材料力學(xué)試題及答案75700

材料力學(xué)-模擬試題一、單項(xiàng)選擇題1.截面上的全應(yīng)力的方向（）A、平行于截面B、垂直于截面C、可以與截面任意夾角D、與截面無關(guān)2.脆性材料的延伸率（）A、小于5%B、小于等于5%C、大于5%D、大于等于5%3.如圖所示簡(jiǎn)支梁，已知C點(diǎn)轉(zhuǎn)角為θ。在其它條件不變的情況下，若將荷載F減小一半，則C點(diǎn)的轉(zhuǎn)角為（）A、0.125θFB、0.5θCC、θD、2θ危險(xiǎn)截面是（）所在的截面。A、最大面積 B 、最小面積 C 、最大應(yīng)力 D 、最大內(nèi)力圖示單元體應(yīng)力狀態(tài)，沿x方向的線應(yīng)變?chǔ)舩可表示為（）A、yB、1(xy)EEC、1(yx)D、σxEGτ6.描述構(gòu)件上一截面變形前后的夾角叫（）σyA、線位移B、轉(zhuǎn)角C、線應(yīng)變D、角應(yīng)變7.塑性材料的名義屈服應(yīng)力使用（）A、σS表示B、σb表示C、σp表示D、σ0.2表示8.拉（壓）桿應(yīng)力公式FN的應(yīng)用條件是（）AA、應(yīng)力在比例極限內(nèi)B、應(yīng)力在屈服極限內(nèi)C、外力合力作用線必須沿著桿的軸線D、桿件必須為矩形截面桿下列截面中，彎曲中心與其形心重合者是（）A、Z字形型鋼 B 、槽鋼 C 、T字形型鋼 D 、等邊角鋼如圖所示簡(jiǎn)支梁，已知C點(diǎn)轉(zhuǎn)角為θ。在其它條件不變的情況下，若將桿長(zhǎng)增加一倍，則C點(diǎn)的轉(zhuǎn)角為（ ）A、2θ B 、4θ FCC、8θ D 、16θ二、填空題1.用主應(yīng)力表示的第四強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力是。2.已知自由落體沖擊問題的動(dòng)荷系數(shù)djmax，則沖擊問題K，對(duì)應(yīng)靜載荷問題的最大位移為的最大位移可以表示為。3.圖示木榫聯(lián)接。橫截面為正方形，邊長(zhǎng)為a，聯(lián)接處長(zhǎng)度為2t。則木榫聯(lián)接處受剪切面的名義切應(yīng)力等于。taFF2t4.主平面上的切應(yīng)力等于。5.功的互等定理的表達(dá)式為。6.自由落體沖擊問題的動(dòng)荷系數(shù)為Kd112h，其中h表示j。7.交變應(yīng)力循環(huán)特征值r等于。8.變截面梁的主要優(yōu)點(diǎn)是________________。等強(qiáng)度梁的條件是_____________。9.一受拉彎組合變形的圓截面鋼軸，若用第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)的直徑為 d3，用第四強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)的直徑為 d4，則d3___d4。若材料服從胡克定律，且物體的變形滿足小變形，則該物體的變形能與載荷之間呈現(xiàn)____________關(guān)系。三、計(jì)算題1.水輪機(jī)主軸輸出功率P=37500kW，轉(zhuǎn)速n=150r／min，葉輪和主軸共重W=300kN，軸向推力F=5000kN，主軸內(nèi)外徑分別為d=350mm，D=750mm，[]=100MPa，按第四強(qiáng)度理論校核主軸的強(qiáng)度。（12分）TWTF2.圖示托架，F(xiàn)=20kN，CD桿為剛桿，AB為圓管，外徑 D=50mm，內(nèi)徑d=40mm，材料為Q235鋼，彈性模量E=200GPa，a=304MPa，b=1.118MPa，λp=105，λS=61.4，AB桿的規(guī)定穩(wěn)定安全因數(shù) [nst]=2。試校核此托架是否安全。 （10分）1.5 0.5 FC D30 BA3.圖示桁架各桿抗拉壓剛度 EA相等，試求各桿的內(nèi)力。 （8分）CA BlααD F4.圖示皮帶輪傳動(dòng)軸尺寸及受力已知， [ ]=80MPa，按第四強(qiáng)度理論選擇軸的直徑 d。12分）10kN500dA

