大學(xué)期末考試-材料力學(xué)試題及答案

―、判斷題（正確打5”，錯誤打“X”，本題滿分為10分）1、拉桿伸長后，橫向會縮短，這是因?yàn)闂U有橫向應(yīng)力的存在。（）2、圓截面桿件受扭時，橫截面上的最大切應(yīng)力發(fā)生在橫截面離圓心最遠(yuǎn)處。（）3兩梁的跨度、承受載荷及支承相同，但材料和橫截面面積不同，因而兩梁的剪力圖和彎矩圖不一定相同。（）4、交變應(yīng)力是指構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力，它隨時間作周期性變化，而作用在構(gòu)件上的載荷可能是動載荷，也可能是靜載荷。（）5、彈性體的應(yīng)變能與加載次序無關(guān)，只與載荷的最終值有關(guān)。（）6、單元體上最大切應(yīng)力作用面上必?zé)o正應(yīng)力。（）7、平行移軸公式表示圖形對任意兩個相互平行軸的慣性矩和慣性積之間的關(guān)系。（）8、動載荷作用下，構(gòu)件內(nèi)的動應(yīng)力與材料的彈性模量有關(guān)?（）9、構(gòu)件由突加載荷所引起的應(yīng)力，是由相應(yīng)的靜載荷所引起應(yīng)力的兩倍。（）10、包圍一個點(diǎn)一定有一個單元體，該單元體各個面上只有正應(yīng)力而無切應(yīng)力。（）二、選擇題（每個2分，本題滿分16分）1?應(yīng)用拉壓正應(yīng)力公式的條件是（）A、應(yīng)力小于比例極限；B、外力的合力沿桿軸線；C、應(yīng)力小于彈性極限；D、應(yīng)力小于屈服極限.2?梁擬用圖示兩種方式擱置，則兩種情況下的最大彎曲正應(yīng)力之比為（）A、1/4;A、1/4;B、1/16;C、1/64;D16A、關(guān)于彈性體受力后A、關(guān)于彈性體受力后某一方向的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)1有應(yīng)力一定有應(yīng)變,有應(yīng)變不一定有應(yīng)力；系有如下論述：正確的是JL4h」B、有應(yīng)力不一定有應(yīng)變，有應(yīng)變不一定有應(yīng)力；B、有應(yīng)力不一定有應(yīng)變，有應(yīng)變不一定有應(yīng)力；(b)C、有應(yīng)力不一定有應(yīng)變，有應(yīng)變一定有應(yīng)力；D、有應(yīng)力一定有應(yīng)變，有應(yīng)變一定有應(yīng)力。

4、火車運(yùn)動時，其輪軸橫截面邊緣上危險點(diǎn)的應(yīng)力有四種說法，正確的是A:脈動循環(huán)應(yīng)力：B:非對稱的循環(huán)應(yīng)力；C:不變的彎曲應(yīng)力；D:對稱循環(huán)應(yīng)力5、如圖所示的鑄鐵制懸臂梁受集中力F作用，其合理的截面形狀應(yīng)為圖（b）6、對鋼制圓軸作扭轉(zhuǎn)校核時，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度和剛度均比規(guī)定的要求低了20%，若安全因數(shù)不變,改用屈服極限提高了30%的鋼材，則圓軸的（c）強(qiáng)度、剛度均足夠；B、強(qiáng)度不夠，剛度足夠；強(qiáng)度足夠，剛度不夠；D、強(qiáng)度、剛度均不夠.7、圖示拉桿的外表面上有一斜線，當(dāng)拉桿變形時，斜線將d。A:平動；B:轉(zhuǎn)動C:不動；D:平動加轉(zhuǎn)動8、按照第三強(qiáng)度理論，比較圖中兩個應(yīng)力狀態(tài)的相當(dāng)應(yīng)力正確的是（a）.（圖中應(yīng)力單位為MPa）兩者相同；B、（a）大；C、（b）大；D、無法判斷一、判斷：xVxxVxxVV"二、選擇：BACDBCDA三、簡要計算與回答（12分）1?標(biāo)距為100mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，直徑為10mm，拉斷后測得伸長后的標(biāo)矩為123mm,頸縮處的最小直徑為6.4mm,試計算該材料的延伸率和截面收縮率各為多少。延伸率：%=23%截面收縮率：％=59。04%2?如圖所示圓截面軸，B截面上有2M0作用，C截面有力偶M0作用，圓截面的直徑為d，試求C截面相對A截面的扭轉(zhuǎn)角PCA和整個圓軸最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力imax.

