(完整版)西安工程大学材料力学试题及答案

1、西安工程大学成绩材料力学试题A班 级姓名学号一、单选题（每小题2 分，共 10 小题， 20 分）d）项，其他各项是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（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26A、内力大于应力C、内力是矢量，应力是标量2、内力和应力的关系是（d）B 、内力等于应力的代数和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） 。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

2、式My I z ,需要考虑的关系有（c） 。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（a ）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r 、平均应力m 、应力幅度 a 分别为（d） 。A -10、 20、 10；B 30、 10、 20；11C 3、 20、 10；D 3 、 10、 20 。7、 一点的应力状态如下图所示，则其主应力1 、2 、3 分别为（b ） 。A 30

3、MPa、 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 ） 。A、 2B、 3C、 4D、 59、压杆临界力的大小，（ b ） 。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（c ）A、 EI 为常量B、结构轴线必须为直线。C、M 图必须是直线。D、 M 和 M 至少有一个是直线。二、按要

4、求作图（共12 分 ）1、 做梁的剪力、弯矩图（10 分 ）反力已给出）A2、 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）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D 35mm，材料为 Q235 钢，许用应力为180MPa， E 200GPa（共15分）1 ）求许可载荷F 。 （ 6 分）（2） 计算当F 50KN 时， B 点竖向位移（ 6 分）（3） 若 D 处（双剪切）铆钉许用切应力 100MPa ，试设计铆钉直径d 。 （ 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

5、向的线应变为45o ，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。五、 （ 14 分） 如图所示结构，杆AB 横截面面积A 21.5cm2，抗弯截面模量Wz 102cm3，材料的许用应力 180MPa。圆截面杆CD ，其直径d 20 mm，材料的弹性模量E 200 Gpa，s 250 MPa ，200MPa，100, 250 ，如果压杆不为细长杆时采用直线拟合。A、 C 、D 三处均为球铰约束，若已知：l1 1.25m， l2 0.55m，F 25kN，稳定安全系数nst 1.8， 校核此结构是否安全。6、 （ 12 分） 重为 Q 的物体从高度h 处自由落下

6、，若已知梁的抗弯刚度为EI ，k EI支座的弹簧刚度为k （产生单位长度变形所需的力），且l 3 ，试求 C 点冲击挠度。7、 （ 14 分） 平面刚架如图所示，EI 为常量，试用力法作其弯距图。成绩材料力学试题 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C、内力是矢量，应力是标量B 、内力等于应力的代数和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（） 。

7、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s 200MPa ，弹性模量为E 200GPa。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r 、平均应力m 、应力幅度 a 分别为（） 。A -10、 20、 10；B

8、 30、 10、 20；11C 3、 20、 10；D 3 、 10、 20 。7、 一点的应力状态如下图所示，则其主应力1 、2 、3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、 2B、 3C、 4D、 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

9、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、M 图必须是直线。D 、 M 和 M 至少有一个是直线。（10 分 ）1 ）做轴力图（2） 做剪力、弯矩图图示结构中，BC 由一束直径为2mm 的钢丝组成，若钢丝的许用应力为160MPa ，q 30KN /m。试求 BC 需由多少根钢丝组成。（ 10 分）C4、 （ 14 分） 已知圆轴直径d 20mm， 在其上边缘A点处测得纵向线应变0在水平直径平面的外侧B 点处， 测得 45300 10 6 ， 已知材料的弹性模量泊松比0.25， a 2m 。若不计弯曲切应力的影响，试求作用在轴上的载荷大小。400 10

10、6 ，E 200GPa，F和 Me的5、 （ 16 分）如图所示结构，杆AB 横截面面积A 21.5cm2，抗弯截面模量Wz 102cm3，材料的许用应力 180 MPa。圆截面杆CD ，其直径d 20mm，材料的弹性模量E 200Gpa，s 250MPa ， p 200 MPa， ，1 100, 2 50，如果压杆不为细长杆时采用直线拟合。l2 0.55m， F25kN ，稳定安全系数 nst1.8， 试校核此结构A、 C 、 D 三处均为球铰约束，若已知： l11.25m，是否安全。20092010第二学期材料力学A卷参考答案与评分标准适用班级：08 级机自 1-4 班考试用时：120 分

