《材料力学》期末考试试卷A、B卷及答案

***学院期末考试试卷考试科目《材料力学》考试成绩试卷类型A考试形式闭卷考试对象土木本科一、填空题（总分20分，每题2分）1、杆件在外力作用下，其内部各部分间产生的，称为内力。2、杆件在轴向拉压时强度条件的表达式是。3、低碳钢拉伸时，其应力与应变曲线的四个特征阶段为阶段，阶段，阶段，阶段。4、线应变指的是的改变，而切应变指的是的改变。5.梁截面上弯矩正负号规定，当截面上的弯矩使其所在的微段梁凹向下时为。6.梁必须满足强度和刚度条件。在建筑中，起控制做用的一般是条件。7、第一和第二强度理论适用于材料，第三和第四强度理论适用于材料。8、求解组合变形的基本方法是。9、力作用于杆端方式的不同，只会使与杆端距离在较小的范围内受到影响，该原理被称为。10、欧拉公式是用来计算拉（压）杆的，它只适用于杆。二、单项选择(总分20分，每题2分)1、用截面法可求出图示轴向拉压杆a-a截面的内力12NPP，下面说法正确的是（）A.N其实是应力B.N是拉力C.N是压力D.N的作用线与杆件轴线重合2、构件的强度是指()A.在外力作用下构件抵抗变形的能力B.在外力作用下构件保持原有平衡态的能力C.在外力作用下构件抵抗破坏的能力D.在外力作用下构件保持原有平稳态的能力3、现有钢、铸铁两种杆材，其直径相同。从承载能力与经济效益两个方面考虑，图示结构中两种合理选择方案是()A.1杆为钢，2杆为铸铁B.1杆为铸铁，2杆为钢C.2杆均为钢D.2杆均为铸铁4、从拉压杆轴向伸长（缩短）量的计算公式EANll可以看出，E和A值越大，l越小，故（）。A.E为杆的抗拉（压）刚度。B.乘积EA表示材料抵抗拉伸（压缩）变形的能力。C.乘积EA为杆的抗拉（压）刚度D.以上说法都不正确。5、空心圆轴的外径为D，内径为d，=d/D。其抗扭截面系数为（）。A)1(163DWPB)1(1623DWPC)1(1633DWPD)1(1643DWP6、在没有荷载作用的一段梁上，（）A.剪力图为一水平直线B.剪力图为一斜直线C．没有内力D.内力不确定7、在平行移轴公式21ZZIIaA中，其中Z轴和轴1Z轴互相平行，则（）。A.Z轴通过形心B.1Z轴通过形心C.都不一定要通过形心D.a是Z轴与1Z轴之间的距离。所以a08、梁弯曲时，梁的中性层（）。A.不会弯曲B.不弯曲但长度会改变C.会弯曲但长度不会改变D.弯曲的同时长度也改变9、铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀而被胀裂，而管内的冰却不会破坏。这是因为（）。A.冰的强度较铸铁高；B.冰处于三向受压应力状态；C.冰的温度较铸铁高；D.冰的应力等于零。10、设和分别是压杆的稳定系数和柔度系数，（）。A．对同一种材料制成的压杆，值较大则值就越小；B．值越大，值就越小，这与压杆所用材料无关；C．当〉1时，压杆肯定是稳定的，不必对其进行稳定计算；D．值与压杆杆端的约束情况无关。三、简答题（总分24分，每题6分）1、拉（压）杆通过铆钉连接在一起时，连接处的强度计算包括哪些计算？AB1C2F2、在梁横截面的中性轴上，其正应力和切应力的值如何？3、梁的变形用什么来度量的？这些量的几何意义各是什么？4、工程中提高压杆稳定性的措施主要从哪几个方面入手？四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分）五、计算（总分26分）1.试用解析法求图中平面应力状态的主应力，图中应力单位为MPa。（7分）2.一钢制的空心圆管，外径和内径分别为12mm和10mm，杆长380mm，钢材的弹性模量E=210GPa。试用欧拉公式求钢管的临界力。已知在实际使用时，其承受的最大工作压力Fmin=2250N，规定的稳定安全系数为nst=3.0，试校核钢管的稳定性（两端作铰支考虑）。（7分）3.工字钢制成的简支梁如图所示，已知l=6m，P=60KN，q=8KN/m，材料的容许应力MPaMPa90][,160][。试选择工字钢的型号。