20102011材料力学材料力学试题及答案

PAGE20１0—２0１１材料力学试题及答案A一、单选题（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Ｂ、内力等于应力的代数和C、内力是矢量,应力是标量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、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式，需要考虑的关系有(）。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()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、平均应力、应力幅度分别为()。A-10、2０、1０;B30、10、20;Ｃ、20、10;D、1０、2０。7、一点的应力状态如下图所示,则其主应力、、分别为（)。Ａ３0MPａ、10０MPａ、5０ＭPaB５０MPa、30MPa、-50MPaC5０ＭPa、０、-50Mpａ、Ｄ－50MＰa、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，要求结构满足三个条件。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、图必须是直线。Ｄ、和至少有一个是直线。二、按要求作图(共12分)1、做梁的剪力、弯矩图（１0分)2、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）三、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ｍm,材料为Q２35钢，许用应力为MＰa,（共1５分)（1)求许可载荷。(6分)(２）计算当时，B点竖向位移(6分）(3)若Ｄ处（双剪切)铆钉许用切应力,试设计铆钉直径。(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方向的线应变为,已知材料的E,ν和梁的横截面及长度尺寸b,h,a,l.试求集中力偶矩Ｍe。AATO五、（14分)如图所示结构,杆横截面面积cm２,抗弯截面模量cm3,材料的许用应力MPａ。圆截面杆,其直径ｍｍ,材料的弹性模量Gpa,，MＰａ，，,如果压杆不为细长杆时采用直线拟合。、、三处均为球铰约束，若已知:ｍ,m，kＮ,稳定安全系数,校核此结构是否安全。六、(12分）重为的物体从高度处自由落下，若已知梁的抗弯刚度为,支座的弹簧刚度为(产生单位长度变形所需的力)，且，试求点冲击挠度。七、（1４分)平面刚架如图所示，为常量,试用力法作其弯距图。 ２010—2０11材料力学试题及答案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B、内力等于应力的代数和Ｃ、内力是矢量,应力是标量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、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，弹性模量为。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、平均应力、应力幅度分别为(）。Ａ-10、2０、10；B３０、10、２０;C、20、１０;Ｄ、1０、20。7、一点的应力状态如下图所示，则其主应力、、分别为()。A30MPa、100MPa、５０MPaB50MＰａ、30MPａ、-５0MPaC5０MPa、０、-50Mpa、D-50MPａ、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、图必须是直线。D、和至少有一个是直线。二、按要求做图（1０分)(１)做轴力图（2)做剪力、弯矩图

