材料力學試題05

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁中國農(nóng)業(yè)大學2006~2007學年春季學期材料力學課程考試試題題號一二三四五六七八總分得分對象：水利、土木05級各專業(yè)，滿分100，共6題，共4頁，將答題寫在試題上，草稿紙不交。2007年4月15日一.填空題，本大題共8小題，每小題5分，本大題共40分1.低碳鋼的彈性模量E、強度極限σb是在拉伸曲線的階段中和階段末測得。2.純彎曲梁由兩種材料制成。上部材料的彈性模量為E，下部分材料的彈性模量為3E，該梁的等效截面慣性矩為Iz*=；梁中最大應力為σmax=。3.如圖銜接件，鉚釘中的切應力為τ=。鉚釘中的最大擠壓應力為σbs=。標出圖示桿件的危險截面、危險點，不求應力，只繪出危險點的應力單元體。試求圖示單元體±45°方向的線應變。材料E=200GPa，泊松比μ=0.28。ε-45°=；ε45°=。

考生誠信允諾1.本人清晰小學關(guān)于考試管理、考場規(guī)矩、考試作弊處理的規(guī)定，并鄭重遵照執(zhí)行。2.本人允諾在考試過程中沒有作弊行為，所做試卷的內(nèi)容真切可信。學院：年級：學號：姓名：6.圖中情況(b)為緩沖重物的水平?jīng)_擊，在情況(a)上增強了低剛度的墊片。試問情況(b)的動荷因數(shù)約是情況(a)的。7.材料的疲勞極限比靜強度極限是大還是??？并作容易解釋。答：8.假定截面上剪力鉛直向下，定性地標出圖示各截面上彎曲切應力方向和彎曲中央位置。二.繪制結(jié)構(gòu)的剪力、彎矩圖。（15分）

三.如圖結(jié)構(gòu)，AB長l=4m，CB、BD各長a=1m，各桿截面統(tǒng)一，材料許用應力[σ]=100MPa，F(xiàn)=1kN。試按第三強度理論設計合理的d。（15分）四.圖示結(jié)構(gòu)，l、梁AB的EI、桿BC的EA和載荷q已知。試求桿BC的內(nèi)力。（10分）

