材料力学试卷与包括

资料力学试卷与包含答案资料力学试卷与包含答案36/36资料力学试卷与包含答案一、低碳钢试件的拉伸图分为、、、四个阶段。(10分)二、三角架受力以下列图。已知F拉杆BC采用Q235圆钢，［钢］=140MPa,压杆AB采用=20kN,横截面为正方形的松木，[木]=10MPa，试用强度条件选择拉杆BC的直径d和压杆AB的横截面边长a。(15分)CBAF三、实心圆轴的直径D＝60mm。传达功率P＝70kW，轴的转速n＝180r/min，资料的许用切应力[]＝100MPa，试校核该轴的强度。（10分）四、试绘制图示外伸梁的剪力求和弯矩图，q、a均为已知。（15分）q

qa2

qaA

BC2aa1五、图示为一外伸梁，l=2m，荷载F=8kN，资料的许用应力[]=150MPa，试校核该梁的正应力强度。(15分)60mm4FFmADBmC001lll100mm六、单元体应力以下列图，试计算主应力，并求第四强度理论的相当应力。(10分)＝100MPa＝100MPax＝100MPa七、图示矩形截面柱承受压力F1=100kN和F2=45kN的作用，F2与轴线的独爱距e=200mm。b=180mm，h=300mm。求max和min。（15分）2八、图示圆杆直径d=100mm，资料为Q235钢，E=200GPa，p=100，试求压杆的临界力Fcr。(10分)Fcrm3d《资料力学》试卷（1）答案及评分标准一、弹性阶段、信服阶段、增强阶段、颈缩断裂阶段。评分标准：各2.5分。二、d=15mm;a=34mm．3评分标准：轴力5分，d结果5分，a结果5分。三、=87.５ＭＰa,强度足够．评分标准：T3分，公式4分，结果3分。四、+FS图——qa2图qa2／2FS图1..5qa评分标准：受力求、支座反力5分，剪力求5分，弯矩图5分。M图五、max＞［］=100MPa，但没高出许用应力的5%，安全．评分标准：弯矩5分，截面几何参数3分，正应力公式5分，结果2分。六、（1）１＝１４１.42MPa，＝０，３＝１４１.42MPa；（2）r4=245MPa。评分标准：主应力5分，相当应力5分。七、max=０.64MPa，min=-6.04MPa。评分标准：内力5分，公式6分，结果4分。4八、Ｆcr评分标准：柔度q3分，公式5分，结果2分。一、什么是强度无效、刚度无效和牢固性无效？二、如图中实线所示构件内正方形微元，受力后变形为图中虚线的菱形，则微元的剪应变成？A、B、900C、9002D、2答案：D三、资料力学中的内力是指（）。A、物体内部的力。B、物体内部各质点间的相互作用力。C、由外力作用引起的各质点间相互作用力的改变量。D、由外力作用引起的某一截面两侧各质点间相互作用力的合力的改变量。答案：B四、为保证机械和工程结构的正常工作，其中各构件一般应满足、和三方面的要求。答案：强度、刚度、牢固性五、截面上任一点处的全应力一般可分解为方向和方向的重量。前者称为该点的，用表示；后者称为该点的，用表示。5答案：略画出图示各梁的Q、M图。qACaaqa/4qaqa/42

