材料力學(xué)試題2

第二章一、單項(xiàng)選擇題1、由兩種不同材料組成的圓軸，里層和外層材料的切變模量分別為（和,，且］=2丹。圓軸尺寸如圖所示。圓軸受扭時(shí)，里、外層之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。關(guān)于橫截面上的切應(yīng)力分布，有圖中（A）、（B）、（C）、2、受扭實(shí)心等直圓軸，當(dāng)直徑增大一倍時(shí)，其最大剪應(yīng)力和兩端相對(duì)扭轉(zhuǎn)角與原來(lái)的最大剪應(yīng)力和兩端相對(duì)扭轉(zhuǎn)角的比值分別為（）A、1：2 ； 1：4 B、1：4 ； 1：8C、1：8 ； 1：8 D、1：8 ； 1：163、一根空心軸的內(nèi)、外徑分別為d、D。當(dāng)D=2d時(shí).其抗扭截面模量為（）（A）7nd3/16； （B）15nd3/32； （C）15nd4/32； （D）7nd4/16。4、受扭實(shí)心等直圓軸，當(dāng)直徑增大一倍時(shí)，其最大剪應(yīng)力和兩端相對(duì)扭轉(zhuǎn)角與原來(lái)的最大剪應(yīng)力和兩端相對(duì)扭轉(zhuǎn)角的比值分別為（）A、1：2 ； 1：4 B、1：4 ； 1：8C、1：8 ； 1：8 D、1：8 ； 1：165、受扭圓軸，若斷口發(fā)生在與軸線成45度的斜截面上，則該軸可能用的材料是（）A、鋼材；B、木材；C、鑄鐵；D、鋁材.扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式適用于（）桿件。A.任意截面形狀 B.任意實(shí)心截面形狀C.任意材料的圓截面D.線彈性材料的圓截面.當(dāng)實(shí)心圓軸的直徑增加1倍時(shí)，其抗扭強(qiáng)度、抗扭剛度分別增加到原來(lái)的()(A)8和16倍；(B)16和8倍；(C)8和8倍；(D)16和16倍。8、若材料、長(zhǎng)度和橫截面面積均相同的空心圓軸和實(shí)心圓軸，其抗扭剛度較大的是()A實(shí)心圓軸B空心圓軸C兩者相等 D無(wú)法判斷9、實(shí)心圓形截面軸，當(dāng)橫截面的直徑增大一倍時(shí)，該軸的扭轉(zhuǎn)剛度增大()A4倍B8倍C16倍D32倍TOC\o"1-5"\h\z10傳動(dòng)軸簡(jiǎn)圖如圖示，已知軸的直徑D=100mm,則截面m-m上的最大T=( )A40KN.mB-40KN.mC20KN.ND-20KN.mm一內(nèi)、外直徑分別為d、口的空心圓軸，其抗扭截面系數(shù)有四種答案( )(A)Wt=5D3/16)-md3/16)； (B)Wt=5D3/32)-(兀d3/32)；(C)Wt=[4(16D)](D4-d4)； (D)Wt=5D4/32)-(兀d4/32)。.外徑為D,內(nèi)徑為d的空心圓軸，兩端受扭轉(zhuǎn)力偶矩T作用，軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力為t。若軸的外徑改為D/2,內(nèi)徑改為d/2,則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)椋? )(A)16to(B)8to(C)4t。 (D)2t。.外徑為D,內(nèi)徑為d=0.5D的空心圓軸，兩端受扭轉(zhuǎn)力偶矩T作用，軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力為仿若軸的外徑不變，內(nèi)徑改為d「0.7D,則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)椋? )(A)1.82t。(B) 1.59t。(C)1.23t。(D) 1.14t。.根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)的平面假設(shè).可以認(rèn)為圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)其橫截面( )。A.形狀尺寸不變，直徑仍為直線 B.形狀尺寸改變，直徑仍為直線C.形狀尺寸不變，直徑不保持直線 D.形狀尺寸改變，直徑不保持直線15實(shí)心圓軸、兩端扭矩作用。直徑為D時(shí)，設(shè)軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力為t,若軸的直徑改為D/2,其它條件不變，則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)?)。

