《材料力学》期末考试试卷A、B卷及答案

1、*学院期末考试试卷考试科目材料力学考试卷类型A试考试形式闭卷成考试对象土木本科绩、填空题（总分20分，每题2分）1、杆件在外力作用下，其内部各部分间产生的 ,称为内力。2、杆件在轴向拉压时强度条件的表达式是 。3、低碳钢拉伸时，其应力与应变曲线的四个特征阶段为 阶段，阶段, 阶段，阶段。4、线应变指的是 的改变，而切应变指的是 的改变。5 .梁截面上弯矩正负号规定，当截面上的弯矩使其所在的微段梁凹向下时为 。6 .梁必须满足强度和刚度条件。在建筑中，起控制做用的一般是 条件。7、第一和第二强度理论适用于 材料，第三和第四强度理论适用于 材料。8、求解组合变形的基本方法是。9、力作用于杆端方式的

2、不同，只会使与杆端距离在较小的范围内受到影响，该原理被称为10、欧拉公式是用来计算拉（压）杆的 ,它只适用于 杆二、单项选择（总分20分，每题2分）1、用截面法可求出图示轴向拉压杆 a-a截面的内力N Pi P2,下面说法正确的是（）A. N其实是应力C. N是压力B. N是拉力D. N的作用线与杆件轴线重合2、构件的强度是指（）A.在外力作用下构件抵抗变形的能力C.在外力作用下构件抵抗破坏的能力B.在外力作用下构件保持原有平衡态的能力D.在外力作用下构件保持原有平稳态的能力3、现有钢、铸铁两种杆材，其直径相同 两种合理选择方案是（）A. 1杆为钢，2杆为铸铁C. 2杆均为钢从承载能力与经济效

3、益两个方面考虑，图示结构中B. 1杆为铸铁，2杆为钢D. 2杆均为铸铁4、从拉压杆轴向伸长（缩短）量的计算公式l 里可以看出，E和A值越大，l越小，故EAA. E为杆的抗拉（压）刚度。C.乘积EA为杆的抗拉（压）刚度B.乘积EA表示材料抵抗拉伸 D.以上说法都不正确。（压缩）变形的能力。5、空心圆轴的外径为D,内径为d=d /Do其抗扭截面系数为（AWpCWPD3(1)16D33 (13)16BWpD WPD3 (1 16D3 一(1 162)4)6、在没有荷载作用的一段梁上, A.剪力图为一水平直线 C.没有内力）B.剪力图为一斜直线D.内力不确定7、在平行移轴公式Izi Iza"

4、,其中Z轴和轴乙轴互相平行，则A. Z轴通过形心C.都不一定要通过形心B. Zi轴通过形心D. a是Z轴与乙轴之间的距离。所以a>08、梁弯曲时，梁的中性层（A.不会弯曲C.会弯曲但长度不会改变B.不弯曲但长度会改变D.弯曲的同时长度也改变9、铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀而被胀裂，而管内的冰却不会破坏。这是因为（）A.冰的强度较铸铁高；B.冰处于三向受压应力状态；C.冰的温度较铸铁高；D.冰的应力等于零。10、设 和 分别是压杆的稳定系数和柔度系数，（）A.对同一种材料制成的压杆，值较大则 值就越小；B . 值越大， 值就越小，这与压杆所用材料无关；C.当1时，压杆肯定是稳定的，不必对其

5、进行稳定计算;D. 值与压杆杆端的约束情况无关。三、简答题（总分24分，每题6分）1、拉（压）杆通过怫钉连接在一起时，连接处的强度计算包括哪些计算?2、在梁横截面的中性轴上，其正应力和切应力的值如何?3、梁的变形用什么来度量的？这些量的几何意义各是什么?4、工程中提高压杆稳定性的措施主要从哪几个方面入手?四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分）五、计算（总分26分）1.试用解析法求图中平面应力状态的主应力，图中应力单位为MPa。 （7分）2 . 一钢制的空心圆管，外径和内径分别为12mm和10mm,杆长380mm,钢材的弹性模量E=210GPa。试用欧拉公式求钢管的临界力。已知在实际使用时，