11、钟制作人：贾坤荣审核人：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、切应力分布解：2分MA0:N 1000解得 N3FCD 杆轴向拉伸与压缩，由强度条件有FNA3F（1） 对 ABF （1000 2000） 0MPa180MPa1 分）（2 分 ）（2 分 ）35 354解得 F35 35 180N 57.7KN34（1 分 ）根据胡克定律，有2）画出变形图如下：2 分）N LCDLCD EA2 分）3 50 1032 20003mm 1.8mm200 10 点的单元体如图所示 B 点应力状态

12、为纯剪切状态。由广义胡克定理有35 35 10 64根据变形图得到D 3.6mm B 5.4mm（2 分 ）1 分）3）铆钉是双剪切 由剪切名义应力计算公式得到1 分）1 分）FSA解得 d1500002 d2431mm100MPa解：11E123045（7分 ）根据应力弯曲剪应力公式FS1.5bh代入广义胡克定理，得到1.5Me lbh（3 分 ）lbhE45（3 分 ）五、 解： （ 1） 计算 CD 杆的临界压力7 分）i d 5mm所以 CD 杆为大柔度杆1 0.553 110，5 103用欧拉公式计算临界压应力和临界压力3 校核2E Pcr 2 , crA 2EA cr2（2）. （

13、 5 分）AB杆平衡有 M AAB 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maxM maxWZFNA125 103102 10 6PcrTc512.0525nst1.8max163.2MPa六、 解： 弹簧引起的静位移为梁的静位移为：12st 2l 3Ql2l 1322l动荷系数K d11 2hstC 点的动挠度d Kd st七、 解：以 C处的约束为多余约束，原结构的基本体系为293.142 200 10911020: F sin 30 2l1压杆稳定性足够180MPa1Q3 3K23Ql263.14 202 104TCl1得TC25 3 1032 21.5 10 4梁强度

14、足够Ql 39EI3 分）51KN25KN2l3Ql 39EI35Ql 3 18EIh5Ql 35Ql 39EI25 32163.2MPa1 分）1 分）5Ql 3（ 6 分）9EI1 5Ql 3 18EIh5Ql 32 分）2 分）1 分）11P EI1111X1 11 1P 0( 1 分)212q 2q2aaa2232(aEI 22aa3a a a)3 4a3EI将 11 和 1P代入力法典型方程，得X1qa132刚架的弯矩图右图示（ 2 分）5ql 4 8EI3 分）2 分）20092010第二学期材料力学b 卷参考答案与评分标准适用班级：08 级机自 5-7 班考试用时：120 分钟制

15、作人：贾坤荣审核人：1 分）1. D；6. D;2. D；7.B;3.8.A；A;4.C；9. B;5. A;10. C.1. （ 3 分）做轴力图F2F2. （ 9 分）剪力图 4 分，弯矩图5 分199（根）4 分）34 100 1033.14 22 10 6 160 106（8分 ）4Tn d2四、 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111123EE根据扭转应力公式：Me16代入广义胡克定理，得到M e 94.2N M （3 分 ）又由应变公式，得到00/ E FA/ E 400 106得到F 31.4N（5 分 ）五、 解： （ 1） 计算 CD

16、杆的临界压力（ 8 分）5mm41 0.555 103110，所以 CD 杆为大柔度杆用欧拉公式计算临界压应力和临界压力cr22E ,PcrcrA22EA3.142 200 1091102263.14 202 1051KN（2）. （ 6 分）AB杆平衡 有M A 0: F sin 30 2l1 TC l1得 TC 25KNAB 杆拉弯组合变形，弯矩图和轴力图下图所示25 3AB 杆最大拉应力maxM maxFN125 10325 3 103WZ8 102 102 21.5 10 4163.2MPa3 校核P 51cr2.05 nst 1.8 压杆稳定性足够（ 1 分）Tc25stmax163

