材料力學(xué)試題及答案

1、題一、1圖1、圖示剛性梁AB由桿1和桿2支承，已知兩桿的材料相同，長(zhǎng)度不等，橫截面積分別為A1和A2，若載荷P使剛梁平行下移，則其橫截面面積（）。A、A1A2B、A1 A2C、A1=A2D、A1、A2為任意2、建立圓周的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式=M/I時(shí)需考慮下列因素中的哪幾個(gè)？答：（ ）（1） 扭矩MT與剪應(yīng)力的關(guān)系MT=AdA（2） 變形的幾何關(guān)系（即變形協(xié)調(diào)條件）題一、3圖（3） 剪切虎克定律（4） 極慣性矩的關(guān)系式IT=A2dAA、（1） B、（1）（2） C、（1）（2）（3） D、全部3、二向應(yīng)力狀態(tài)如圖所示，其最大主應(yīng)力1=（）A、 B、2 C、3 D、44、高度等于寬度兩倍(h=2b)的矩

2、形截面梁，承受垂直方向的載荷，若僅將豎放截面改為平放截面，其它條件都不變，則梁的強(qiáng)度題一、4圖A、提高到原來(lái)的2倍B、提高到原來(lái)的4倍C、降低到原來(lái)的1/2倍D、降低到原來(lái)的1/4倍題一、5圖5. 已知圖示二梁的抗彎截面剛度EI相同，若二者自由端的撓度相等，則P1/P2=（）A、2 B、4C、8 D、166、下列結(jié)論中正確的是 （ ）A、材料力學(xué)主要研究各種材料的力學(xué)問(wèn)題B、材料力學(xué)主要研究各種材料的力學(xué)性質(zhì)C、材料力學(xué)主要研究桿件受力后變形與破壞的規(guī)律D、材料力學(xué)主要研究各種材料中力與材料的關(guān)系7、有兩根圓軸，一根為實(shí)心軸，直徑為D1，另一根為空心軸，內(nèi)外徑比為d2/D2=0.8。若兩軸的長(zhǎng)

3、度、材料、軸內(nèi)扭矩和產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角均相同，則它們的重量之比W2/W1為（ ）A、0.74 B、0.62 C、0.55 D、0.478、材料的失效模式 B 。A 只與材料本身有關(guān)，而與應(yīng)力狀態(tài)無(wú)關(guān)；B 與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均有關(guān)；C 只與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，而與材料本身無(wú)關(guān)；D 與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均無(wú)關(guān)。9、圖中應(yīng)力圓a、b、c表示的應(yīng)力狀態(tài)分別為A 二向應(yīng)力狀態(tài)、純剪切應(yīng)力狀態(tài)、三向應(yīng)力狀態(tài)；B 單向拉應(yīng)力狀態(tài)、單向壓應(yīng)力狀態(tài)、三向應(yīng)力狀態(tài)；C 單向壓應(yīng)力狀態(tài)、純剪切應(yīng)力狀態(tài)、單向拉應(yīng)力狀態(tài)；D 單向拉應(yīng)力狀態(tài)、單向壓應(yīng)力狀態(tài)、純剪切應(yīng)力狀態(tài)。正確答案是 C 10、關(guān)于壓桿臨界力的大小，說(shuō)法正確的答

4、案是 BA 與壓桿所承受的軸向壓力大小有關(guān)；B 與壓桿的柔度大小有關(guān)；C 與壓桿所承受的軸向壓力大小有關(guān)；D 與壓桿的柔度大小無(wú)關(guān)。 11、如圖所示重量為的重物自由下落沖擊梁，沖擊時(shí)動(dòng)荷系數(shù) C A B C D 12、軸向拉伸細(xì)長(zhǎng)桿件如圖所示，則正確答案是_B_A 1-1、2-2面上應(yīng)力皆均勻分布；B 1-1面上應(yīng)力非均勻分布，2-2面上應(yīng)力均勻分布；C 1-1面上應(yīng)力均勻分布，2-2面上應(yīng)力非均勻分布；D 1-1、2-2面上應(yīng)力皆非均勻分布。13、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如右圖所示，則其主應(yīng)力、分別為A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 50 MPa