軸的扭矩圖為：則扭轉(zhuǎn)角整個圓軸最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力max3求圖示單元體指定截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力（圖中單位為MPa）四、（12分）繪制此梁的內(nèi)力圖五、（14分）手搖絞車如圖所示，軸AB的直徑d=30mm,材料的許用應(yīng)力[o]=100Mpa,已知P為1000N,試?yán)L出危險點(diǎn)的內(nèi)力要素，按第三強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度.危險截面：絞車輪所在截面左邊截面危險截面上危險點(diǎn)的位置：最上、最下兩點(diǎn)故強(qiáng)度不滿足。六、（14分）圖a所示懸臂梁，自由端的撓度和轉(zhuǎn)角為。圖b所示懸臂梁，已知a,b,E,I?重量Q的重物自高度h處自由下落，沖擊梁上的B點(diǎn)處。試求梁在C點(diǎn)處的最大沖擊撓度。irF1QhirF1QhBABCba*(b)(a)(b)當(dāng)Q作為靜載荷作用在B點(diǎn)時，C點(diǎn)的撓度為動荷因數(shù)梁在C點(diǎn)處的最大沖擊撓度為七、（12分）已知AB為剛性梁,AC為兩端鉸接的鋼制圓桿，橫截面直徑d=20mm,p=200Mpa,s=240Mpa,E=200Gpa,直線經(jīng)驗(yàn)公式的系數(shù)a=304Mpa,b=1.118Mpa,

P=4kN，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=5，試校核其穩(wěn)定性。對AB:解得對桿AC，故桿AC為大柔度桿，其臨界壓力為校核其穩(wěn)定性：解得故穩(wěn)定性可以滿足。八、（10分）在受集中力F作用的矩形截面簡支梁中，測得中性層上K點(diǎn)處沿45o方向的線應(yīng)變。已知材料彈性常數(shù)E=200Gpa，=0.28，h=200mm,b=100mm。試求集中力F。2m1m該截面上的剪力為，中性層上K點(diǎn)的切應(yīng)力為故一、判斷題（正確打5”，錯誤打“X”，本題滿分為10分）1、切應(yīng)變是變形后構(gòu)件中任意兩根微線段夾角角度的變化量。（）2、一點(diǎn)沿某一方向的正應(yīng)力為零，則沿該方向的線應(yīng)變也為零。（）3、應(yīng)變能等于外力所做的功，由于功有正負(fù),因此桿的應(yīng)變能也有正負(fù).（）4、研究桿件的應(yīng)力與變形時，力可按力線平移定理進(jìn)行移動。（）5、交變應(yīng)力是指構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力，它隨時間作周期性變化，而作用在構(gòu)件上的載荷可能是動

載荷，也可能是靜載荷。（）6、塑性材料制成的桿件，其危險點(diǎn)必須用第三或第四強(qiáng)度理論所建立的強(qiáng)度條件來校核強(qiáng)度（）7、在單元體兩個相互垂直的截面上，切應(yīng)力的大小可以相等，也可以不等。（）8、超靜定結(jié)構(gòu)的相當(dāng)系統(tǒng)和補(bǔ)充方程不是唯一的，但其計算結(jié)果都是唯一的。（）9、兩梁的跨度、承受載荷及支承相同，但材料和橫截面面積不同，因而兩梁的剪力圖和彎矩圖不一定相同。（）10、平行移軸公式表示圖形對任意兩個相互平行軸的慣性矩和慣性積之間的關(guān)系。（）二、選擇題（每個2分，本題滿分16分）1、如圖所示的鑄鐵制懸臂梁受集中力F作用，其合理的截面形狀應(yīng)為圖（）2、圖示鋼桿，放置在兩剛性平面之間，桿內(nèi)無初始應(yīng)力。當(dāng)溫度均勻升高△t°C后,桿上任-點(diǎn)A處的應(yīng)力。與縱向應(yīng)變￡之值的可能情形是（）A、oh0,z=0;B、o=0,z=0;C、oh0疋h0;D、o=0,zh03、低碳鋼拉伸經(jīng)過冷作硬化后，以下四種指標(biāo)得到提高的是A:強(qiáng)度極限;B:比例極限；C:截面收縮率;D:延伸率（伸長率）4、自由落體沖擊時的動荷因數(shù)，不正確答案是A與被沖擊物的剛度有關(guān)；B與自由落體下落的高度有關(guān)；C與被沖擊物的剛度無關(guān);D與沖擊剛發(fā)生時，自由落體下落的速度有關(guān).5、受軸向拉伸的等直桿，在比例極限內(nèi)受力，若要減小桿的縱向變形，需要改變抗拉壓剛度，即A、減小EAB、減小EIC、增大EAD、減小EI6、兩端鉸支圓截面細(xì)長壓桿，若在某一截面上開一小孔。關(guān)于這一小孔對壓桿穩(wěn)定承載能力及強(qiáng)度的影響，正確的是?A:對強(qiáng)度和穩(wěn)定承載能力都有較大消弱;

