材料力学试题及答案5204

山西农业大学学年第二学期材料力学试题(A卷)一、选择题（20分）1、图示刚性梁AB由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A和A，若载荷P使刚梁平行下移，则其横截面12面积（）。A、A1〈A2B、A1〉A2C、A1=A2D、A1、A2为任意2、建立圆周的扭转应力公式τ=Mρ/I时需考虑下列因素中的哪几题一、1图ρρρ个？答：（）（1）扭矩M与剪应力τ的关系MT=∫AτρdATρρ（2）变形的几何关系（即变形协调条件）（3）剪切虎克定律（4）极惯性矩的关系式I=∫ρ2dATAA、（1）B、（1）（2）C、（1）（2）（3）D、全部3、二σ=（）向应力状态如图所示，其最大主应力1A、σB、2σC、3σD、4σ题一、3图4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截题一、4C、降低到原来的1/2倍5.已知图示二梁的抗弯截面刚度EI相同，若二者自由端的挠度相等，则P/P=（）12A、2B、4C、8D、16题一、5图三、如图所示直径为45方向的正应变，试求力偶矩m之值、0结构如图所示，P=15kN，已知梁和杆为一种材料，E=210GPa。梁ABC的惯性矩I=245cm4，等直圆杆BD的直径D=40mm。规定杆BD的稳定安全系数n=2。st求○1BD杆承受的压力。○2用欧拉公式判断BD杆是否失稳。（20分）题五图六题图山西农业大学-------------------------------------------------------------题学年第二学期材料力学试题(B卷)二、选择题（20分）1、下列结论中正确的是（）号学A、材料力学主要研究各种材料的力学问题B、材料力学主要研究各种材料的力学性质____________名C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系2、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为D1，另一根为空心轴，内外径比为d/D22=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同，则它们的重量之比W2/W1为（）姓级班答准不内线封密A、0.74B、0.62C、0.55D、0.473、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大致可分为四个阶段，这四个阶段是（）业专_______________院学术技程------------------------------------A、弹性变形阶段、塑性变形阶段、屈服阶段、断裂阶段B、弹性变形阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段C、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（）A、提高到原来的2倍B、提高到原来的4倍题一、4图度EI相同，若二者自由端的挠度相等，则12A、2B、4C、8D、16题一、5图二题图d的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成45方向的正应变，试求力偶矩m之值、0材料的弹性常数E、μ均为已知。（15分）五、如图所示，重物Q由高度H处自由下落，落在AB梁的中点C处，设EI=常数，求这时C点挠度ΔC。（15分）五题图六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI，求：1）C点支座反力；2）作刚架弯矩图。（20分）六题图山西农业大学-学年第二学期材料力学考试题-------------------------------------------------------------题三、选择题（20分）1、下列结论中正确的是（）A、材料力学主要研究各种材料的力学问题B、材料力学主要研究各种材料的力学性质号学____________名C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系姓级T（7）剪切虎克定律3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（）A、σB、2σC、3σD、4σ题一、3图4、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为D，另一根为空心轴，内外1径比为d/D=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均22相同，则它们的重量之比W/W1为（）2A、0.74B、0.62C、0.55D、0.475.已知图示二梁的抗弯截面刚度EI相同，若二者自由端的挠度相等，则P/P=（）12A、2B、4C、8D、16题一、5图二题图三、如图所示直径为d的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m的作用。设由实验的测轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。（15分）五、悬臂梁ACB由铸铁材料制成，其许用拉应力[σ]=40MPa，许用压t三题图应力[σ]=160MPa，载荷F=44kN，梁截面为T型，I=101.8×106mm4，cPz尺寸如图，试校核其强度。（15分）五题图六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI，求：1）C点支座反力；2）作刚架弯矩图。