學院：年級：學號：姓名：五.圖示結(jié)構(gòu)，材料許用應力[σ]=120MPa；梁的長度l=1m，橫截面積A=3.55×10-3m2，抗彎系數(shù)W=2.37×10-4m3；斜桿的直徑d=0.04m，穩(wěn)定因數(shù)φ=0.378。試求該結(jié)構(gòu)合理的允許載荷[F]。（10分）六.梁AB選用25b熱軋工字鋼，材料的彈性模量E=210GPa，截面的抗彎系數(shù)為Wz=4.23×10-4m3，梁的長度l=4m；在梁的跨度中點擴散力F=ql，勻稱線載荷集度q=10kN/m；梁的[wmax/l]=0.005。試校核梁的剛度，并計算梁底邊縱向線段的總伸長量。（10分）朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁材料力學試題標準答案和記分規(guī)矩對象：水利、土木05級各專業(yè)，滿分100，共6題，共4頁，將答題寫在試題上，草稿紙不交。2007年4月15日一.填空題，本大題共8小題，每小題5分，本大題共40分1.低碳鋼的彈性模量E是在拉伸曲線的比例彈性都對階段測得，強度極限σb是在強化階段末測得。錯1扣2分，錯2全扣2.純彎曲梁由兩種材料制成上部材料的彈性模量為E，下部分材料的彈性模量為3E，該梁的等效截面慣性矩為Iz*=2b4/3或2b4/9；）梁中最大應力為σmax=9Me/2b3。錯1扣2分，錯2全扣3.如圖銜接件，鉚釘中的切應力為τ=2F/πd2。鉚釘中的最大擠壓應力為σbs=F/2t1d。錯1扣2分，錯2全扣4.標出圖示桿件的危險截面、危險點，不求應力，只繪出危險點的單元體應力。錯1扣2分，錯2全扣5.試求圖示單元體±45°方向的線應變。材料E=200GPa，泊松比μ=0.28。ε-45°=4×10-4；ε45°=-1.12×10-4。錯1扣2分，錯2全扣6.圖中情況(b)為緩沖重物的水平?jīng)_擊，在情況(a)上增強了低剛度的墊片。試問情況(b)的動荷因數(shù)約是情況(a)的1/10（5分）。7.材料的疲勞極限比靜強度極限是大還是??？并作容易解釋。答：小（4分），疲勞裂紋是經(jīng)形核、微觀、宏觀擴展逐步形成，不像靜載情況一次加載至斷裂（1分）。假定截面上剪力鉛直向下，定性地標出圖示各截面上彎曲切應力方向和彎曲中央位置。彎曲中央各1分，切應力方向1分二.繪制結(jié)構(gòu)的剪力、彎矩圖。（15分）剪力圖7分，4值2線1延續(xù)；彎矩圖8分，4值3線1零點。圖全反，扣1分若圖錯，支座反力（矩）對，最多給4分(逆時針)qlql2ql2ql2/2lM圖三.如圖結(jié)構(gòu)，AB長l=4m，CB、BD各長a=1m，各桿截面統(tǒng)一，材料許用應力[σ]=100MPa，F(xiàn)=1kN。試按第三強度理論設計合理的d。（15分）解：內(nèi)力：（7分）危險截面A（1分）強度：（7分）四.圖示結(jié)構(gòu)，l、梁AB的EI、桿BC的EA和載荷q已知。試求桿BC的內(nèi)力。（10分）解：靜定基：（1分）協(xié)調(diào)：位移：7分協(xié)調(diào)方程錯扣2分結(jié)果：（2分）五.圖示結(jié)構(gòu)，材料許用應力[σ]=120MPa；梁的長度l=1m，橫截面積A=3.55×10-3m2，抗彎系數(shù)W=2.37×10-4m3；斜桿的直徑d=0.04m，穩(wěn)定因數(shù)φ=0.378。試求該結(jié)構(gòu)合理的允許載荷[F]。（10分）解：梁內(nèi)力：（2分）桿壓力：（1分）梁強度：（3分）桿穩(wěn)定：（3分）結(jié)論：（1分）六.梁AB選用25b熱軋工字鋼，材料的彈性模量E=210GPa，截面的抗彎系數(shù)為Wz=4.23×10-4m3，梁的長度l=4m；在梁的跨度中點擴散力F=ql，勻稱線載荷集度q=10kN/m；梁的[wmax/l]=0.005。試校核梁的剛度，并計算梁底邊縱向線段的總伸長量。（10分）解：剛度：合格4分1分底邊縱向線段的總伸長量：（5分）朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁中國農(nóng)業(yè)大學2006~2007學年春季學期材料力學課程考試試題(B卷)題號一二三四五六七八總分得分對象：水利、土木05級各專業(yè)，滿分100，共6題，共4頁，將答題寫在試題上，草稿紙不交。2007年4月15日一.填空題，本大題共8小題，每小題5分，本大題共40分1.在舉行強度分析時，衡量低碳鋼構(gòu)件失效的關(guān)鍵極限應力是。導致鑄鐵在扭轉(zhuǎn)實驗中破壞的關(guān)鍵應力是。2.純彎曲梁由兩種材料制成。中部材料的彈性模量為E，上、下部分材料的彈性模量為3E，該梁的等效截面慣性矩為Iz*=；梁中最大應力為σmax=。3.梁受力、支撐如圖，若使用積分法求梁的撓曲線方程，應考慮將梁如何分段？并列出充足的定解條件。分為段，定解條件為。4.標出圖示梁的危險點，不求應力，只繪出危險點的應力單元體。5.試求圖示單元體的主應力和最大切應力。σ1=；σ2=；σ3=；τmax=；

考生誠信允諾1.本人清晰小學關(guān)于考試管理、考場規(guī)矩、考試作弊處理的規(guī)定，并鄭重遵照執(zhí)行。2.本人允諾在考試過程中沒有作弊行為，所做試卷的內(nèi)容真切可信。專業(yè)：年級：學號：姓名：成績：6.圖中桿1、2、3截面圓形，直徑為d，AC桿長度為l。試計算這三桿的應變能。桿1，桿2，桿3。7.交變應力造成的疲勞破壞與靜載荷造成的破壞有何不同：。8.定性地在截面B上標出不使梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)的F作用位置，以及截面上的切應力方向。二.繪剪力、彎矩圖。（15分）