5、、0、-50MPaD -50 MPa、30MPa、50MPa正確答案是 B14、對(duì)莫爾積分的下述討論，正確的是 C 。A 只適用于彎曲變形；B 等式兩端具有不相同的量綱；C 對(duì)于基本變形、組合變形均適用；D 只適用于直桿。15、圖示交變應(yīng)力的循環(huán)特征、平均應(yīng)力、應(yīng)力幅值的值分別是 D A 40、20、10 B 20、10、20C 0、20、10 D 0、20、20 16、設(shè)軸向拉伸桿橫截面上的正應(yīng)力為，則450斜截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力 D 。 A 分別為/2和 B 均為C 分別為和/2 D 均為/217圖示鉚接件，若板與鉚釘為同一材料，且已知jy2，為充分提高材料的利用率，則鉚釘?shù)闹睆綉?yīng)為 D

6、 。A d=2t B d=4t C d=4t/ D d=8t/18、兩根材料和柔度都相同的壓桿， A A臨界應(yīng)力一定相等，臨界壓力不一定相等B臨界應(yīng)力不一定相等，臨界壓力一定相等C臨界應(yīng)力和臨界壓力一定相等D臨界應(yīng)力和臨界壓力不一定相等19、圖示交變應(yīng)力循環(huán)特征，應(yīng)力振幅a和平均應(yīng)力m分別為 CA 2，a20MPa，m10MpaB 2，a40MPa，m10MpaC 2，a30MPa，m10MpaD 2，a30MPa，m30MPa20、圖示十字架，AB桿為等直均質(zhì)桿，o-o為圓軸。當(dāng)該十字架繞o-o軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在自重和慣性力作用下桿AB和軸o-o分別發(fā)生_C_A、拉伸變形、壓縮變形；B、拉彎組

7、合變形、壓彎組合變形；C、拉彎組合變形、壓縮變形；D、拉伸變形、壓彎組合變形。21、軸向拉伸桿，正應(yīng)力最大的截面和剪應(yīng)力最大的截面(A ) A 分別是橫截面、450斜截面 B 都是橫截面C 分別是450斜截面、橫截面 D 都是450斜截面22、在連接件上，剪切面和擠壓面分別 B 于外力方向。 A垂直、平行 B平行、垂直C 平行 D垂直二、作圖示剛架的軸力圖、剪力圖、彎矩圖。（分）三、如圖所示直徑為d的圓截面軸，其兩端承受扭轉(zhuǎn)力偶矩m的作用。設(shè)由實(shí)驗(yàn)測(cè)的軸表面上與軸線成450方向的正應(yīng)變，試求力偶矩m之值、材料的彈性常數(shù)E、均為已知。（15分） 四、電動(dòng)機(jī)功率為9kW，轉(zhuǎn)速為715r/min，皮

8、帶輪直徑D=250mm，主軸外伸部分長(zhǎng)度為l=120mm，主軸直徑d=40mm，=60MPa，用第三強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度。（15分）五、如圖所示，重物Q由高度H處自由下落，落在AB梁的中點(diǎn)C處，設(shè)EI = 常數(shù)，求這時(shí)C點(diǎn)撓度C。（15分）五題圖六、圖示剛架，已知?jiǎng)偧芨髁嚎箯潉偠葹镋I，求：1）C點(diǎn)支座反力；2）作剛架彎矩圖。（20分）五、懸臂梁ACB由鑄鐵材料制成，其許用拉應(yīng)力t=40MPa，許用壓應(yīng)力c=160MPa，載荷FP=44kN，梁截面為T型，Iz=101.8×106mm4，尺寸如圖，試校核其強(qiáng)度。（15分）專業(yè)_ 班級(jí) 姓名_ 學(xué)號(hào) -密 封 線 內(nèi) 不 準(zhǔn) 答 題-1