（20分）六题图山西农业大学-学年第二学期课程考试试卷（A卷）------------四、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ，则450斜截面上的正应力和。A分别为σC分别为σ和σ2、图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知[σ/2和σB均为σ/2D均为σ/2]＝2[τ]，为充jy分提高材料的利用率，则铆钉的直径ｄ应为。Ad=2tBd=4tCd=4t/πDd=8t/π状态如右图所示，则其主应力、、分别为1233一点的应力A30MPa，100MPa，50MPaB50MPa，30MPa，-50MPaC50MPa，0，-50MPaD-50MPa，30MPa，50MPa4、两根材料和A临界应力一B临界应力柔度都相同的压杆，定相等，临界压力不一定相等不一定相等，临界压力一定相等C临界应力和临界压力一定相等D临界应力和临界压力不一定相等5、图示交变应力循环特征r，应力振幅σa和平均应力σm分别为Ar＝2，σa＝20MPa，σm＝－10MpaBr＝2，σa＝－40MPa，σm＝10MpaCr＝－2，σa＝30MPa，σm＝－10MpaDr＝－2，σa＝30MPa，σm＝30MPaA、拉伸变形、压缩变形；2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa），试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大剪应力。3、（10分）一受扭转的圆轴，直径d=260mm，材料的的弹性模量E=200GPa，泊松比v=0.3，现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45方向的线应变ε=5.2×10-4。试求转矩m。455题图10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EIklEI，支座的弹簧刚度为k（产生单位长度变形所需的力），且3，试求C点的挠度。山西农业大学2006-2007学年第二学期课程考试试卷（A卷）五、选择题（每题4分，共20分）--------------------------------------------1、材料的失效模式。A只与材料本身有关，而与应力状态无关；B与材料本身、应力状态均有关；C只与应力状态有关，而与材料本身无关；D与材料本身、应力状态均无关。号学3、关于压杆临界力的大小，说法正确的答案是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与压杆所承受的轴向压力大小有关；D与压杆的柔度大小无关。4、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅值a的值分别是A40、20、10C0、20、10B20、10、20D0、20、205、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数k112hhk11dVVdACBDCBk112h2hk11VVVddBCBQQAABCBC2、（15分）已知三向应力状态如图所示（图中应力单位：MPa），试求：1）主应力；2）主切应力；3）形变应变能密度u。f3、（16分）圆截面杆，受横向外力F和绕轴线的外力偶m0作用。由实验测得杆表面A点处沿轴线方向的线应变04104，杆表面B点处沿与轴线成45方向的线应变453.75104。材料的弹性模量E=200GPa，泊松比v=0.25，a=0.25L，L=800mm，d=60mm。试求横向外力F和绕轴线的外力偶m0。FFmm0AA0BB450daaFF4、（16分）精密磨床砂轮轴如图所示(单位:mm)，已知电动机功率N=3kW,转速n=1400rpm,转子重量Q1=101N,砂轮直径D=25mm,砂轮重量Q2=275N，磨削力Py/Pz=3，轮轴直径d=50mm，材料为轴承钢，[]60MPa，试用第三强度理论校核轴的强度。5、（17分）平面刚架ABC与二力杆CD构成如图所示结构，并承受外力偶m0作用。若m0、a已知，刚架的抗弯刚度为EI，CD杆的抗拉刚EA3EI2a2。试求CD杆的变形量l。度为EA，且aADa2CBm06、（17分）用积分法求梁B点的挠度和转角，梁的EI，L已知。山西农业大学2006-2007学年第二学期课程考试试卷（B卷）----------------------------------------B1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布；C1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布；D1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。号学----______________名------12---------题--答准不内线封密姓----------------------级班M(x)M(x)dxEI的下述讨论，正确的是______________________3、对莫尔积分。lA只适用于弯曲变形；B等式两端具有不相同的量纲；C对于基本变形、组合变形均适用；D只适用于直杆。--------------------4、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅值a的值分别是业---专------5、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数k112hhk11dVVBdACBDCk112h2hk11VVVddBCBQQAABCBC二、计算题1、（16分）q、a已知，试作梁的剪力、弯矩图。