A.8T B.t/8C.16T16如圖所示各軸，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的是()。A.圖a； B.圖b；C.圖c； D圖d；二、填空題1、圓軸的直徑d=50mm。若該軸橫截面上的最大切應(yīng)力等于60MPa,則截面上的扭矩T=kN.m2、空空心圓截面的內(nèi)徑為d,外徑為D,d/D=a,其抗扭截面系數(shù)為3.階梯形軸的尺寸及受力如圖所示，其AB段的最大剪應(yīng)力t圓與BC段的最大剪應(yīng)力tmax2之比T_-maxi— 。Tmax24、空心圓截面的內(nèi)徑為d,外徑為D,d/D=a,其抗扭截面系數(shù)為5.低碳鋼在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，其斷口形狀是,是由于最大剪應(yīng)力過(guò)大引起的。鑄鐵在扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，其斷口形狀是，是由于最大拉應(yīng)力過(guò)大引起的。6、GIp稱為，反映了圓軸抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力7、等直圓桿扭轉(zhuǎn)時(shí)，除了需滿足強(qiáng)度條件外，還需滿足剛度條件。三、判斷題1、扭矩的正負(fù)號(hào)由外力偶矩的方向來(lái)決定。()2、當(dāng)軸的兩端受到一對(duì)大小相等，方向相反的力偶作用時(shí)，軸將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。()3、在材料和質(zhì)量相同的情況下，等長(zhǎng)的空心軸比實(shí)心軸的強(qiáng)度和剛度要高。()四、作圖題1、繪下圖結(jié)構(gòu)的扭矩圖。JkN,TT￡

1、繪下圖結(jié)構(gòu)的扭矩圖。JkN,TT￡3.繪圖示結(jié)構(gòu)的扭矩圖。4kN.inlOklbiEi6kM加1m1mIm4、繪下圖結(jié)構(gòu)的扭矩圖。3.繪圖示結(jié)構(gòu)的扭矩圖。4kN.inlOklbiEi6kM加1m1mIm4、繪下圖結(jié)構(gòu)的扭矩圖。5繪下圖結(jié)構(gòu)的扭矩圖。五、分析題1長(zhǎng)為/、直徑為d的兩根由不同材料制成的圓軸，在其兩端作用相同的扭轉(zhuǎn)力偶矩T,試問(wèn)：(1)最大切應(yīng)力Tmax是否相同，為什么？(2)相對(duì)扭轉(zhuǎn)角①是否相同，為什么？2內(nèi)、外直徑分別為d和D的空心軸，其橫截面的極慣性矩為I=—KD4--1兀d4，抗扭截面系數(shù)為W=1KD3-X兀d3，以上算式是否正p32 32 t16 16確？何故?六、計(jì)算題1、如圖所示等截面圓軸，主動(dòng)輪的輸入功率PA=350kW,m個(gè)從動(dòng)輪輸出功率PB=100kW,PC=130kW,PD=120kW。軸的轉(zhuǎn)速n=600r/min,剪切彈性模量G=80Gpa,許用剪應(yīng)力lb60Mpa，許用單位扭轉(zhuǎn)角［履］=1o/m。試：畫(huà)出該傳動(dòng)軸的扭矩圖，并確定該等截面圓軸的直徑。（不考慮轉(zhuǎn)軸的自重和彎曲變形）。lOCikWTOlOCikWTO2.AB段為實(shí)心圓截面，直徑100mm；BC段為實(shí)心圓截面，直徑200mm；CD段為空心圓截面，外徑200mm，內(nèi)徑100mm；所受外力偶矩見(jiàn)圖示。各桿材料的容許剪應(yīng)力［1=70MPa。（1）校核該軸的強(qiáng)度；（2）若G=8x104MPa,求此軸總轉(zhuǎn)角。3、圖示階梯圓軸，已知d1=25mm,d23、圖示階梯圓軸，已知d1=25mm,d2=22mm,外力偶T1=1kNm,T2=3kNm材料的［t］=300MPa試求（1）畫(huà)出軸的扭矩圖；G=80GP（2）AC截面的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角;（3）校核軸的強(qiáng)度;4、鋼制圓軸的直徑為d,材料的許用剪應(yīng)力[]=30MPa。求:(1)選擇軸的直徑;⑵將m3和m4互換重選直徑。mmmmmmmm主動(dòng)

N35、圖示為內(nèi)外直徑比值。=1/2的空心圓軸，其轉(zhuǎn)速度n為每分鐘300轉(zhuǎn)，輪輸入的功率N1=500馬力，三個(gè)從動(dòng)輪輸出的功率分別為N2=150馬力=150馬力，N4=200馬力。已知材料參數(shù)：G=80Gpa,[t]=40MPa；單位長(zhǎng)度桿的允許扭轉(zhuǎn)角[叩']=0.3。/0主動(dòng)

N3提示：m=7024N/n(N.m)，N的單位為馬力。N-iN-i6.階梯形圓軸如圖所示，軸上裝有三個(gè)皮帶輪。已知由輪 2輸入的功率為N2=30kW,輪1和輪3的輸出的功率為N1=13kW和N3=17kW,軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速n=200r/min，材料的許用剪應(yīng)力[t]=60MP&G=80GPa,許用單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角[叩']=20加。畫(huà)出圓軸的扭矩圖并設(shè)計(jì)階梯軸的的直徑d1和d2。如果將2、3兩皮帶輪的位置互換，定性說(shuō)明階梯軸的直徑有什么變化?di11m1mdi11m1m7、一根軸上有三個(gè)皮帶輪。AB段軸直徑為50mm，BC段直徑為72mm