南京航空航天大学材料力学试卷和问题详解

1、精彩文档一、填空题：请将正确答案写在划线内每空1分，计16分TOC o 1-5 h z工程构件正常工作的条件是、工程上将延伸律（5的材料称为脆性材料。3-矩形截面梁横截面上最大剪应力T出现在各点，其值T=4平面弯曲梁的q、FM微分关系的表达式分别为s、maxmax5四个常用的古典强度理论的表达式分别为6用主应力表示的广义虎克定律为；;。二、单项选择题名义屈服极限勺2；1没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的强度极限s；b2.矩形截面的核心形状为根据需要确定。比例极限乍矩形；菱形；正方形；三角形。3杆件的刚度是指杆件的软硬程度；杆件的承载能力；杆件对弯曲变形的抵抗能力；杆件对弹性变形的抵

2、抗能力；图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则主应力的大小和主平面的方位都将改变；主应力的大小和主平面的方位都不会改变主应力的大小不变，主平面的方位改变；主应力的大小改变，主平面的方位不变。5、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积A=A.兀DhB.兀dhC.兀d2/4D.兀（D2一d2）/46、当系统的温度升高时,下列结构中的A不会产生温度应力.BCD三、简答题（每小题6分，计12分）支承情况不同的圆截面压杆如图所示，已知各杆的直径和材料均相同且都为大柔度杆。若只考虑纸平面内的稳定，问：那个杆的临界力最大？若在保持截面的面积不变的条件下将各压杆的截面改成正方形，试问各压杆的稳定

3、性是提高了还是降了？分别按第三和第四强度理论设计弯扭组合变形杆件的截面按第三强度论设计的杆件截面比按第四强度理论设计的截面那个大？为什麽？四、12分某丄形截面的外伸梁如图所示,已知：l=600mm，截面对中性轴的惯性矩I=5.73x106mm4y=72mmy=38mm。梁上的荷载F=24kN,F=9kN。材z1212料的许用拉应力匸=30MP,许用压应力L=90MP，试校核梁的强度。taca五、14分）荷载F作用在梁AB及CD的联接处，试求每根梁在连接处所受的力。已知其l3EI4跨长比和刚度比分别为产=和i=l2EI522六承受均布荷载的矩形截面简支梁如图所示F的作用线通过截面形心且与y轴成1

4、5角，已知l二4m，b二80mm，h二120mm，材料的容许应力b二10MPa，试求梁容许承受的最大荷载Fmax七、(2分)矩形截面受压柱如图所示，其中Fi的作用线与柱轴线重合，匚的作用点位于y轴上，F=F=80kN，b=240mm，F的偏心距e=100mm。求(1)柱的122横截面上不出现拉应力时的h最小尺寸；(2)当h确定后求柱横截面上的最大压应力。1h一、判断题：正确的划厶错误的划x(每小题2分，计10分1、对于没有屈服极限的塑性材料，通常将总应变为0.2%时的应力值，定为屈服强度，并以TOC o 1-5 h zbP0.2表示。()2、空心截面与实心截面比较，由于充分发挥了截面各点的承载

5、能力，因此是扭转变形的合理截面形状。()3、不论荷载怎样变化，简支梁的最大挠度可用梁跨中截面的挠度来代表。()4、若压力作用点离截面核心越远，则中性轴离截面越远。()5、塑性铰单向自由转动,形成塑性铰处弯矩为零。()二、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内(每小题2分,共12分)1、塑性材料冷作硬化后，材料的力学性能发生了变化。试判断以下结论哪一个是正确的()：屈服应力提高，弹性模量降低；屈服应力提高，塑性降低；屈服应力不变，弹性模量不变；屈服应力不变，塑性不变。2、在图所示状态中，按剪应力互等定理，相等的是T=T;B.T=T;1223C.T=T;D.T=T;34423、等直梁受载如图所示

6、若从截面C截开选取基本结构，则多余约束力为F,变形协调条件为3二0;CC多余约束力为F，变形协调条件为6=0；CC多余约束力为M,变形协调条件为3二0;CC多余约束力为M，变形协调条件为e=0；CCq纟:TTTTTTTpTTTTTT纟彳cIpL/2立_亞J4、图示三根压杆，横截面面积及材料各不相同，但它们的相同。A长度因数；B相当长度；C.柔度；D临界压力5、构件由突加荷载引起的应力，是相应静载引起应力的。A.-倍（K二1）B.二倍（K二2）ddC.三倍（K二3）D.四倍（K二4）dd6、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积和挤压面积分别为（）。A.兀Dh,兀d2/4B.兀dh,