第二章内力解析qaqqaqa2DaaaBa9qa/4qaQ图5qa/4qa22qa/4

qaqa2

M图63qa2P=10kNM=5kNm2qaqACBD1m1m1m2aa2qaqa24qa2qa25qa2第三章拉伸与压缩一、看法题1、画出低碳钢拉伸时曲线的大体形状，并在图上标出相应地应力特色值。2、a、b、c三种资料的应力～应变曲线以下列图。其中强度最高的资料是；弹性模量最小的资料是；塑性最好的资料是。7abcO答案：a、c、c3、延伸率公式l1l/l100%中l1指的是?答案：DA、断裂时试件的长度；B、断裂后试件的长度；C、断裂时试验段的长度；D、断裂后试验段的长度。4、影响杆件工作应力的因素有（）；影响极限应力的因素有（）；影响许用应力的因素有（）。A、载荷B、资料性质C、截面尺寸D、工作条件答案：ACBBD5、关于资料，平时以产生0.2%的时所对应的作为信服极限，称为资料的信服强度，并用记号表示。答案：无明显信服阶段的塑性资料、塑性应变、应力、0.2。二、图示为简单悬臂式吊车简图，斜杆由两根50×50×5的等边角钢组成，横截面面积为961mm2；水平杆由两根10号槽钢组成，横截面面积为2548mm2。资料都是A3钢，许用应力120MPa。不计两杆的自重，求允许的最大起吊重量G。GNACC4mNACG2msin2NBCNACGG3NABAcossincosBNAC[]AAC115.32kNG1NAC55.766kNG2NAB[]AAC305.76kNG23NAB[G]{G1,G2}min8三、图示变截面杆由两种资料制成。AE段为铜质，EC段为钢质。钢的许用应力钢160MPa，铜的许用应力为铜120MPa。AB段横截面面积是BC段横截面面积的两倍，AAB1000mm2。外力作用线沿杆轴线方向，P60kN。试对此杆进行强度校核。又若已知E钢210GPa，E铜100GPa。试计算杆的纵向变形和AB截面的相对位移。NAD2PNDENEBPNBCP铜杆max120MPa压应力钢杆max120MPa拉应力lAC0.94mmAB1.8mm四、图示结构，矩形截面梁AB和圆形截面杆CD所用资料相同，已知资料许用应力[]160MPa。CD杆的直径d=20mm，试求（1）结构的同意载荷[P]；D（2）画出梁危险截面的正应力分布图。NCDPP12[NCD]2[]A33510NAC120B33M1000P2m1m70Mmax1000P[]WWP2[]W16070120226880N100010006[P]{P1,P2}min剪切一、判断剪切面和挤压面时应注意：剪切面是构件的两部分有发生的平面；挤压面是构件的表面。答案：相互错动、接触二、图示螺钉杆穿过刚度较大的水平梁并由螺帽悬挂，螺杆下端悬挂一重为P的物体。试分别写出螺钉的9剪切应力；挤压应力；拉伸应力。答案：拉伸强度：剪切强度：挤压强度：P4PQPPbs4PAd2AbsAbs(D2d2)dh三、拉杆头部尺寸以下列图，已知接头的许用切应力D=40mm100MPa，许用挤压应力[bs=200MPa。试校核拉杆头部的强度Pdhbs4P2d2D四、以下列图，厚度为t的基础上有一方柱，柱受轴向压力压面积为答案：A=2atAbs=a2五、以下列图两板用圆锥销联系，则圆锥销的受剪切面积为A、12B、12Dd4410

h=10mmh=10mmd=20mmP=40kNP作用，则基础的剪切面面积为，挤Pta（）；计算挤压面积为（）。DhPPh1D2d2C、4D、1Dd2E、hDdF、h3dD答案：D、F4244第五章扭转一、实心圆轴1和空心圆轴2横截面面积相同，受相同的扭矩作用，若空心圆轴的内、外径之比=0.6，求空心圆轴与实心圆轴最大切应力之比max2。max1答案：二、试画出以下各圆截面上的扭转剪应力分布MM答案：略三、在图示受扭圆轴横截面上的剪应力分布图中，正确答案是。TTTT(A)(B)(C)(D)11答案：D四、一内外径之比为=d/D的空心圆轴，当两端承受扭转力偶矩时，横截面上的最大剪应力为，则内圆周处的剪应力有四种答案：（A）；（B）；（C）(1-3)；（D）(1-4)正确答案是。答案：B五、两根直径相同而长度及资料不相同的圆轴，在相同扭矩作用下，其最大切应力和单位长度扭转角之间的关系是（）。A、max1max2，12B、max1max2，12C、max1max2，12D、max1max2，12答案：B六、在扭转损坏实验中，低碳钢圆试样沿剪断；铸铁圆试样沿拉断。答案：横截面、近似450斜截面第六章波折应力一、看法题1、图示铸铁简支梁，当梁的横截面面积一准时，最合理的截面形状是?PABaaABCD12答案：D2、画出悬臂梁任一截面上波折正应力及剪应力分布。答案：略3、为了提高梁的承载能力，梁的支座有图示四种方案，合理方案是。qql(A)(B)l/54l/qqll/53l/l/5(C)(D)答案：D134、以下列图圆截面悬臂梁，而直径增加一倍，则其最大正应倍。答案：八分之一5、梁的横截面形状以下列图。圆截面上半部有一圆孔。在xoy平面内作用有正弯矩M，(1)试画出正应力分布图；(2)绝对值最大的正应力地址有以下四种答案：A、a点B、b点C、c点D、d点正确答案是。

