2021大學(xué)專業(yè)必修課材料力學(xué)考試試卷及答案

大學(xué)專業(yè)必修課材料力學(xué)考試試卷

20215.二向應(yīng)力狀態(tài)如圖所示，其最大主應(yīng)力力=（）

考試時(shí)間：年月日時(shí)分一時(shí)分試卷類型：B

六復(fù)核

題號一二三四五七八九十成績

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忠二、填空題（共5題，每空2分，共20分）

說明：本試卷分三部分，共三大題，共100分；答題要求：閉卷

1.在軸向拉壓桿中，只有一種沿桿軸作用的內(nèi)力，這種內(nèi)力稱為。

考生須知：

1.姓名、學(xué)號、學(xué)院、專業(yè)、年級、班級必須寫在密封線內(nèi)指定位置。

2.若構(gòu)件在載荷作用下，能安全正常的工作，則構(gòu)件就具備了同時(shí)滿足

2.答案必須用藍(lán)、黑色鋼筆或圓珠筆寫在試卷上，字跡要清晰，卷面要整潔，寫在草稿紙上的一律無效。

和要求的承載能力。

得分閱卷人

3.軸向拉伸/壓縮時(shí)，桿內(nèi)的最大正應(yīng)力為最大剪應(yīng)力的倍。

一、選擇題（共5題，每題4分，共20分）

4.剪應(yīng)力互等定理表明在相互垂直的兩個(gè)平面上，剪應(yīng)力必定存在，并且數(shù)值；兩者都垂

直于兩個(gè)平面的交線，方向則這一交線。

1.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)問題5.圖示手搖絞車的軸受和組合變形。

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

叁

卦D、材料力學(xué)主要研究各種材料中力與材料的關(guān)系

2.根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的平面假設(shè)，可以認(rèn)為圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面（）。

A形狀尺寸不變，直徑線仍為直線。B形狀尺寸改變，直徑線仍為直線。

C形狀尺寸不變，直徑線不保持宜線。D形狀尺寸改變，直徑線不保持宜線。

題圖

3.在單元體的主平面上（）o2-5

A正應(yīng)力一定最大；B正應(yīng)力一定為零：

即

C切應(yīng)力一定最小：D切應(yīng)力?定為零。

4.以下關(guān)于四種常用強(qiáng)度理論，敘述正確的是（）?,

A最大切應(yīng)力理論是用于解釋材料斷裂失效的B最大伸長線應(yīng)變理論是用于解釋材料斷裂失效的

C最大拉應(yīng)力理論是用于解釋材料屈服失效的D崎變能密度理論是用于解釋材料斷裂失效的

共4頁，第I頁共4頁，第2頁

3.（12分）計(jì)算圖示矩形截面簡支梁的1-1截面上a點(diǎn)和b點(diǎn)的正應(yīng)力和切應(yīng)力。

得分閱卷人

三、計(jì)算題

1.（12分）圖示AB軸的轉(zhuǎn)速〃=120”min,從B輪輸入功率P=44.13KW,功率的一半通過錐

形齒輪傳給垂直軸II,另一半由水平軸I輸出。已知5=600,D2=240nvn,&=100mm,

d2=80〃嘰,“3=，[r]=?OMPa。試對各軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。

題3-3圖

4.（12分）試用積分法求圖示簡支梁的撓曲線方程、端截面轉(zhuǎn)角內(nèi)和盤、跨度中點(diǎn)的撓度和最大

度。設(shè)E/為常量。

5.（12分）圖示蒸汽機(jī)的活塞桿AB,所受的壓力f=120KN,/=1.8〃7,橫截面為圓形,

2.（12分）設(shè)已知圖示簡支梁的載荷“，M,和尺寸（1）試列出梁的剪力方程和彎矩方程；（2）

直徑d=75〃〃〃。材料為Q255鋼，E=2\0GPa,a=24OMPa,規(guī)定〃“=8,試校核活塞桿

作剪力圖和彎矩圖：⑶確定優(yōu)Lax及MmaxP

穩(wěn)定性。

題3-5圖

共4頁，第3頁共4頁，第4頁

材料力學(xué)課程考試試題參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)

選擇題

l.C2.A3.D4.B5.B

二.填空題

1.軸力

2.強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性

3.2

4.成對、相等、共同指向或共同背離

5.彎曲、扭轉(zhuǎn)