9、、（16分）簡(jiǎn)支梁受載荷如圖所示，請(qǐng)畫出梁的剪力圖，彎矩圖。KN KNCBABCxx剪力方程和彎矩方程：AC段：；CB段：；2、（15分）已知三向應(yīng)力狀態(tài)如圖所示（圖中應(yīng)力單位：MPa）， 試求：1）主應(yīng)力；2）主切應(yīng)力；3）形變應(yīng)變能密度。 4、（16分）精密磨床砂輪軸如圖所示(單位: mm)，已知電動(dòng)機(jī)功率N=3kW, 轉(zhuǎn)速n=1400rpm, 轉(zhuǎn)子重量Q1=101N, 砂輪直徑D=25mm, 砂輪重量Q2=275N，磨削力Py/Pz=3，輪軸直徑d=50mm，材料為軸承鋼，試用第三強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度扭矩： 進(jìn)而可以求出磨削力：N；N故可以求出和的極值： NmNm彎矩 ：第三強(qiáng)度理論：故

10、該軸滿足強(qiáng)度要求。6、（17分）用積分法求梁B點(diǎn)的撓度和轉(zhuǎn)角，梁的EI，L已知 ，1、（16分）、已知，試作梁的剪力、彎矩圖。2、（15分）已知平面應(yīng)力狀態(tài)如圖所示（單位為MPa），試用解析法求1、主應(yīng)力及主平面，并畫出正應(yīng)力單元體。2、面內(nèi)最大切應(yīng)力。 3、（16分）由五根直徑為d=50mm的圓鋼桿組成正方形結(jié)構(gòu)，如圖所示，結(jié)構(gòu)連接處均為光滑鉸鏈，正方形邊長(zhǎng)a=1m，材料Q235鋼，試求結(jié)構(gòu)的臨界載荷值。（Q235鋼，當(dāng)時(shí)，。）應(yīng)用截面法容易求出：AB、AD、BC、DC四根壓桿的內(nèi)力， BD拉桿的內(nèi)力 結(jié)構(gòu)臨界載荷： KN1、（15分）梁受載荷如圖所示，請(qǐng)畫出梁的剪力圖，彎矩圖。3、（10分

11、）一受扭轉(zhuǎn)的圓軸，直徑d=260mm，材料的的彈性模量E = 200GPa，泊松比v = 0.3，現(xiàn)用變形儀測(cè)得圓軸表面與軸線成45°方向的線應(yīng)變=5.2×10-4。試求轉(zhuǎn)矩m。 m=125.7N/m5（15分）平面剛架如圖所示。其各部分的抗彎剛度均為常量,，試求點(diǎn)在鉛垂方向的位移。（忽略截面剪力與軸力） ， ， ， （向下）3、（15分）皮帶輪傳動(dòng)軸如圖所示，皮帶輪1的重量, 直徑，皮帶輪2的重量, 直徑，皮帶的緊邊拉力為松邊拉力的二倍，軸傳遞功率為100kW, 轉(zhuǎn)速為每分鐘200轉(zhuǎn)。 軸材料為45鋼，試求軸的直徑。解：扭矩：=4775Nm皮帶拉力 內(nèi)力分析 B截面 47