7、兀（D2一d2）/4C.兀d2/4,兀D2/4D.兀（D2-d2）/4,ndh三、填空题（每空2分，共10）1、直径为D的实心圆轴，最大的容许扭矩为T,若将轴的横截面积增加一倍，则其最大容许扭矩为_一_。2、图示为某点的应力状态，其最大切应力Tmax二MPa。40MPa3、若构件内的应力随时间作交替变化，则该应力称为，构件长期在此应力作用下，会发生无明显塑性变形的骤然断裂，这种破坏现象称为。4、杆件的刚度代表杆件的能力。5、图示低碳钢拉杆的外表面上有斜线，当杆件变形时，请将杆上斜线新的位置画在图上,低碳钢的破坏是由应力引起的。四、作图题（13分）画出所示梁的剪力图和弯矩图，在图上注明控制截面的

8、Fs和M的值，并指出剪力和弯矩绝对值的最大值。3kN4.5kN/m2kN-mlm2m2m,lmr五、计算题（17分）1图示为一矩形截面铸铁梁，受两个横向力作用。（1）从梁表面的A、B、C三点处取出的单元体上，用箭头表示出各个面上的应力。（2）定性地绘出A、B、C三点的应力圆。（3）在各点的单元体上，大致地画出主平面的位置和主应力的方向。（4）试根据第一强度理论，说明（画图表示）梁破坏时裂缝在B、C两点处的走向。farFF一a.r1rc$II六、计算题（12分）铸铁梁受荷载情况如图示。已知截面对形心轴的惯性矩lz=403X10-7m4,铸铁抗拉强度o+=50MPa，抗压强度。-=125MPa。试

9、按正应力强度条件校核梁的强度。q=12k/m七、计算题（13分）20030图示结构中,AC为刚杆,CD杆的材料为Q235钢,C、D两处均为球铰，已知d=20mm,材料的E=200Gpa,a=235MPa,稳定安全因数n=3.0.试确定该结构的许sst可荷载。八、计算题10分）作等直杆的轴力图一、判断题：正确的划厶错误的划X（每小题2分，计10分）、对于没有屈服极限的塑性材料，通常将弹性应变为0.2%时的应力值，定为屈服强度，并TOC o 1-5 h z已&p0.2表示。（）圆轴扭转时，实心截面上没有切应力等于零的点。（）3、在变截面梁中，最大正应力不一定出现在弯矩值最大的截面上。（）4、承受斜

10、弯曲的杆件，其中性轴必然通过横截面的形心，而且中性轴上正应力必为零。5、在通过截面形心的一对坐标轴中，若有一个为对称轴，则该对称轴就是形心主惯性轴。二、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内（每小题2分,共12分）1、关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，请判断哪一个是正确白应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效;应力不增加，塑性变形很快增加，因而认为材料失效;应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效。2、悬臂梁由两根槽钢背靠背(两者之间未作任何固定连接)叠加起来放置,构成如图示.在载荷作用下,横截面上的正应力分布如图所示.ABCD

11、3、当系统的温度升高时，下列结构中的不会产生温度应力.赛VABCD4、现有两种说法：(1)塑性材料中若某点的最大拉应力amax=as,则该点一定会产生屈服；(2)脆性材料中若某点的最大拉应力amax=ab,则该点一定会产生断裂，根据第一、第四强度理论可知，说法.(1)正确、(2)不正确；(1)不正确、(2)正确；(1)、(2)都正确；(1)、(2)都不正确。5、长度系数的物理意义是。A.压杆绝对长度的大小；B.对压杆材料弹性模数的修正将压杆两端约束对其临界力的影响折算成杆长的影响对压杆截面面积的修正。6、在电梯内放置重量为W的重物，若电梯以重力加速度下降，则重物对电梯的压力。A.加大B减少C为

12、零D不变三、填空题（每空2分，共14分）1、实心圆轴，两端受扭转外力偶矩作用。直径为D时，设轴内的最大剪应力为T，若轴的直径改为D/2,其他条件不变，则轴内的最大剪应力变为。2、对于作匀加速直线运动和等速转动的构件，其内力的求解与静力学方法相似，仅需加上即可。3、纯剪切状态属于（单、双、三）向应力状态。4、工程构件正常工作的条件是足够的强度、足够的刚度和。5、对于超静定结构，当未知力个数多于平衡方程个数时，需补条件，来求解问题。6、用积分法求图示梁的挠度时，确定积分常数的条件四、作图题（共13分）画出所示梁的剪力图和弯矩图，在图上注明控制截面的Fs和M的值，并指出剪力和弯矩绝对值的最大值。五、

