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一、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

2、的不同，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010、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 p P2 ,下面说法正确的是（）是拉力的作用线与杆件轴线重合A. N其实是应力B. NC. N 是压力D. N2、构件的强度是指（B.D.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 在外力作用下构件保持原有平衡态的能力 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, 两种合理选择方案是（）A. 1杆为钢，2杆为铸铁C. 2杆均为钢其直径相同B.

3、1D. 2从承载能力与经济效益两个方面考虑，图示结构中杆为铸铁，2杆为钢 杆均为铸铁14、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EAi ）。A. E为杆的抗拉（压）刚度。C.乘积EA为杆的抗拉（压）刚度B.D.乘积EA表示材料抵抗拉伸（压缩）变形的能力。 以上说法都不正确。5、空心圆轴的外径为人D3AWp (1)16CWP -D-(13)P 16D,内彳全为d,BD=d /D 。其抗扭截面系数为（WpWPD316(12)D316(14)6、在没有荷载作用的一段梁上，（A.剪力图为一水平直线B.C.没有内力D.7、在平行移轴公式 以Iz a2A中，A. Z轴

4、通过形心B.C .都不一定要通过形心D. a8、梁弯曲时，梁的中性层（）。A.不会弯曲B.C.会弯曲但长度不会改变D.剪力图为一斜直线内力不确定其中Z轴和轴Zi轴互相平行，则（）。Zi轴通过形心是Z轴与Zi轴之间的距离。所以a>0不弯曲但长度会改变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

5、杆肯定是稳定的，不必对其进行稳定计算;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？（ 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，其承

6、受的最大工作压力Fmin=2250N规定的稳定安全系数为nst=,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 160MPa, 90MPa。试选择工字钢的型号。（12分）工字钢 型号腹板宽度b （mm）W (cm3)If (cm) Sz28a50832a692*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5%勺材料称为 材料。3、梁截面上剪

7、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（总分20分，每题2分）1、构件的刚度是指（

8、）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 JP P3、如图所示受力杆件的轴力图，其中正确的是（2PPP2P(A)2P(B)2P(C)(D)P2PP4、单位长度扭转角与（）无关。A 杆的长度；B扭矩C 材料性质；D截面几何性质。5、当梁的某段上作用均布荷载时

9、。该段梁上的（） 。A. 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，需要满足的条件是（A 梁必须是等截面的BC 变形必须是小变形；D7. 若某轴通过截面的形心，则（）A.该轴一定为主轴，B.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B.C. 梁弯曲时，中性轴也随之弯曲D.9、影响梁弯曲程度越大的原因是（） 。A. 抗弯刚度越大B.C. 抗弯刚度越大，而截面上的弯矩越小10、某点的应力状态如图所示，当crx, 6v， xy（）A. 不变B.增大C. 减小D.无法判定需要

10、满足的条件是（梁必须是静定的梁的弯曲必须是平面弯曲该轴一定是形心轴 D. 截面对该轴的静矩等于零。中性轴的位置依截面上正应力的分布而定 中性轴是中性层与横截面的交线。抗弯刚度越小，而截面上的弯矩越大D. 截面上的弯矩越小（rz不变，Px增大时，关于e x值的说法正确的是 zxx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？2、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？（ 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，

11、图中应力单位为MPa。 （ 7 分）2、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 10 6m4,试求此结构的临界荷载Fcr。（7分） cr3、图示外伸梁中，已知l=3m b=80mm h=120mm q=2KN材料的容许应力10MPa , 1.2MPa ，试校核梁的强度。（ 12分）A卷参考答案填空题（总分20分，每题2分）1、相互作用力23、弹性、屈服、强化、颈缩 45、负67、脆性、塑性89、圣维南原理10maxFn 瓦max、长度角度、强度、叠加法、临界力、细长二、选择题（总分20分，每题2分）1、D 2、C 3、A 4、C 5、D

12、6、A 7、A 8、C 9、B 10、A三、简答题（总分24分，每题6分）1、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。

13、四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分）2kN4kN m4kN6kNM8kN m五、计算（总分26分）1. （7 分）解：maxmin90MPa 10所以,1 max 90MPa ,0,3 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 （2

14、P ql） P 84KN 。2 2最大剪力发生在两个支座处，其值为:FS,maxPqi284KN最大弯矩发生在跨中，其值为:Mmax12W、2q(-l)38Pl -ql26 8(或者：Mmax (PPl 支68(2)由最大弯矩确定最大正应力，从而选择截面:maxPlM max 6Wz1. 20 ql-8，所以WzPlWz5.2一ql 36一一一 3 一60 103 61-3_28 103 628160 10630.0006m3600cm查表得：No.32a号工字梁Wz 692cm3,满足要求，其它参数为:Iz*Sz27.5cm,b9.5mm 。（3）校核最大剪应力:最大剪应力为:maxql 一

15、*FS*(P 3)SzS,max J2IzbI zb3 8 103 660 103 -一-一-227.5 10 2 9.5 10 332.15 106Pa 32.15MPa90MPa ,故剪应力也满足要求。最后，选择No.32a号工字梁。B卷参考答案、填空题（总分20分，每题1、截面23、逆45、均匀性、各向同性67、强度、刚度89、拉伸（或压缩）与弯曲的组合、2分）、塑性、弹性模量、抗拉（压）刚度、塑性屈服、脆性断裂、斜弯曲扭转与弯曲的组合 10 、小二、选择题（总分20分，每题2分）1、A 2、B 3、C 4、A 5、C 6、C 7、D 8、D 9、B 10、A三、简答题（总分24分，每题

16、6分）1、答：（1）画剪力图时应分为三段： AB BD DE（2）画弯矩图时应分为四段：AB BC CD DE2、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），

17、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）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）ql /8ql/2ql 2 _32 ql /8五、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.