若梁的其他条件不变，P力是本来的dlyabcozd答案：1、略；2、a点。二、图示简支梁AB，若梁长l，抗弯截面模量Wz和许用应力[]均为已知。试求：1）当载荷P直接作用在主梁AB上时（图a），求梁的同意载荷[P1]。2）若加一长为a的辅助梁CD，如图b所示。不考虑辅助梁的强度，求梁的许用载荷（3）若辅助梁CD的抗弯截面模量Wz和许用应力[]与主梁AB相同，求a的合理长度PPCDABABl/2l/2a/2l/2(a)(b)14

[P2]。。4W[][P1]4W[]al/2答案：[P1]lal三、铸铁梁载荷及反力以下列图，。已知：Iz=188×106mm4。求：（1）画出梁的弯矩图及危险截面的正应力分布图，（2）求该梁的最大拉应力及最大压应力max，并指出发生在哪个截面及哪些点。RA=25kN100kN50kNy1=180mmA形y2=80mm1m1m1my答案：1、略2、maxCmaxmaxBmax

23.94MPa（C截面的上边沿各点）47.87MPa（B截面的上边沿各点）四、图示T形截面简支梁,[]=30Mpa,[]=60Mpa,Iz=763×104mm4,E=120Gpa。求：（1）梁的许用载荷[]；（2）若梁倒置，[]=？。PPPB80A20521m1mz12020（单位：mm）答案：由maxMmaxymax[]MmaxPl[P]4IZ[]IZ4ymaxl（1）[P]5.2kN（2）[P][P]五、图示矩形截面木梁。已知P10kN，a1.2m，木材的许用应力[]10MPa。设梁横截面的高、宽比为h2。试计算横截面的尺寸。bP2PPbh15aaaa答案：由maxMmax[]MmaxPaWZbh22b3WZ63[b]3Pa3122mm2[]第七章波折变形一、图示连续梁中，梁AB与BC用铰链联接，A处为固定端拘束，CD为直杆。梁的抗弯刚度为EI，杆CD的抗拉（压）刚度为EA。试写出积分法求梁变形时的界线条件和圆滑连续条件。Dq答案：ABCyA0A0l2l1yClCDC左C右二、悬臂梁以下列图，画出挠曲线的大体形状。mm答案：aaa左段各点无位移；中段上弯，且张口向上；右段不波折，但有涉及位移。三、简支梁以下列图,试写出当用积分法求梁的挠度时确定积分常数的支承条件和连续条件。yPCBA答案：xakaPbyA0yBk(ab)yC左yC右C左C右四、等截面直梁在波折变形时，挠曲线曲率最大发生在（）处。A、挠度最大B、转角最大C、剪力最大D、弯矩最大答案：D五、用叠加法求梁的位移时，应满足的条件是：1.；2.。答案：线弹性、小变形16第九章应力状态与强度理论一、看法题关于图示三种应力状态(a)、(b)、(c)之间的关系,有以下四种答案：A、三种应力状态等价；B、三种应力状态均不等价；C、(b)和(c)D、(a)和(c)等价。正确的答案是。