三.計(jì)算題

1.（12分）圖示AB軸的轉(zhuǎn)速〃=120”min,從B輪輸入功率P=44.13KW,功率的一半通過錐形齒

輪傳給垂直軸II,另一半由水平軸I輸出。已知。?=600/m?,D2=240nm,d{=100,汕",d2=80mm,

%=60〃僧，\r]=20Mpa。試對各軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。

題3-1圖

解：AB軸所傳遞的扭矩為

加=9549x史」2

9549X±=N-m=35l2N-m（2分）

n120

AB軸橫截面上最大切應(yīng)力為

TAI）mm=如=.“Xi：pa=179MPa<卜[=2bMpa

ABmMW,乃xO.FL」

AB軸的最大工作切應(yīng)力小于許用切應(yīng)力，滿足強(qiáng)度要求。（2分）

I軸橫截面上最大切應(yīng)力為

工=*/2=51756pa=iz5MPa<[rl=20MPa

Imax叱叱萬x0.083lJ

I軸的最大工作切應(yīng)力小于許用切應(yīng)力，滿足強(qiáng)度要求。（2分）

II軸的轉(zhuǎn)速可根據(jù)齒輪傳動(dòng)比與直徑的關(guān)系求得，即

3

nHP2_240_120

D^-600-300

n〃=300r/min（2分）

II軸所傳遞的扭矩為

與=9549*里=（9549x當(dāng)1N?加=703Mm

nuI300）

II軸橫截面上最大切應(yīng)力為

7，,皿=—=J6.70.p（i_i6.6MPa<[rl=20MPa

2max叱7X0.063L」

n軸工作的最大切應(yīng)力小于許用切應(yīng)力，滿足強(qiáng)度要求。（2分）

綜上所述可知，各軸均滿足強(qiáng)度要求。（2分）

2.（16分）設(shè)已知圖示簡支梁的載荷F,和尺寸a。（1）試列出梁的剪力方程和彎矩方程；（2）作剪

力圖和彎矩圖；（3）確定但J及。

IsImaxIImax

題3-2圖

（1分）

（1）列剪力方程和彎矩方程

AC段月（x）=0（0<x<a）

M（-V）=0（0<X<47）

CB段《（x）=-尸[a<x<2a）

4

M^x）-F[2a-x）（a<x<2a）（4分）

（2）作剪力圖、彎矩圖，如圖所示。

（5分）

（3）梁的最大剪力和彎矩為

FFM="（2分）

I|W|max=,I\I\max

3.（12分）計(jì)算圖示矩形截面簡支梁的1-1截面上a點(diǎn)和b點(diǎn)的正應(yīng)力和切應(yīng)力。

題3-3圖

解：繪制梁的受力分析圖

F=8KN

A

12001000

FRB

（1分）

應(yīng)用平衡條件求出支座反力

=O,FKAX2200=FX1（X）0,/^=3.64KN（1分）

1-1截面上的內(nèi)力

乙=%=3.64KN,M=%xlm=3.64KN-m（2分）

點(diǎn)的正應(yīng)力和切應(yīng)力

5

My,3.64X103X（75-40）X10-3

cr“=」=——1------------------Pa=6.04MPa

人—X75X10-3X0.153

12

（4分）

3-9

F.S：3.64X10X40X75X55X10N…，、…

TU==--------------------------------------------Pa=0.379M&

/力—x75xlO-3xO.153x75xlO-3

12

6點(diǎn)的正應(yīng)力和切應(yīng)力

M_3.64xlQ3

Pa=12.9MPa

2

叱-x75xl0^x0.15（4分）

6

q=0

4.（12分）試用積分法求圖示簡支梁的撓曲線方程、端截面轉(zhuǎn)角eA和eB、跨度中點(diǎn)的撓度和最大撓

度。設(shè)七/為常量。

解：繪制AB梁的受力簡圖

-----------------艮

X

——一?!一

FRAFRB/

根據(jù)平衡條件，求出支座反力

FRA吟（1分）

彎曲方程、撓曲線微分方程及其積分為

M

Ehv”=『x（1分）

E/wJ-Mf,+c（i分）

21

EIw^^x^+Cx+D（1分）

6/

由邊界條件確定積分常數(shù):

6

由x=0,卬=0,得D=0

MI

由X=/,VP=0,得C=——J（i分）

6

撓曲線方程和轉(zhuǎn)角方程為

端截面轉(zhuǎn)角6八、〃和跨度中點(diǎn)撓度、最大撓度:

力L-o=%=_必

A6E[

力憶/=%=怨（3分）

3E1

磯.二叫=一而

撓度取極值的條件是空=0,即

dx