17、.2MPa180MPa梁强度足够1 分）六、 解： 弹簧引起的静位移为梁的静位移为：12221st l Qll233322l1Q3 3K23QlQl 3 （ 3 分） 9EI2 Ql 3 l3 9EI5Ql 3（ 8 分）9EI动荷系数Kdst解：以2hKd 11 st5Ql 39EIC 处的约束为多余约束，原结构的基本体系（ 2 分）5Ql 3 18EIh5Ql 35Ql 3 18EIh5Ql 32 分）2 分）X1 11 1P 03A11112(ll lEI 23l l l)4l3EI1P1EI2qlql 46EI各 4 分）11 和 1P代入力法典型方程，得X1 1P11ql 4 3EI

18、ql6EI 4l38（ 2 分）西安工程大学( 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 )T1.轴的扭转剪应力公式= 适用于如下截面轴()IPA. 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()4.图示悬臂梁自由端A.A. 不变B.增大一倍ma(l a2)B 的挠度为(ma3

19、 (l a)B. EI 2C.减小一半)C.maEID.增大三倍D.ma2 (l a2)EI5 .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，度条件为()所采用的强P A.AM2 T2(WZ )4(WP) P B.AMWZT Wp( T )2 WPP M2 T2D. ()4() A WZ WP7.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)16西安工程大学B. (d),(a),(b),(c)C. (c),(d),(

20、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=P2a2EAB. U=P2l2EAC. U=P2l2EAD. U=P2a2EAP2b2EA P2b2EAP2b2EA9 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) b B. ( d) a >( d) b C. ( 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

21、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(2)=下，两杆在x 截面处的应力分别为(1)=，支承面的挤压应3 .图示销钉受轴向拉力P 作用，尺寸如图，则销钉内的剪应力力bs=424 .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 max1max26 .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

22、)若梁长 l 增大至 2l，则梁的最大挠度增大至原来的倍；b(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；2h(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。28 .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

23、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=100mm 2，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试： (1)作梁的剪力图和弯矩图；(2)校核梁的正应力强度。=10MPa。

24、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( 每小题 2 分，共 20 分 )1.C2.C3.B4.B5.A6.D7.A8.A9.C( 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)P4P3. 22d h (D2d

25、2)4. 33.3MPa5. 3/86. 1/81/47. 8288. 2 3 29. 降低增大(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b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：AB = 32m3d337.9m BC=d3max = BC ,作用于 BC 段表面3 . A=-60MPa, B=20MPa, C=50MPa, D=-20MPa（ 每小题 10 分，共 40 分 ）1 .两钢杆轴力：N 1=8KN（ 拉 ）， N2=12KN（ 拉 ）杆 1 ： 1=80MPa， l1=0.8mm杆 2： 2=12

26、0MPa， l2=1.2mm2 l1 3 l2P 力作用点位移：F =1.04mm52.支反力：剪力图：RA=17.5KN（ ）， RB=22.5KN（ ）弯矩图：强度校核：max =9.96MPa< 3.N=p,M=peNMP 6pe =A Wbh bh2bp 6pe2 =14.9mmh h24.应力状态应力值：=40.7MPa，=16.3MPa强度校核：eq4=2 3 2 =49.5MPa材料力学 - 模拟试题1.截面上的全应力的方向（）A、平行于截面B 、垂直于截面C 、可以与截面任意夹角D 、与截面无关脆性材料的延伸率（2.A、小于3.如图所示简支梁，已知A、B、C、D、4. 危