13、计算题图示等直圆杆，已知外力偶矩MA二2.99kNm,MB二7.20kNm,MC二4.21kNm,许应切应力t=70MPa，许可单位长度扭转角忙二1（）/m，切变模量G二80GPa。试确定该轴的直径d。（共11分）六、计算题在受集中力偶矩Me作用的矩形截面简支梁中，测得中性层上k点处沿45。方向的线应变为450，已知材料的E，v和梁的横截面及长度尺寸bhaL试求集中力偶矩Me。（13分）七、计算题Q235钢制成的矩形截面杆，两端约束以及所承受的载荷如图示（a）为正视图（b）为俯视图），在AB两处为销钉连接。若已知L=2300mm,b=40mm,h=60mm。材料的弹性模量E=205GPa。试求

14、此杆的临界载荷。（14分）八、计算题图示木梁受以可移动荷载F=40kN作用.已知0=lOMPa,LL3MPa。木梁的截面为矩形,其高宽比+=3。试选择梁的截面尺寸。（13分）一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16分）1足够的强度，足够的刚度，足够的稳定性；22o0-5003.中性轴上各点，T=2?；max2AdFdMd2M4-盂=Six?=q；5.r11t,ar2r42=a-v(cr3=a6-v(ff)。二、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内(每小题3分，计18分)1.(2)；2.(2)；3.(4)；4.(3).5.(2)6.(1)三、简答题(每小题6分，计12分)(d),

15、提高了；按第三强度理论设计的轴径大，因为按第三强度理论d(希、M2+T2)3四、(12分)(b)5分)a)解:画梁的弯矩图，如图b示.校核最大拉应力。由图可知MC二15Mb,yi=1砂5y2，所以My2yMyy，故知最大拉应力在b截面的上边缘各点C2B1t,max即拉应力强度满足。MyIZ1.8x106x725.73x106二22.6MPay校核最大压应力。由于MyMy，故知最大压应力C截面上边缘点C1B2tc,max即压应力强度也满足。MyIz2.7x106x725.73x106二33.8MPay五、(14分)解：一次超静定问题，基本静定系如图b所示。(4分)变形协调条件为Wb-Wc(2分)

16、变形协调方程（6分）（2分）TOC o 1-5 h z（F-X3XI34二2-3EI3EI12135由此解得X=F167六、（14分）（M,M,W,W写出正确，各得2分）yzyzFlsmq=420kNx4m4x0.259=5.18x106Nmm=141MPaJ（1分）（2分）（6分）（6分）Flcos420kNx4mxo.966=19.3x103Nmm4Wy=弓=128x103mm3W=b=192x103mm3Z6MM5.18x106Nmm19.3x106Nmm（J=y+z=+maxWW128x103mm3192x103mm3yz5分）该梁强度足够七（14分）解：偏心压缩问题，移F至F作用线处

17、21M=Fe=45x200kNmme2（1）若使截面上不出现拉应力,则有F+F6Fe门121=0bhbh2解得h=372mm（2）柱截面上的最大压应力F+F6Feb=t2+a=2.17+2.17=4.34MPamaxbhbh2一、填空题（每空2分计10分）1、x2、J3、X4、X5、X二、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内（每小题2分,共12分）1、B2、C3、A4、B5、B6、B三、填空题：（14分）四、简答题：（13分）lmFA=lQkNi2阳r2mAFb=一lm一I、求支座约束反力FA=10KNF=2KNB剪力图3分）弯矩图F=7KNSmaxM=3KN.mmax3分）（3分）（4分

18、）五、计算题（17分）A、B、C三点的应力状态每个2分，（共6分）A、B、C三点的应力圆每个2分，（共6分）A、B、C三点的主应力圆每个分，（共3分）梁破坏时裂缝在B、C两点处的走向（2分）六、计算题（12分）作弯矩图B截面+Bmaxb-BmaxC截面b+Cmax24辿xg-3=36.3MPa3分）403x10-724x13小9x10-3=82.8MPa403x10-73分）12.75x103x139x10-3403x10-7=44MPa3分）求反力1分作图2分压杆所受外力F=F4（1分）压杆临界力的计算卩=1l=1m（1分）.di=45mm（1分）=1x1000=200（2分）七、计算题（1

19、2分）5i=91.62分）p大柔度兀2EI3.142x200 x103xF=cr100021063.14x20464=155kN3分）Fp爲4nst由稳定性条件：F155F=4-f=4.=20.67kNPn3.0st2分）八、计算题（10分）2FJ1分）工X=0RP2P+R=012NaRaAL=1iEAEAN2a(R+P)2aAL=a=2EAEANaRaAL=23EAEAAL+AL+AL二0123R=5/4PR=7/4P127/4F1+-1/4F1（1分）（1分（1分）（2分）（2分）2分）一、填空题（每空2分计10分）1、x2、X3、J4、d5、Q二、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内（每小题2分