xB C Dz 4kN 4kN10kN400 400 200圖示外徑D=100mm，內(nèi)徑d=80mm的鋼管在室溫下進(jìn)行安裝，安裝后鋼管兩端固定，此時(shí)鋼管兩端不受力。已知鋼管材料的線膨脹系數(shù) =12.5×10-6K-1，彈性模量 E=210GPa，s=306MPa， p=200MPa，a=460MPa，b=2.57MPa。試求溫度升高多少度時(shí)鋼管將失穩(wěn)。10分）d6.求圖示簡(jiǎn)支梁的剪力圖和彎矩圖，F(xiàn)a/2F并求出最大剪力和最大彎矩。（8分）。ABCaa7.直徑d20mm的圓軸受力如下圖所示。已知E=200GPa。今測(cè)得軸向應(yīng)變a320106，橫向應(yīng)變b96106。OC方向應(yīng)變c565106。計(jì)算軸向外力P及扭轉(zhuǎn)力偶矩M。（10分）MbcP45.0°axxy答案：一、DABCB BACAB二、1.12)22(32[(1(23)1)]22.jmax21][(Kd1)2Fa20F112F221自由落體的高度7.min或maxmaxminM(x)8. 加工方便，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，合理分配載荷； W(x)[ ]等于非線性三．P375001.扭矩954995492.39MPan150軸向WF(3005000)10315.3MPaA1/422(0.750.35)x 15.3MPa xy 2.39MPa

yx0y0主應(yīng)力：12xy(xy)2xy222115.42MPa30.253MPa第四強(qiáng)度理論為1[(12)2(23)2(31)2]=15.35MPa<[]2所以安全。MlI1D4(14)2.AB桿：柔度i64iA122)4(Dd0.8i=0.016108.25p2EI233.145044Fcr3.142001064(1)10002106357kN2F=FAB/2FAB=4F=80KNnst4Fcr4357=17.85>[nst]安全。FAB803.Fx0FFAsinFBsin0Fy0FAcosFBcosFC0因?yàn)楦鳁U抗拉壓剛度EA相等，ABC0coscos所以FAFBFCcos20FFA=FB= FC=02sin4.AB C DFCy14100017.5KN14400800FCz7KN800FAyFCyFD3.5KNFAzFBFCz7KN軸受到的扭矩圖和彎矩圖如下：T：

6RA B DMy：A C DMz：B段到D段的扭矩為T(104)0.51.5KN.m2C處My0.8FCy14.KNmB處Mz0.4FB5.6KNB、C面可能為危險(xiǎn)面：MB725.628.978KN.mMC14KN.m∴C為危險(xiǎn)截面r41M20.75T2321420.751.5280MPaWd3d121.5mm5.溫升時(shí)，12使軸受壓力FN。這時(shí)軸向載荷作用下的靜不定問題。變形協(xié)調(diào)條件：1t2t1lFNl2t2t1lEA由此解出軸所受的軸向載荷為FN12t2t1EAt2EA12E101.752as59.92bPI1D4(14)i640.032A122d)(D4li0.0321)l1m則2臨界載荷Fcr sA FN t2EAts116.57KE2）l2m則21臨界載荷Fcr(ab2)AFNt2EAtab2116.57KE3）l5m則1臨界載荷Fcr2EIFNt2EA(l)2tIi15.68KlAl6.1/4F+_3/4F/3/4Fa1/4Fa最大剪力為3/4F，最大彎矩為3/4Fa。7.（1）測(cè)點(diǎn)O處的應(yīng)力狀態(tài)xP4PEaAd2代入數(shù)值d=20mm,E=200GPa,320106