（12分）工字钢型号腹板宽度b(mm)Wz3()cm*zzIS(cm)28a8.550824.632a9.569227.5***学院期末考试试卷考试科目《材料力学》考试成绩试卷类型B考试形式闭卷考试对象土木本科一、填空题（总分20分，每题2分）1、求杆件任一截面上的内力时，通常采用法。2、工程中常以伸长率将材料分为两大类：伸长率大于5%的材料称为材料。3、梁截面上剪力正负号规定，当截面上的剪力使其所在的分离体有时针方向转动趋势时为负。4、虎克定律可以写成/NlFlEA，其中E称为材料的，EA称为材料的。5、材料力学在研究变形固体时作了连续性假设、假设、假设。6、在常温、静载情况下，材料的强度失效主要有两种形式：一种是，一种是。7、在设计中通常由梁的条件选择截面，然后再进行校核。8、外力的作用平面不与梁的形心主惯性平面重合或平行，梁弯曲后的扰曲轴不在外力作用平面内，通常把这种弯曲称为。9、在工程实际中常见的组合变形形式有斜弯曲、，。10、当材料一定时，压杆的柔度越大，则其稳定系数值越。二、单项选择(总分20分，每题2分)1、构件的刚度是指()A.在外力作用下构件抵抗变形的能力B.在外力作用下构件保持原有平衡态的能力C.在外力作用下构件抵抗破坏的能力D.在外力作用下构件保持原有平稳态的能力2、轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确的说法应是()A1-1、2-2面上应力皆均匀分布B1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布C1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布D1-1、2-2面上应力皆非均匀分布3、如图所示受力杆件的轴力图，其中正确的是（）。PP11224、单位长度扭转角与（）无关。A杆的长度；B扭矩C材料性质；D截面几何性质。5、当梁的某段上作用均布荷载时。该段梁上的（）。A.剪力图为水平直线B弯矩图为斜直线。C.剪力图为斜直线D弯矩图为水平直线6、应用叠加原理求梁横截面的挠度、转角时，需要满足的条件是（）。A梁必须是等截面的B梁必须是静定的C变形必须是小变形；D梁的弯曲必须是平面弯曲7.若某轴通过截面的形心，则（）A．该轴一定为主轴，B.该轴一定是形心轴C．在所有轴中，截面对该轴的惯性矩最小。D.截面对该轴的静矩等于零。8、关于中性轴，下列说法正确的是（）。A.中性轴是梁的轴线B.中性轴的位置依截面上正应力的分布而定C.梁弯曲时，中性轴也随之弯曲D.中性轴是中性层与横截面的交线。9、影响梁弯曲程度越大的原因是（）。A.抗弯刚度越大B.抗弯刚度越小，而截面上的弯矩越大C.抗弯刚度越大，而截面上的弯矩越小D.截面上的弯矩越小10、某点的应力状态如图所示,当σx,σy,σz不变,τx增大时,关于εx值的说法正确的是（）A.不变B.增大C.减小D.无法判定三、简答题（总分24分，每题6分）1、梁的受力图如图所示，画剪力图时应分几段？画弯矩图时应分几段？2、一般条件下，梁的强度条件是由什么强度来控制的？P2PP2PP2PP2PP2P()A()B()C()D3、用叠加法求梁的位移，应具备什么条件？4、什么是强度理论？怎样分类的？常用的强度理论有那些？四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分）五、计算（总分24分）1、试用解析法求图中平面应力状态的主应力，图中应力单位为MPa。（7分）2、图示结构中，AB及AC均为圆截面细长杆，材料弹性模量E=200GPa，截面惯性矩642.0110Im，试求此结构的临界荷载crF。（7分）3、图示外伸梁中，已知l=3m，b=80mm，h=120mm，q=2KN，材料的容许应力MPa10][，MPa2.1][，试校核梁的强度。