B:對強(qiáng)度和穩(wěn)定承載能力都不會消弱;C:對強(qiáng)度無消弱，對穩(wěn)定承載能力有較大消弱；D:對強(qiáng)度有較大消弱，對穩(wěn)定承載能力無消弱。7、等直桿受力如圖，其橫截面面積A=100mm2,則橫截面mk上的正應(yīng)力為（）。A、50MPa（壓應(yīng)力）；B、40MPa（壓應(yīng)力）；C、90MPa（壓應(yīng)力）；D、90MPa（拉應(yīng)力）8、矩形截面梁受彎曲變形，如果梁橫截面的高度增加一倍時，則梁內(nèi)的最大正應(yīng)力為原來的多少倍？梁的最大撓度為原來的多少倍？（）A正應(yīng)力為1/4倍，撓度為1/8倍；B正應(yīng)力為1/2倍,撓度為1/4倍；C正應(yīng)力和撓度均為1/4倍；D無法確定三、填空題（12分）1、橫截面和材料均相同的兩根等長細(xì)長壓桿A為兩端鉸支，B為一端固定另一端自由，則TOC\o"1-5"\h\z前者與后者臨界壓力之比為。2、已知塑性材料某點(diǎn)的三個主應(yīng)力為30MPa、一15MPa、-45MPa，則該點(diǎn)的最大主應(yīng)力為；第三強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力為。3、受力構(gòu)件的材料彈性常數(shù)為E、G、p,該構(gòu)件一點(diǎn)處的主應(yīng)力o1=o2=o3，則最大主應(yīng)變?yōu)?，形狀改變比能為?、兩根承受軸向拉伸的桿件均在彈性范圍內(nèi)，一為鋼桿其彈模量為200Gpa，另一為鑄鐵桿其彈模量為100Gpa?若兩桿橫截面上的正應(yīng)力相同，則兩桿縱向應(yīng)變的比值為；若兩桿的縱向應(yīng)變相同，則兩桿橫截面上正應(yīng)力的比值為。5、標(biāo)距為100mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，直徑為10mm，拉斷后測得伸長后的標(biāo)距為123mm,頸縮處的最小直徑為6。4mm,則該材料的6二；屮=。6、從材料力學(xué)的角度來講,為了使構(gòu)件能正常的工作,必須使構(gòu)件具有足夠的

xxxxV;xxVxx選擇題BABCCDDA1、4:12、，3、04、1:2,2:15、23%,59.04%6、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性四、繪制此梁的內(nèi)力圖五、如圖所示結(jié)構(gòu),A,B,C均為鉸接,AB桿為實(shí)心圓截面桿，其d0=40mm,BC桿為空心圓管外徑為D=60mm,內(nèi)徑d=40mm，已知材料的op二200Mpa,os=240Mpa,E=200Gpa,a=304Mpa,b=1.12Mpa，若規(guī)定穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3，強(qiáng)度安全系數(shù)n=2試求結(jié)構(gòu)的許可載荷［F］。節(jié)點(diǎn)B受力如圖所示解得對桿BC,應(yīng)滿足拉伸強(qiáng)度條件：解得對桿AB,而故桿AB為大柔度桿，應(yīng)滿足穩(wěn)定性條件：即其中解得故該結(jié)構(gòu)的最大許可載荷［P］=21.2KN。六、圖示鋼質(zhì)拐軸AB軸的d=30mm,承受集中載荷F=1kN作用,許用應(yīng)力［o］=160Mpa。試根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核軸AB的強(qiáng)度.解：(1)AB軸產(chǎn)生彎扭組合變形，固定端面為危險截面，危險點(diǎn)位于固定端面的最上和最下的邊緣點(diǎn)。危險截面上的內(nèi)力有：彎矩，扭矩:。(2)危險點(diǎn)的應(yīng)力單元體如圖所示⑶該桿為圓截面桿所以第四強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力，其中代入數(shù)據(jù)的：所以AB軸強(qiáng)

度足夠。七、懸臂梁尺寸載荷如圖所示，若材料的容許拉應(yīng)力[6+=40Mpa，容