qqa2qaBAC2aa2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa），试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大切应力。204、（16分）精密磨床砂轮轴如图所示N=3kW,转速n=1400rpm,转子重量Q1=101N,砂轮直径Q=275N，磨削力P/P=3，轮轴直径d=50mm，材料为轴承(单位:mm)，已知电动机功率D=25mm,砂轮重量2yz钢，[]60MPa，试用第三强度理论校核轴的强度。6、（17分）用积分法求梁B点的挠度和转角，梁的EI，L已知。山西农业大学2007-2008学年第二学期课程考试试卷（A卷）七、选择题（建环做1-4，6）每题4分，共20分，机制、农机做1-5，-----------------------------------1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ，则450斜截面上的正应力和剪应力。A分别为σC分别为σ和σ3、图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知[σ/2和σB均为σ/2D均为σ/2]＝2[τ]，为充jy-分提高材料的利用率，则铆钉的直径ｄ应为。----号学-Ad=2tBd=4tCd=4t/πDd=8t/π---______________名---------------题--123A30MPa、100MPa、50MPaB50MPa、30MPa、-50MPaC50MPa、0、-50MPaD-50MPa、30MPa、50MPa4、两根材料和柔度都相同的压杆，A临界应力一定相等，临界压力不一定相等B临界应力不一定相等，临界压力一定相等C临界应力和临界压力一定相等D临界应力和临界压力不一定相等5、图示交变应力循环特征γ，应力振幅σa和平均应力σm分别为Aγ＝2，σa＝20MPa，σm＝－10MpaBγ＝2，σa＝－40MPa，σm＝10MpaCγ＝－2，σa＝30MPa，σm＝－10MpaDγ＝－2，σa＝30MPa，σm＝30MPa6、图示十字架，AB杆为等直均质杆，o-o为圆轴。当该十字架绕o-o轴匀速旋转时，在自重和惯性力作用下杆AB和轴o-o分别发生__________二、计算题（共80分）-------1、（15分）梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。---------------------------------------------2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa），试用解析法求-----1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大切应力。20---题-答准50不内线封3、（10分）一受扭转的圆轴，直径d=260mm，材料的的弹性模量E=200GPa，泊松比v=0.3，现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45方向的m。线应变ε=5.2×10-4。试求转矩密------------------------------6、（10分）重为Q的物体从高度h处自由落下，若已知梁的抗弯刚度为kEIl3，EI，支座的弹簧刚度为k（产生单位长度变形所需的力），且试求C点的挠度。山西农业大学2007-2008学年第二学期课程考试试卷（B卷）--八、选择题（每题4分，共20分）1、轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面()----------A分别是横截面、450斜截面B都是横截面----C分别是450斜截面、横截面D都是450斜截面2、图中应力圆a、b、c表示的应力状态分别为---------A二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态；B单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态；C单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态；D单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。-----------------------------------题-答准不内M(x)M(x)EI的下述讨论，正确的是3、对莫尔积分A只适用于弯曲变形；。lB等式两端具有不相同的量纲；C对于基本变形、组合变形均适用；D只适用于直杆。4、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅值a的值分别是A40、20、10B20、10、20C0、20、10D0、20、205、在连接件上，剪切面和挤压面分别于外力方向。A垂直、平行C平行B平行、垂直D垂直二、计算题（共80分）1、（15分）q、a已知，试作梁的剪力、弯矩图。qqa2qaCBA2aa2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa），试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大切应力。20502、y)213xy(x222xy502502(20)2577MPa22tg20.819020'xy00xy(y)232MPax22maxxy3、（15分）皮带轮传动轴如图所示，皮带轮1的重量W800N,直径--------1-------------d0.8m，皮带轮2的重量W1200N,直径d1m，皮带的紧边拉122力为松边拉力的二倍，轴传递功率为100kW,转速为每分钟200转。