27、险截面是（）所在的截面。5% B 、小于等于C点的转角为（0.125 0.52A、最大面积B 、最小面积5.A、6.描述构件上一截面变形前后的夹角叫（A、线位移7.塑性材料的名义屈服应力使用（5% C、大于 5% D、大于等于5%C 点转角为 。在其它条件不变的情况下，若将荷载F 减小CC 、最大应力D 、最大内力x 方向的线应变 x 可表示为（）A、8. 拉（压）杆应力公式A、应力在比例极限内B、应力在屈服极限内C、外力合力作用线必须沿着杆的轴线x)y)B 、转角 C 、线应变D 、角应变xyS表示 B 、 b表示 C 、 p表示 D 、 0.2 表示FN 的应用条件是（）AD、杆件必须为矩

28、形截面杆9. 下列截面中，弯曲中心与其形心重合者是（）A、 Z 字形型钢B 、槽钢C 、 T 字形型钢D 、等边角钢10. 如图所示简支梁，已知C 点转角为 。在其它条件不变的情况下，若将杆长增加一倍，则 C 点的转角为（）A、 2 B 、 4C、 8 D 、 16二、填空题1. 用主应力表示的第四强度理论的相当应力是。2. 已知自由落体冲击问题的动荷系数Kd，对应静载荷问题的最大位移为jmax，则冲击问题的最大位移可以表示为。3. 图示木榫联接。横截面为正方形，边长为a，联接处长度为2t。则木榫联接处受剪切面的名义切应力等于。4.主平面上的切应力等于5.功的互等定理的表达式为6.Kd11 2

29、h ，其中h 表示7. 交变应力循环特征值r 等于。8. 变截面梁的主要优点是。等强度梁的条件是。9. 一受拉弯组合变形的圆截面钢轴，若用第三强度理论设计的直径为d 3，用第四强度理论设计的直径为d4 ，则d3_d4。10. 若材料服从胡克定律，且物体的变形满足小变形，则该物体的变形能与载荷之间呈现关系。1. 水轮机主轴输出功率P = 37500 kW， 转速 n = 150 r min， 叶轮和主轴共重W = 300 kN ，轴向推力F = 5000 kN ，主轴内外径分别为d =350 mm， D = 750 mm， = 100 MPa ，按第四强度理论校核主轴的强度。（ 12 分）TTF

30、西安工程大学2. 图示托架，F = 20 kN ， CD 杆为刚杆，AB 为圆管，外径D = 50 mm ，内径 d = 40 mm，材料为 Q235 钢，弹性模量E = 200 GPa，a=304MPa， b=1.118MPa， p=105，S=61.4 ， AB杆的规定稳定安全因数 nst = 2。试校核此托架是否安全。（ 10 分）3. 图示桁架各杆抗拉压刚度1.5m0.5m FEA 相等，试求各杆的内力。（ 8 分）7 m444.图示皮带轮传动轴尺寸及受力已知，（ 12 分） = 80 MPa，按第四强度理论选择轴的直径d。5. 图示外径D = 100 mm，内径 d = 80 mm

31、的钢管在室温下进行安装，安装后钢管两端固定，此时钢管两端不受力。已知钢管材料的线膨胀系数=12.5× 10-6 K-1， 弹性模量E = 210 GPa，s= 306 MPa， p= 200 MPa， a = 460 MPa， b = 2.57 MPa。试求温度升高多少度时钢管将失 稳。 （ 10 分）西安工程大学6. 求图示简支梁的剪力图和弯矩图，并求出最大剪力和最大弯矩。（ 8 分）7. 直径 d 20mm的圆轴受力如下图所示。已知E=200GPa。今测得轴向应变54a 320 10 6， 横向应变b 96 10 6。 OC方向应变c 565 10 6。 计算轴向DABCBBACAB1.12 ( 122)( 223)( 321) 2.j max(Kd2 1)2 13.4. 05.F1 12F2216. 自由落体的高度7.min 或 maxmaxmin8.加工方便，结构优化，合理分配载荷；W(x)M (x)9.10.非线性1. 扭矩P95499549n3750