6、其承受的最大工作压力 Fmin=2250N,规定的稳定安全系数为nst=3.0,试校核钢管的稳定性（两端作钱支考虑）。（7分）3 .工字钢制成的简支梁如图所示，已知 l=6m, P=60KN , q=8KN/m ,材料的容许应力工字钢 型号腹板宽度b （mm）WZ3、(cm )(cm) Sz28a8.550824.632a9.569227.5160MPa, 90MPa。试选择工字钢的型号。*学院期末考试试卷考试科目材料力学考试卷类型B试考试形式闭卷成考试对象土木本科绩1、 填空题（总分20分，每题2分）1、求杆件任一截面上的内力时，通常采用 法。2、工程中常以伸长率将材料分为两大类：伸长率大于

7、5%的材料称为 材料。3、梁截面上剪力正负号规定，当截面上的剪力使其所在的分离体有 时针方向转动趋 势时为负。4、虎克定律可以写成l F/EA,其中E称为材料的, EA称为材料 的。5、材料力学在研究变形固体时作了连续性假设、 假设、假设。6、在常温、静载情况下，材料的强度失效主要有两种形式：一种是 , 一种7、在设计中通常由梁的 条件选择截面，然后再进行 校核。8、外力的作用平面不与梁的形心主惯性平面重合或平行，梁弯曲后的扰曲轴不在外力作用平 面内，通常把这种弯曲称为。9、在工程实际中常见的组合变形形式有斜弯曲、 , 10、当材料一定时，压杆的柔度 越大，则其稳定系数值越。2、 单项选择（总

8、分20分，每题2分）1、构件的刚度是指（）A.在外力作用下构件抵抗变形的能力B.在外力作用下构件保持原有平衡态的能力C.在外力作用下构件抵抗破坏的能力D.在外力作用下构件保持原有平稳态的能力2、轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确的说法应是（）A 1-1、2-2面上应力皆均匀分布B 1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布C 1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布D 1-1、2-2面上应力皆非均匀分布12P J1 P3、如图所示受力杆件的轴力图，其中正确的是（2PP2P4、单位长度扭转角A 杆的长度；C 材料性质；与（）无关BD扭矩截面几何性质。5、当梁的某段上作用均布荷载时。该

9、段梁上的（）0A.剪力图为水平直线B 弯矩图为斜直线。C.剪力图为斜直线D 弯矩图为水平直线6、应用叠加原理求梁横截面的挠度、转角时，A 梁必须是等截面的BDC 变形必须是小变形；7.若某轴通过截面的形心，则（）A .该轴一定为主轴，C.在所有轴中，截面对该轴的惯性矩最小。8、关于中性轴，下列说法正确的是（A.中性轴是梁的轴线C.梁弯曲时，中性轴也随之弯曲需要满足的条件是（）梁必须是静定的梁的弯曲必须是平面弯曲B.该轴一定是形心轴D.截面对该轴的静矩等于零。）B.中性轴的位置依截面上正应力的分布而定D.中性轴是中性层与横截面的交线。9、影响梁弯曲程度越大的原因是（）A.抗弯刚度越大C.抗弯刚度

10、越大，而截面上的弯矩越小B.抗弯刚度越小，而截面上的弯矩越大D.截面上的弯矩越小10、某点的应力状态如图所示，当（rx,（ry,（）A.不变B.增大C.减小D.无法判定67不变，x增大时，关于e x值的说法正确的是 zxx三、简答题（总分24分，每题6分）1、梁的受力图如图所示，画剪力图时应分几段？画弯矩图时应分几段?frm2、一般条件下，梁的强度条件是由什么强度来控制的?3、用叠加法求梁的位移，应具备什么条件?4、什么是强度理论？怎样分类的？常用的强度理论有那些?四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分）五、计算（总分24分）1、试用解析法求图中平面应力状态的主应力，图中应力单位为 MPa。

11、（7分）co2、图示结构中,AB及AC均为圆截面细长杆，材料弹性模量E=200GPa,截面惯性矩I 2.01 106m4,试求此结构的临界荷载Fcr。（7分）3、图示外伸梁中，已知l=3m, b=80mm, h=120mm , q=2KN ,材料的容许应力10MPa ,A卷参考答案填空题（总分20分，每题2分）1、相互作用力3、弹性、屈服、强化、颈缩5、负7、脆性、塑性9、圣维南原理2、maxFn瓦max4、长度角度6、强度8、叠加法10、临界力、细长二、选择题（总分20分，每题2分）1、D 2、C 3、A 4、C5、D 6、A7、A 8、C 9、B10、A三、简答题（总分24分，每题6分）1