等价；45°45°-答案：D（a）（b）（c）2.图示单元体的三个主应力为：；；。答案：、、3.承受轴向拉压的等截面杆，在杆内任一点处（）。A、无切应力B、无切应变C、纵截面无正应力D、无横向线应变答案：C4.若单元体任一截面上的切应力均为零，试绘出该单元体可能有的平面应力状态。答案：略5.第一和第二强度理论只适用于脆性资料；第三和第四强度理论只适用于塑性资料。这种说法可否正确，为什么？二、受力构件内某点处，原始单元体应力以下列图。试求主应力、主平面方向角和最大切应力。（单位20MPa）40答案：1740x40y20xy40maxmin1203单位：MPatan122xy40200xymaxmaxmin2三、已知平面应力状态以下列图（单位MPa），试求：（1）主应力；（2）该平面内的最大切应力。答案：20max57507min1572037maxmaxmin322四、钢构件内某点的应力状态以下列图（应力单位MPa），资料弹性模量E=200GPa，泊松比0.3。试求对角线AC的长度改变。15C30035.5MPa05.5MPa3030025120ACACAC50100103mmAE30120五、两端封闭的铸铁圆筒，其内径d=100mm，壁厚t=10mm，承受内压p=5MPa，并且在两端受轴向压力P=100kN的作用，资料的许用拉应力[]=40MPa，试用第三强度理论校核其强度。（可近似地看作薄壁圆筒）答案：PPDp环向径向第三相当应力不满足强度条件。第九章组合变形一、看法题1.图示结构中，杆1发生变形；杆2发生变形；杆3发生变形。18答案：拉伸、压缩、波折2.应用叠加原理解析组合变形杆内的应力，应满足的条件为：1.；2.。答案：线弹性、小变形3.斜波折时危险点处于向应力状态；拉（压）与波折组合变形时危险点处于向应力状态；扭转与波折组合变形时危险点处于向应力状态。答案：单、单、双4.构件受独爱压力作用时，外力作用点离截面形心愈近，则中性轴距形心愈；当外力作用点位于截面形心周边一地域内时，可保证截面上不产生拉应力，这一地域成为。答案：近、压力中心5.在斜波折中，横截面上危险点的最大正应力、截面挠度都分别等于两相互垂直平面内的波折正应力、挠度的叠加，这两种叠加有何不相同。答案：代数叠加、矢量叠加二、图示ABC折杆，C=1kN，资料为钢质，[]=160MPa。试用第三强度理论计算圆轴端受平行于y轴的力PPAB的直径d。Cy50mmABx100mmz答案：危险截面：固定端TPaMPla50mml100mm1932M213M2T2d3T2WZWZ32d19.2mm三、等截面钢轴以下列图。主动轮C上的力Ph为水平方向，直径为500，从动轮的直径为800，钢轴资料的许用应力[]65MPa。若轴传达的功率为20马力，转速150rpm，PV12PV2，试按形状改变比能理论确定轴的直径。PhOxAByCPV1DPV2z300350300答案：m936.5NmPh3799NPV22375NPV12PV24650N(MZ)maxPh500949750Nmm(My)max3PV28002850000Nmm22危险截面为B处横截面。d332(My)max2m276.44mm[]四、图示为中间开有切槽的板，已知P80kN，h80mm，b10mm，a10mm。试求板内最大应力，并与没有张口时比较。PPhab答案：20张口MaNPP2MN163.3MPaNmaxWA不张口100MPaA五、已知图示钢杆的P14πkN，P260πkN，m=4kNm，l=0.5m，直径d=100mm，[]=160Mpa。校核该杆的强度。P1m答案：P2lMP288MPaWAm64MPar3242155.3MPaWp六、图示铣刀C的直径D=90mm，切削力Pz=2.2kN，圆截面刀杆AB长l=320mm，许用应力[=80MPa，Me为绕x轴外力偶矩，AB处于平衡状态。试用第三强度理论求刀杆AB的直径d。yyMeABxCCMzDzPZPZl/2l/2答案：21DPl32M2T2d29.5mmTMePZ2MZr3d3[]4第十章压杆牢固一、看法题1.影响压杆临界力大小的因素有、、、。2.关于压杆临界力的含义，以下几种说法正确的有（）。A、压杆横截面上应力达到比率极限时的压力值；B、压杆能保持牢固直线平衡形态时的最大压力值；C、压杆丧失牢固直线平衡形态时的最小压力值；D、压杆在波折平衡形态时的压力值；E、压杆由牢固平衡过渡到不牢固平衡时的压力值；F、压杆丧失承载能力时的最小压力值。3.一端固定、一端为弹性支撑的压杆以下列图，其长度系数的范围为