ABC4m3m三、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,ABC4m3mFdaAB45四、(1４分）已知圆轴直径,在其上边缘点处测得纵向线应变,在水平直径平面的外侧点处,测得,已知材料的弹性模量，泊松比,。若不计弯曲切应力的影响,试求作用在轴上的载荷和的大小。FdaAB45五、（16分）如图所示结构，杆横截面面积cm２，抗弯截面模量cm3，材料的许用应力MPa。圆截面杆，其直径mm,材料的弹性模量Gpａ，，MＰa,,,如果压杆不为细长杆时采用直线拟合。、、三处均为球铰约束，若已知:m,ｍ,kN,稳定安全系数，试校核此结构是否安全。2010—2０１1材料力学A卷参考答案一、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2分三、解:(1)对AB 进行受力分析（１分）（２分)解得CＤ杆轴向拉伸与压缩，由强度条件有(２分)解得(１分）（2)画出变形图如下:(2分)根据胡克定律,有（２分)根据变形图得到(２分)(3）铆钉是双剪切（1分）由剪切名义应力计算公式得到（1分)解得（1分)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（7分)根据应力弯曲剪应力公式：(3分)代入广义胡克定理，得到(3分)五、解:（1)计算杆的临界压力（7分）,所以杆为大柔度杆用欧拉公式计算临界压应力和临界压力,（2).(5分)AB杆平衡有:得AB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_+_+3．校核压杆稳定性足够 (1分）梁强度足够（１分）六、解:弹簧引起的静位移为（３分)梁的静位移为：（6分)动荷系数(2分）点的动挠度(1分）七、解:以C处的约束为多余约束，原结构的基本体系为:（2分）由力法典型方程(1分）(各3分)将和代入力法典型方程,得（2分)刚架的弯矩图右图示（2分）２０10—2011材料力学B卷参考答案一、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Q(KN)102020Q(KN)102020F——+—F——+—2FM(KNm)M(KNm)1010剪力图4分，弯矩图５分ABCABC4m3m：解得(6分)(２)设需要n根钢丝由钢丝的强度条件（4分)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（8分)根据扭转应力公式：代入广义胡克定理，得到(３分）又由应变公式,得到得到(5分）五、解：(1)计算杆的临界压力(8分），所以杆为大柔度杆用欧拉公式计算临界压应力和临界压力,(2）．（6分)AＢ杆平衡有:得AB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_+_+３．校核压杆稳定性足够 （１分）梁强度足够(1分)六、解:弹簧引起的静位移为(3分）梁的静位移为:(８分)动荷系数(2分)ABCq点的动挠度ABCq七、解:以C处的约束为多余约束,原结构的基本体系为基本体系（2分）由力法典型方程(2分）AABC(各4分)将和代入力法典型方程，得刚架的弯矩图右图示(2分）材料力学试题一、填空题(每空2分，共１０分）1.根据强度条件可以进行_＿_＿__以及确定许可载荷三个方面的强度计算。2．直径为Ｄ的实心圆轴，最大的许可扭矩为T，若将轴的横截面积增加一倍，则其最大许可扭矩为＿___＿_。3.纯剪切状态属于___＿_＿（单、双、三)向应力状态。4.构件受自由落体冲击时,静变形愈大,则动荷系数_______。5.一梁在集中力Ｆ作用下,其应变能为U，若将力F改为2F,其他条件不变，则其应变能为。二、单项选择题:（每题3分,共15分)1.扭转切应力公式适用于(）杆件。A.任意截面B.任意实心截面Ｃ.任意材料的圆截面D．线弹性材料的圆截面2.梁在某一段内作用有向下的均布力时，则在该段内弯矩图是一条（）Ａ．上凸曲线B．下凸曲线C.带有拐点的曲线D.斜直线3.梁的截面为T字型,Ｚ轴通过横截面的形心,弯矩图如图所示,则有（)。A.最大拉应力和最大压应力位于同一截面ＣB.最大拉应力位于截面C，最大压应力位于截面ＤＣ.最大拉应力位于截面Ｄ,最大压应力位于截面CD.最大拉应力和最大压应力位于同一截面D4．等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线的曲率最大发生在()处。A．挠度最大B．转角最大C.剪力最大D.弯矩最大5.在单元体的主平面上(）。A.正应力一定最大；Ｂ.正应力一定为零;C.切应力一定最小；Ｄ．切应力一定为零。得分得分三、（13分)作图题１．(４分）作图示杆的轴力图2.（6分）作图示梁的剪力图和弯矩图3KN/m2m3KN/m2m2m2F3F3F3.(3分）作图示杆的扭矩图

四、(６2分）计算题111112ABF1．(9分）图示结构111112ABF2．(9分）一传动轴传递的外力偶矩为1.0６=４0MPa,G＝80GPa，轴的单位长度许可扭转角［θ］=1°/ｍ,试确定该轴的直径。q3.（10分)下图所示矩形截面悬臂梁,已知,，。若许用挠度，,，试求该梁的许可载荷。q4.(６分)单元体各面上的应力如图所示，试求其主应力以及最大切应力。应力单位为MＰa。505030W5．(10分)如右图所示梁、柱混合结构，、、处均为铰接,当重物从高度处自由下落到梁上时,试校核立柱的稳定性。已知梁的弹性模量,截面惯性矩,柱的弹性模量,横截面面积,截面惯性矩，稳定安全因数为。（简支梁中点挠度)W400400400ABCD６.（10分)水平放置的钢制折杆如图所示,在B、Ｄ处各受竖直向下的集中力和作用。已知材料的许用应力400400400ABCDABA7.（8分)刚架各部分的相等，试求在一对力作用下,、两点之间的相对位移。(要计轴力)ABA3.梁的截面为T字型,Z轴通过横截面的形心,弯矩图如图所示，则有（)。A.最大拉应力和最大压应力位于同一截面ＣＢ.最大拉应力位于截面Ｃ,最大压应力位于截面DＣ．最大拉应力位于截面D,最大压应力位于截面CD.最大拉应力和最大压应力位于同一截面D4．等截面直梁在弯曲变形时,挠曲线的曲率最大发生在（)处。A.挠度最大B.转角最大Ｃ．剪力最大