12、、答：拉（压）杆通过怫钉连接在一起时，连接处的强度计算包括:（1）拉杆本身的受拉或者受压强度计算；（2）怫钉所受剪切力引起的剪切强度计算；（3）杆件与怫钉之间的挤压强度计算。2、答：一般来说，在梁横截面的中性轴上，正应力为零，而切应力达到最大值。3、答：描述梁的变形有两个相互关联的量：（1）梁横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位 移称为挠度；（2）横截面绕中性轴发生转动的角位移称为转角。4、答：由计算临界力的欧拉公式可知，提高压杆稳定性的措施主要从压杆的截面形状和尺寸、 压杆的长度、杆端约束以及材料的力学性能方面入手。四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分）4kNI I I I IFsI I

13、 111 I , , i6kN LL_U8kN m五、计算（总分26分）1. （7 分）解：maxmin0.0006m600cm90MPa 10所以,1 max 90MPa ,20,3 min 10MPa。2. （7 分）解：钢管横截面的惯性矩I 一（D4 d4） 0.0527 10648一 7564N应用欧拉公式2EI 2 210 109 0.0527 10Fcr 2-2l0.38临界压力与实际工作压力之比，即为压杆工作时的安全系数，故Fcr7564n cr3.36 nstFmin2250所以，钢管是满足稳定性要求的。3. （12 分）解：（1）首先求得两支座反力值为1 qlN （2P ql

14、） P 84KN 。2 2最大剪力发生在两个支座处，其值为:FS,maxPql284KN最大弯矩发生在跨中，其值为:Mmax12/21、2q(-l)38Pl -ql26 8(或者：Mmax (PPl ql2(2)由最大弯矩确定最大正应力，从而选择截面:PlmaxWz1 . 2oql-8，所以WzPlWz5.2一ql 36一一一 3 一60 103 6 18 103 6233160 106查表得：No.32a号工字梁Wz 692 cm3,满足要求，其它参数为:Iz*Sz27.5cm, b 9.5mm。（3）校核最大剪应力:最大剪应力为:maxql 一*FS*(P 力SzS,max J2IzbI

15、zb3 8 103 660 103 -一-一-223 32,15 106Pa 32.15MPa27.5 10 2 9.5 10 390MPa ,故剪应力也满足要求。最后，选择No.32a号工字梁。一、填空题（总分20分，每题2分）1、截面2、塑性3、逆4、弹性模量、抗拉（压）刚度5、均匀性、各向同性6、塑性屈服、脆性断裂7、强度、刚度8、斜弯曲9、拉伸（或压缩）与弯曲的组合、扭转与弯曲的组合10、小二、选择题（总分20分，每题2分）1、A2、B3、C4、A 5、C 6、C7、D8、D9、B10、A三、简答题（总分24分，每题6分）1、答：（1）画剪力图时应分为三段： AB、BD、DE;（2）画

16、弯矩图时应分为四段： AB、BC、CD、DE。2、答：一般条件下，梁的强度条件是由弯矩引起的正应力强度条件所控制的，同时还要验证 由横向荷载引起的切应力强度条件。3、答：应用叠加法计算梁的位移应具备以下基本条件：（1）所发生的变形为小变形；（2）材料服从胡克定律。在此条件下，梁的转角或者位移与荷载之间是线性关系。4、答：强度理论是关于材料发生强度失效力学因素的假说。在常温、静载情况下，一般是按 材料的强度失效形式进行分类的。 常用的强度理论有适用于脆性断裂的强度理论： 最大拉应力 理论（第一强度理论）和最大拉应变理论（第二强度理论），以及适用于塑性屈服的强度理论： 最大切应力理论（第三强度理论

17、）和畸变能理论（第四强度理论）。四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分）i ql/2qi_-2 _32 ql /8iM -I I Ul I I I I五、计算（总分26分）1. （7 分）maxminMPa2x y2解：11010所以， 1 max 110MPa ,2 min 10MPa ,32. （7 分）取其中小值。解：分别计算各杆可承担的临界荷载, 1）计算在F力作用下各杆的轴力 由A点的静力平衡方程得FN22）F cos60oFsin60oF, F2F ;N1 ;23FN21.15Fn2用欧拉公式计算各杆的临界力，确定结构的临界荷载2EI-21i2 200 109 2.01 10 621 4 cos30o330.7