轴-----------------------材料为45钢，[]80MPa，试求轴的直径。号学__________---------------第21页共35页0.5m0.75my0.75mt2DBd2CA1dz12t1T2wTw1125、（15分）总长度为l，抗弯刚度为EI的悬臂梁AB承受分布载荷q，试用能量法求截面B的挠度和转角。qCBAal2006-2007（2）材料力学试卷A答案一、选择题1、B2、C3、B4、D5、C二、计算题1、简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。RRA4kN/mBxBAC9kN1m2.75m第22页共35页3.7522m0R3.7592.754BAR0.9KNAF0RR943.75yBAR5.1KNBFq(KN)5.9x0.9CB3.15.11.1CxA0.10125B3.25125M(KNm)剪力方程和弯矩方程：4x20.9x2x2F(x)R4x0.94x；M(x)RxAC段：2qAA段：F(x)4(3.75x)R9.94xCB；qBM(x)5.1(3.75x)4(3.75x)22根据上面方程容易求出驻点2、65.3MPa,50MPa,、零点和剪力、弯矩的极值，如图。15.3MPa1237.65MPa,32.65MPa,40.3MPa231312第23页共35页f3、Exy45σσE80MPa,x60MPa(1)004、Mx(Nm)Mz(Nm)20.5603.85My(Nm)18.18213.2N3扭矩：M9549954920.5Nmn1400xD进而可以求出磨削力：PM1640N；P3P4920N2zxyz故可以求出M和M的极值：yzMMP130103213.2Nmyzmax(PQ)130103603.85Nmzmaxy2弯矩：MMM213.22603.852640.38Nm22ymaxzmax第三强度理论：M2M2xW32640.38220.5252.2MPa[](50103)3故该轴满足强度要求。5、2a3,11a21111m,Xm0,lm08EI16a16EA11EI1F016、ql3ql4B，vB6EI8EI2006-2007（2）材料力学试卷B答案二、选择题1、B2、B3、C4、D5、C二、计算题q、a已知，试作梁的剪力、弯矩图。1、qqa2qaBAC2aa第25页共35页2、20y(50y)2132xx22xy502502(20)2577MPa22tg20.81920'xy0x00y(y)232MPax22maxxy3、BaACPPaD应用截面法容易求出：PAB、AD、BC、DC四根压杆的内力N，BD拉杆的内力NP212l4a41180id0.05结构临界载荷：d2Pcr2(2350.00682)4P531.7KNcr4、Mx(Nm)20.5Mz(Nm)603.85My(Nm)18.18213.2N3扭矩：M9549954920.5Nmn1400xD进而可以求出磨削力：PM1640N；P3P4920N2zxyz故可以求出M和M的极值：yzMMP130103213.2Nmyzmax(PQ)130103603.85Nmzmaxy2弯矩：MMM213.22603.852640.38Nm22ymaxzmax第三强度理论：M2M2xW32640.38220.5252.2MPa[](50103)3故该轴满足强度要求。5、2a3V5a23aEI2mXm0m0（向下）3EI，，2a，24EI111F01D6、ql3，vql46EI8EIBB2007-2008（2）材料力学试卷A答案三、选择题1、D2、D3、B4、A5、C6、C二、计算题1、简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。R1(qaqa2.5aqa)54qa222acR34qaA第28页共35页FQqa3/4qa-1/4qa1/2qa23/4qa2M2、2050y(y)2132xx22xy502502(20)2577MPa22tg20.81920'xy0x00y(y)232MPax22maxxy3、m=125.7N/m4、16.34MPa，xy82.2MPa，88.5MPa[]180MPa<r3x5、第29页共35页2a3V5a2，D3aEI2m1F，Xm0m0（向下）2a24EI01，6、v(1118EIh5Ql3)5Ql9EId3C2007-2008（2）材料力学试卷B答案四、选择题1、A2、C3、C4、D5、B二、计算题q、a已知，试作梁的剪力、弯矩图。1、qqa2qaCBA2aa2、第30页共35页2050y)2213xy(x22xy502502(20)2577MPa22tg20.819020'xy00xy(y)232MPax22maxxy3、解：扭矩：T9549Nn=4775NmT皮带拉力t9438N,T2t18880Nd/211211Tt9550N,T2t19100N22d/22PTtW36616y1111PW1200,P(Tt)28650y22z222内力分析B截面M4775xM18308yC截面M10743yM9604MMM1441022zyz第31页共35页M232w=0.134md3xW=236E-6W4、41.8MPa，MPa，147.4MPa，253MPar3a16.30，xxzaaaa5.6MPa，3a5、在B点作用向下单位力Mqx(AC段）22M(xla)(AC段）B点向下位移MMdxqaEI3(4la)Ba向下24EI0求转角：在B点作用顺时针单位力偶Mqx(AC段）22M1B点转角aqx02EIaMMEI2dxqa3Bdx顺时针6EI06、3EIQl22EIgQlVd3二.绘制结构的剪力、弯矩图。（15分）三.如图，左轮沿切线作用水平向前12四.图示结构，梁AB