12、75 C截面 軸危險(xiǎn)截面為B截面軸徑計(jì)算 W= 236E-6 =0.134m4、（10分）直徑mm的圓截面折桿，受力與其他尺寸如圖所示。試計(jì)算點(diǎn)的第三強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力。MPa， MPa，MPa，MPa，MPa5、（15分）總長(zhǎng)度為，抗彎剛度為EI的懸臂梁AB承受分布載荷q，試用能量法求截面B的撓度和轉(zhuǎn)角。在B點(diǎn)作用向下單位力B點(diǎn)向下位移 向下求轉(zhuǎn)角：在B點(diǎn)作用順時(shí)針單位力偶B點(diǎn)轉(zhuǎn)角 順時(shí)針二. 繪制結(jié)構(gòu)的剪力、彎矩圖。（15分） 三. 如圖，左輪沿切線作用水平向前F1=6kN，右輪沿切線作用鉛垂向上F2，a=0.4m，D1=0.4m，D2=0.6m，軸的材料許用應(yīng)力=100MPa，。試按第三

13、強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)合理的d。（15分）四. 圖示結(jié)構(gòu)，梁AB的EI、a、h和重物的重量P已知。試求重物自由下落沖擊C點(diǎn)所造成梁中的動(dòng)態(tài)最大彎矩。（15分）五. 圖示結(jié)構(gòu)，各桿材料許用應(yīng)力=120MPa；邊桿長(zhǎng)度l=1m，直徑d1=0.04m；對(duì)角線桿的直徑d=0.06m，穩(wěn)定因數(shù)=0.527。試求該結(jié)構(gòu)合理的允許載荷F。（10分）六. 梁AB尺寸a=1m，b=0.1m，h=0.2m；材料的彈性模量E=210GPa，泊松比=0.28；在C截面中間層處測(cè)得45度方向應(yīng)變?yōu)?×10-5。試計(jì)算梁上集中力F。（10分）二. 繪制結(jié)構(gòu)的剪力、彎矩圖。（15分） 約束力2分，F(xiàn)Ay=-qa()，F(xiàn)Cy

14、=3qa()，F(xiàn)Dy=2qa()。剪力圖7分，4值3線；彎矩圖6分，3值3線。若剪力圖對(duì)，約束力不寫不扣；若圖錯(cuò)，約束力對(duì)，最多給4分。三. 如圖，左輪沿切線作用水平向前F1=6kN，右輪沿切線作用鉛垂向上F2，a=0.4m，D1=0.4m，D2=0.6m，軸的材料許用應(yīng)力=100MPa，F(xiàn)1=6kN。試按第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)合理的d。（15分）解內(nèi)力：（8分）危險(xiǎn)截面A（2分）強(qiáng)度：（5分）四. 圖示結(jié)構(gòu)，梁AB的EI、a、h和重物的重量P已知。試求重物自由下落沖擊C點(diǎn)所造成梁中的動(dòng)態(tài)最大彎矩。（15分）解：協(xié)調(diào)：（2分）位移：（2，2分）結(jié)果：（2分）靜位移：（4分）動(dòng)荷因數(shù)：（2分）最大動(dòng)彎

15、矩：（1分）五. 圖示結(jié)構(gòu)，各桿材料許用應(yīng)力=120MPa；邊桿長(zhǎng)度l=1m，直徑d1=0.04m；對(duì)角線桿的直徑d=0.06m，穩(wěn)定因數(shù)=0.527。試求該結(jié)構(gòu)合理的允許載荷F。（10分）解：拉桿內(nèi)力：（2分）拉桿強(qiáng)度：（3分）對(duì)角線桿壓力：F（1分）桿穩(wěn)定：（3分）結(jié)論：（1分）六. 梁AB尺寸a=1m，b=0.1m，h=0.2m；材料的彈性模量E=210GPa，泊松比=0.28；在C截面中間層處測(cè)得45度方向應(yīng)變?yōu)?×10-5。試計(jì)算梁上集中力F。（10分）解：測(cè)量點(diǎn)截面剪力：（3分）測(cè)量點(diǎn)純剪切：（4分）力：（3分）422 梁的受力及橫截面尺寸如圖所示。試： 1繪出梁的剪力圖和彎矩圖； 2確定梁內(nèi)橫截面上的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力； 3確定梁內(nèi)橫截面上的最大切應(yīng)力； 4畫出橫截面上