材料力学期末试卷1(带答案)

第1页共4页学院《材料力学》期末考试卷1答案（考试时间：120分钟）使用班级：学生数：任课教师：考试类型闭卷题序一二三四五六总分得分阅卷人一．填空题（22分）1.为保证工程结构或机械的正常工作，构件应满足三个要求，即强度要求、刚度要求及稳定性要求。（每空1分，共3分）2．材料力学中求内力的基本方法是截面法。（1分）3．进行应力分析时，单元体上剪切应力等于零的面称为主平面，其上正应力称为主应力。（每空1分，共2分）4.第一到第四强度理论用文字叙述依次是最大拉应力理论、最大拉应变理论、最大剪应力理论和形状改变能理论。（每空1分，共4分）5.图示正方形边长为a，圆孔直径为D，若在该正方形中间位置挖去此圆孔，则剩下部分图形的惯性矩yzII441264aD。（2分）6.某材料的曲线如图，则材料的（1）屈服极限s240MPa（2）强度极限b400MPa（3）弹性模量E20.4GPa（4）强度计算时，若取安全系数为2，那么塑性材料的许用应力120MPa，脆性材料的许用应力200MPa。（每空2分，共10分）二、选择题（每小题2分，共30分）（C）1.对于静不定问题，下列陈述中正确的是。A未知力个数小于独立方程数；B未知力个数等于独立方程数；C未知力个数大于独立方程数。（B）2．求解温度应力和装配应力属于。A静定问题；B静不定问题；C两者均不是。（B）3．圆轴受扭转变形时，最大剪应力发生在。A圆轴心部；B圆轴表面；C心部和表面之间。（C）4．在压杆稳定中，对于大柔度杆，为提高稳定性，下列办法中不能采用的是。A选择合理的截面形状；B改变压杆的约束条件；C采用优质钢材。（C）5．弯曲内力中，剪力的一阶导数等于。A弯矩；B弯矩的平方；C载荷集度（C）6．对构件既有强度要求，又有刚度要求时，设计构件尺寸需要。A只需满足强度条件；B只需满足刚度条件；C需同时满足强度、刚度条件。（A）7．21GE适用于A．各向同性材料B.各向异性材料C.各向同性材料和各向异性材料D.正交各向异性。（B）8．在连接件上，剪切面和挤压面分别于外力方向A.垂直、平行B.平行、垂直C.均平行D.均垂直（C）9．下面两图中单元体的剪切应变分别等于。虚线表示受力后的形状A.2，B.2，0C.0，D.0，2.系班姓名座号成绩.......................................................密....................................封................................线......................................................………………….密………………………..封…………………………..线………………………………………………………………………yz第2页共4页（B）10．如图所示结构，则其BC杆与AB杆的变形情况为。A．BC杆轴向拉伸，AB杆轴向压缩B．BC杆轴向压缩，AB杆轴向拉伸C．BC杆扭转，AB杆轴向拉伸D．BC杆轴向压缩，AB杆扭转（B）11.轴向拉伸细长杆件如图所示，_______。A．1-1、2-2面上应力皆均匀分布；B．1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布；C．1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布；D．1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。（D）12.塑性材料试件拉伸试验时，在强化阶段______。A．只发生弹性变形；B．只发生塑性变形；C．只发生线弹性变形；D．弹性变形与塑性变形同时发生。（B）13.比较脆性材料的抗拉、抗剪、抗压性能：_______。A．抗拉性能抗剪性能抗压性能；B．抗拉性能抗剪性能抗压性能；C．抗拉性能抗剪性能抗压性能；D．没有可比性。（C）14.图中应力圆a、b、c表示的应力状态分别为A二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态；B单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态；C单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态；D单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。（B）15.压杆临界力的大小，A与压杆所承受的轴向压力大小有关；B与压杆的柔度大小有关；C与压杆的长度大小无关；D与压杆的柔度大小无关。四．如图阶梯形钢杆的两端在CT51时被固定，杆件上下两段的面积分别是215cmA，2210cmA。当温度升高至CT252时，试求杆件各部分的温度应力。钢材的16105.12Cl，GPaE200。（10分）aa12第3页共4页解：（1）若解除一固定端，则杆的自由伸长为：TaTaTaTllllllT2（2分）（2）由于杆两端固定，所以相当于受外力F作用产生Tl的压缩，如图1所示。因此有：TaEAaFEAaFllNNT221KNAATEFlN33.33/1/1/221（4分）（3）MPaAFN7.6611MPaAFN3.3322（4分）五．某传动轴设计要求转速n=500r/min，输入功率N1=500马力，输出功率分别N2=200马力及N3=300马力，已知：G=80GPa，[]=70MPa，[]=1º/m，试确定：①AB段直径d1和BC段直径d2？②若全轴选同一直径，应为多少？（13分）1．解：（1）计算外力偶矩据扭转强度条件：，，可得：由扭转刚度条件：可得：综上所述，可取：(2)当全轴取同一直径时，六．求如图所示悬臂梁的内力方程，并作剪力图和弯距图，已知P=10KN,M=10KN·m。（10分）解：分段考虑：1、AC段：（5分）（1）剪力方程为：()10(01)QxKNmxm（2）弯矩方程为：()10(2)()(01)MxxKNmxm2、CB段：（1）剪力方程为：()0(12)Qxmxm（2）弯矩方程为：()10(12)MxKNmxmaa12FFNFNF500400N1N3N2ACBT–7.024–4.21(kNm)7024(Nm)Nmn4max()(180/)[],/32ppTGIId1280,67.4dmmdmmmaxmax[]tTW316tWd1284,74.4dmmdmm1285,75dmmdmm185ddmm（5分）（3分）（5分）第4页共4页3、内力图如下：（10分）七．从某钢构件中取下的一个三向应力单元体状态如图所示，应力单位为MPa。已知泊松比0.3，许用应力100MPa，试求主应力及单元体内最大切应力，并按第一和第二强度理论校核其强度。（15分）第一强度理论（最大拉应力理论）1(3分)第二强度理论（最大拉应变理论）123600.331.2351.2366MPa(3分)()Qx10KNx()Mx10KN.mx20KN.m(3分)(2分)(2分)(2分)