMPa,，许用压应力匚C =160MPa。试按正应力条 件校核梁的强度。若载荷不变，但将截面倒置，问是否合理？为什么？（14 分）200（单位：mm）画出正确的弯矩图，或写出B、E截面的弯矩值（3分）B截面M By上 20 10372.5 10I Z6012.5 10“= 24.1MPa : - t（2分）M By下Iz20 103 157.5 106012.5 10“= 52.4MPa ：；C（2分）E截面M E y下10 103 157.5 10 -Iz6012.5 10*M E y上 10 10372.5 10= 26.1MPa ：（2分）Iz6012.

6、5 10*= 12.1MPa :：: - C（2分）如倒置，则不合理。（1 分）M B y下 20 103 157.5 10Iz6012.5 10= 52.4MPa z t（2分）五、圆截面直角弯杆 ABC放置于图示的水平位置，已知L = 50 cm，水平力F =40kN，铅垂均布载荷q =28kN /m ,材料的许用应力二=160MPa，试用第三强度理论设计杆的直径d。（ 14 分）C作出内力图或求出内力值（4分）刁（4分）3.5kN m卞（4分）14kN mMz32 3.52 202 142 1033.14 160 106=11.6 cm（2分）六、如图所示的结构中，各杆的重量不计，杆AB

7、可视为刚性杆。已知a = 100cm,b = 50cm，杆CD长L = 2m，横截面为边长h = 5cm的正方形，材料的 弹性模量E =200GPa,比例极限匚p = 200MPa，稳定安全系数n$t = 3。求结构的 许可外力P。（ 12分）取AB杆Fc cos30 100 - P 150 =0FC = 、3P取CD杆（2分）E200 109P _ _3.14 ；,200 106= 99.3PB（2分） 4-3=138.65 10（3分）可以使用Euler公式（1 分）、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

8、的扭转剪应力公式.于适用于如下截面轴（）1 PA.矩形截面轴C.圆形截面轴2. 用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴,是哪个?（）A.实心圆轴B.空心圆轴3. 矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、能力的变化为（）A.不变B.增大一倍B.D.椭圆截面轴任意形状截面轴若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的C. 两者一样宽度减小一半时,D.无法判断从正应力强度考虑，该梁的承载C.减小一半鮒：增大三倍4.图示悬臂梁自由端B的挠度为（）mql -；)A.2 B.EI3 ama (I )2El5.图示微元体的最大剪应力A.Tma)=100MPaB.TmaX=0C.Tma)=50MPaD.Tma)=200M

9、PaD.C.maEID.2 ama (I )2ElT max为多大?（loo Mp46.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. P . ( M )2 4( T )2 WAWzWpB.-AWZWPC.片 WZ)2+(T2D.P M 2 T 2 .()24()2, A WzWp7.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. ，(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

10、=B. U=C. U=D. U=P2a2EAP2lP2b+ 2EA 2EAP2l P2b 2EA_2EA2 2P2a P2b 2EA 2EAP_rnp-( T d) bC. ( T d) a ( T 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，设材料的重度为丫，则在杆件自重的作用下，两杆在 x截面处的应力分别为 T (1) =, T=。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T =，支承面的挤压应力 T bs=。4. 图示为一受扭圆轴的横截面。

11、已知横截面上的最大剪应力T max=40MPa则横截面上A点的剪应力T 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T maxi与BC段的最大剪应力T max2之比-maxi-max26. 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。1 i 1 11 47.矩形截面悬臂梁的尺寸及受载如图所示,(1)若梁长I增大至若梁截面宽度由若梁截面高度由2I，则梁的最大挠度增大至原来的 b减为-，则梁的最大挠度增大至原来的2h减为-，则梁的最大挠度增大至原来的2倍;倍;倍。8.图示为某构件内危险点的应力状态，若用第四强度理

12、论校核其强度，则相当应力CT 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“应力一应变”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A0 扌 dC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d 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，

13、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=100mii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S f。1魁.2LLj冷一1p2. 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d =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 d =160MPa试设计截面尺寸 b。4.图示曲柄轴直径其应力值；（2）若材料的许用应力（1）画出危险点A的应力状态并计算 d =70MPa试按第四强度理论校核其

14、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）7.A8.A1. C2.C3.B4.B5.A6.D9.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.P4Prd h-：(D2 -d2)4. 33.3MPa5. 3/86. 1/81/47. 8288. Jb29. 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d b,屈服极限（T s铸铁强度指标：拉伸强度极限cb铸铁是脆性材料，低碳钢是塑性材料2. 作扭矩图2.计算扭转剪应力:32mrd3BC=37.9m max = BC ,作用于BC段表面3. t A=-60MPa, t B=20MPa, t c=50MPa, t D=-20MPa四、计算题（每小题10分