（

）。A、

0.7；

B、

2；

PC、

2；

D、不能够确定。答案：C

l

EI4.若压杆满足牢固条件

，可否必然满足强度条件

？又若压杆满足强度条件

，可否必然满足牢固条件

？5.图示两根修长压杆，l、EI相同。（a）杆的牢固安全系数

nst=4；则（b）杆实质的牢固安全系数

nst有四种答案,

正确答案是

。A、1；B、2；C、3；D、4。2P2P2PPlEIlEI(a)22(b)答案：B二、结构如图示。AB斜杆为圆截面，d40mm，l800mm，两端铰支；CAD为边长100mm的正方形横截面梁，资料皆为A3钢。p200MPa，s235MPa，b400MPa，E=206GPa，强度安全系数ns，nb，牢固安全系数nst2.5，Q40kN。试校核该结构可否安全。Q600300答案：CAD牢固解析：lsin80026002B800600NABsin900QNAB90.7kNpEsas4l中长杆b80pdNABcrnwnst强度解析：危险截面：A处截面Mmax300Qmax72MPasmaxns三、某型号飞机起落架中承受轴向压力的斜撑杆为修长杆以下列图。两端为铰支拘束，杆为空心圆管，外径23D=52mm，内径d＝44mm，l＝950mm。资料的b=1600MPa，p=1200MPa，E。试求该斜撑杆的=210CPa临界压力PLj。答案：piID2)A(14lPLj401.716kNpi四、图示结构，AB和BC均为圆截面杆，两杆直径相同d40mm，资料相同，资料的弹性模量E200GPa，比率极限P200MPa，信服极限s240MPa，P99，s60，a304MPa，b1.12MPa。若两杆的安全系数均取为3，P70kN，试校核此结构的安全性。400P答案：AB0NBC2PNAB1P60压拉3324CAB32.16MPa[]s80MPanBC80属中长杆(NBC)cr339.131kNnstn3五、圆截面压杆d=40mm，p=200MPa，s=235MPa，E=200GPa，μ=0.25，δ=25%。求：能够用欧拉公式计算临界应力时的最小杆长P。L答案：izE1.419mLminp第十一章能量法一、圆轴以下列图，资料的弹性模量为EGT及轴向拉力P，剪切弹性模量，在自由端承受扭矩，试求圆轴所储蓄的变形能。dTPLTP答案：略25二、图示连续梁，AC和CB的抗弯刚度EI相等且为常数。试用能量法求C点的挠度。APBCl答案：静定结构如图变形条件(fC)AC(fC)CBAPC由图乘法N11Nl22lNl31.5(P-N)lN(fC)CBBCEI233EI(fC)AC9(PN)3Nl8EIl27P代入变形方程得fC(fC)CB13NPl35EI三、求图示结构的总变形能，并用卡氏定理求C点的铅垂位移。PaaPAC答案：EI45BEI令PC=PB=PEANBD22PCPBDUBD2PCPB2922a2aPEAEA26aP2x2P2a3UAC2UBC2CdxC2EI3EI0UUBDUAC92P2aP2a33EIEAfCUBD42PCPBa1222Pa3PC2EAEAPa3EI四、结构受力以下列图，刚架各段的抗弯刚度已于图中标出。若不计轴力和剪力对位移的影响，计算B截面的转角B。aPBAEI1lEI2C答案：BPal1PalEI2EI227五、悬臂梁AB长l，抗弯刚度EI，受力P。求：用卡氏定理确定A截面挠度及转角。y答案：UlP2x2P2l302EIdx6EIfAUPl3U1P3EIAU1lPxMfMf0EI

ABxPllPxMf2dx2EIlPxPl2dxdx0EI2EI六、（20分）图示刚架，各段杆的抗弯刚度EI相等且为常数，忽略轴力的影响。试用力法正则方程求解B、C处的支反力。lllPBC2lA28第十二章静不定系统一、试判断图示结构可否为静不定？若为静不定，是几次静不定？并绘出基本静定系。答案：一次静不定二、图示结构，1、2、3三根杆抗拉压刚度相同，由于加工原因，2号杆短了一个微量，AB梁视为刚体，试建立此结构的变形协调方程。1a2b3clAB答案：Pl1l3l2三、以下列图平面刚架，各杆EI相等，均为常数，受分布力q和力偶m作用。求A、C处拘束力。Paam=PaAB2aC2a29答案：PA2Pa32a33EI由11X11P0其他拘束力YCPYA

m=PaBPaAX01=1C1P29Pa36EIX129PYA6435P向上64

2aB2aC向上MA35Pa顺时针32四、图示刚架，各段杆的抗弯刚度EI相等且为常数，忽略轴力的影响。试用力法正则方程求解B、C处的支反力。答案：PPX1X2PlPlAA

lllBPC2lAlX1=1A30B2lC力法正则方程X2=111X112X21P012X122X22P0A各系数111(1l22l2l2l)8l3EI233EI221(14l222l4l22l)32l3122114l2l4l3EI233EIEIEI1P12Pl2l2Pl32P1(2Pl22l1Pl252l)17Pl3EIEIEI233EI代入正则，得X13PX24P287五、图示静不定刚架的EI为常量。试用力法正则方程求铰支座的反力。（不考虑轴力和剪力的影响）BBCCqX1qlAAl答案：11X11P011PEI

lq2ldx01ql4x026EI311ll4l31ql11x2dxl2dxX1EI003EI8六、图示结构，AB和BC均为圆截面杆，两杆直径相同d40mm，资料相同，资料的弹性模量E200GPa，比率极限P200MPa，信服极限s240MPa，P99，s60，a304MPa，b1.12MPa。若两杆的安全系数均取为3，P70kN，试校核此结构的安全性。400P400PA0B60AB060C2PCI2hPIIhb1、低碳钢拉伸经冷作硬化后，以下哪项指标获取提高。强度极限；(B)比