（12分）A卷参考答案一、填空题（总分20分，每题2分）1、相互作用力2、maxmax[]NFA3、弹性、屈服、强化、颈缩4、长度角度5、负6、强度7、脆性、塑性8、叠加法9、圣维南原理10、临界力、细长二、选择题(总分20分，每题2分)1、D2、C3、A4、C5、D6、A7、A8、C9、B10、A三、简答题（总分24分，每题6分）1、答：拉（压）杆通过铆钉连接在一起时，连接处的强度计算包括：（1）拉杆本身的受拉或者受压强度计算；（2）铆钉所受剪切力引起的剪切强度计算；（3）杆件与铆钉之间的挤压强度计算。2、答：一般来说，在梁横截面的中性轴上，正应力为零，而切应力达到最大值。3、答：描述梁的变形有两个相互关联的量：（1）梁横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移称为挠度；（2）横截面绕中性轴发生转动的角位移称为转角。4、答：由计算临界力的欧拉公式可知，提高压杆稳定性的措施主要从压杆的截面形状和尺寸、压杆的长度、杆端约束以及材料的力学性能方面入手。四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分）五、计算（总分26分）1.（7分）解：SFM4kN2kN6kN4kNm8kNm2max2229010xyxyxminMPa所以，1max90MPa，20，3min10MPa。2.（7分）解：钢管横截面的惯性矩4484()0.05271064IDdm应用欧拉公式229822210100.05271075640.38crEIFNl临界压力与实际工作压力之比，即为压杆工作时的安全系数，故min75643.362250crstFnnF所以，钢管是满足稳定性要求的。3.（12分）解：（1）首先求得两支座反力值为1(2)8422qlNPqlPKN。最大剪力发生在两个支座处，其值为：,max842SqlFPKN；最大弯矩发生在跨中，其值为：22max2()13()26612868qlqllllPlMPqql（或者：22max()223868qlllqlPlqlMPP）（2）由最大弯矩确定最大正应力，从而选择截面：2maxmax168[]zzPlqlMWW，所以323265601061810663668[]16010zPlqlW330.0006600mcm查表得：No.32a号工字梁3692zWcm，满足要求，其它参数为：*27.5,9.5zzIcmbmmS。（3）校核最大剪应力：最大剪应力为：*,maxmaxSzzFSIb*()2zzqlPSIb332381066010227.5109.510632.151032.15PaMPa[]90MPa，故剪应力也满足要求。最后，选择No.32a号工字梁。B卷参考答案一、填空题（总分20分，每题2分）1、截面2、塑性3、逆4、弹性模量、抗拉（压）刚度5、均匀性、各向同性6、塑性屈服、脆性断裂7、强度、刚度8、斜弯曲9、拉伸（或压缩）与弯曲的组合、扭转与弯曲的组合10、小二、选择题（总分20分，每题2分）1、A2、B3、C4、A5、C6、C7、D8、D9、B10、A三、简答题（总分24分，每题6分）1、答：（1）画剪力图时应分为三段：AB、BD、DE；（2）画弯矩图时应分为四段：AB、BC、CD、DE。2、答：一般条件下，梁的强度条件是由弯矩引起的正应力强度条件所控制的，同时还要验证由横向荷载引起的切应力强度条件。3、答：应用叠加法计算梁的位移应具备以下基本条件：（1）所发生的变形为小变形；（2）材料服从胡克定律。在此条件下，梁的转角或者位移与荷载之间是线性关系。4、答：强度理论是关于材料发生强度失效力学因素的假说。在常温、静载情况下，一般是按材料的强度失效形式进行分类的。常用的强度理论有适用于脆性断裂的强度理论：最大拉应力理论（第一强度理论）和最大拉应变理论（第二强度理论），以及适用于塑性屈服的强度理论：最大切应力理论（第三强度理论）和畸变能理论（第四强度理论）。四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分）/8ql/2ql2/8ql232qlM五、计算（总分26分）1.（7分）解：2max22211010xyxyxminMPa