專業(yè)：年級：學號：姓名：三.軸的受力如圖，水平力FC=20kN平行于z軸，a=0.5m，C輪直徑DC=0.6m，K輪直徑DK=0.8m，此軸材料[σ]=80MPa，試用第三強度理論設計該軸的直徑d（15分）。四.圖示結(jié)構(gòu)，AB、BC的EI以及長度a和載荷F都已知。試求C的約束力。（10分）

專業(yè)：年級：學號：姓名：五.圖示結(jié)構(gòu)，載荷F=20kN，材料許用應力[σ]=120MPa；梁選用工字鋼20a，橫截面積A=3.55×10-3m2，抗彎系數(shù)Wz=2.37×10-4m3；斜桿的直徑d=0.08m，穩(wěn)定因數(shù)約為φ=0.463。試求分析結(jié)構(gòu)的安全性。（10分）六．圓軸直徑為d，材料切變模量G已知，現(xiàn)測得表面A點-45°方向線應變?yōu)棣?45°，試求外力矩Me（10分）。朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁材料力學試題(B卷)標準答案和記分規(guī)矩對象：水利、土木05級各專業(yè)，滿分100，共6題，共4頁，將答題寫在試題上，草稿紙不交。2007年4月15日一.填空題，本大題共8小題，每小題5分，本大題共40分1.在舉行強度分析時，衡量低碳鋼構(gòu)件失效的關(guān)鍵極限應力是屈服極限（3分）。導致鑄鐵在扭轉(zhuǎn)實驗中破壞的關(guān)鍵應力是切應力（2分）。2.純彎曲梁由兩種材料制成中部材料的彈性模量為E，上下部分材料的彈性模量為3E。該梁的等效截面慣性矩為Iz*=11b4/6（3分）；梁中最大應力為σmax=6Me/11b3（2分）。3.梁受力、支撐如圖，若使用積分法求梁的撓曲線方程，應考慮將梁如何分段？并列出充足的定解條件。分為2（1分）段，定解條件為wA=0，θA=0，wB-=wB+，wC=0（4分）。4.標出圖示梁的危險點，不求應力，只繪出危險點的應力單元體。危險點（2分），應力單元體（3分）。5.試求圖示單元體的主應力和最大切應力。σ1=80MPa（2分）；σ2=60MPa（1分）；σ3=0（1分）；τmax=40MPa（1分）；6.圖中桿1、2、3截面圓形，直徑為d，AC桿長度為l。試計算這三桿的應變能。桿1Vε=3ql2/8EA（2分），桿2Vε=0（2分），桿3Vε=3ql2/8EA（1分）。7.交變應力造成的疲勞破壞與靜載荷造成的破壞有何不同：低于靜強度極限下（2分）經(jīng)歷多次循環(huán)（3分）。8.定性地在截面B上標出不使梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)的F作用位置，以及截面上的切應力方向。F作用點（3分）切應力方向（2分）二.繪剪力、彎矩圖。（15分）剪力圖：6值1線，（7分）；彎矩圖：6值2線，（8分）。三.軸的受力如圖，水平力FC=20kN平行于z軸，a=0.5m，C輪直徑DC=0.6m，K輪直徑DK=0.8m，此軸材料[σ]=80MPa，試用第三強度理論設計該軸的直徑d。（15分）解：受力模型：（5分）Me=FCDC/2=6kN.m，F(xiàn)=2Me/DK=15kN，內(nèi)力分析：（5分）截面：C，TC=6kN.m，MC=12.31kN.m。危險截面：B，TB=6kN.m，MB=22.5kN.m。第三強度理論：（5分）結(jié)論：該軸直徑不小于0.1437m。四.圖示結(jié)構(gòu)，AB、BC的EI以及長度a和載荷F都已知。試求C的約束力。（10分）解：靜定基：（2分）協(xié)調(diào)：（2分）位移：（4分）結(jié)論：（2分）五.圖示結(jié)構(gòu)，載荷F=20kN，材料許用應力[σ]=120MPa；梁選用工字鋼20a，橫截面積A=3.