11材料力学试题及答案

第1页共41页学年第二学期材料力学试题(A卷)一、1、图示刚性梁AB由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A1和A2，若载荷P使刚梁平行下移，则其横截面面积（）。A、A1〈A2B、A1〉A2C、A1=A2D、A1、A2为任意2、建立圆周的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（）（1）扭矩MT与剪应力τρ的关系MT=∫AτρρdA（2）变形的几何关系（即变形协调条件）（3）剪切虎克定律（4）极惯性矩的关系式IT=∫Aρ2dAA、（1）B、（1）（2）C、（1）（2）（3）D、全部3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（）A、σB、2σC、3σD、4σ4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（）题一、3图题一、4图题一、1图第2页共41页A、提高到原来的2倍B、提高到原来的4倍C、降低到原来的1/2倍D、降低到原来的1/4倍5.已知图示二梁的抗弯截面刚度EI相同，若二者自由端的挠度相等，则P1/P2=（）A、2B、4C、8D、16二、作图示梁的剪力图、弯矩图。（１５分）三、如图所示直径为d的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。（15分）四、电动机功率为9kW，转速为715r/min，皮带轮直径D=250mm，主轴外伸部分长度为l=120mm，主轴直径d=40mm，〔σ〕=60MPa，用题一、5图三题图二题图第3页共41页第三强度理论校核轴的强度。（15分）五、重量为Q的重物自由下落在图示刚架C点，设刚架的抗弯刚度为EI，试求冲击时刚架D处的垂直位移。（15分）六、结构如图所示，P=15kN，已知梁和杆为一种材料，E=210GPa。梁ABC的惯性矩I=245cm4，等直圆杆BD的直径D=40mm。规定杆BD的稳定安全系数nst=2。求○1BD杆承受的压力。○2用欧拉公式判断BD杆是否失稳。（20分）学年第二学期材料力学试题(B卷)1、下列结论中正确的是（）六题图五题图四题图第4页共41页A、材料力学主要研究各种材料的力学问题B、材料力学主要研究各种材料的力学性质C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系2、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为D1，另一根为空心轴，内外径比为d2/D2=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同，则它们的重量之比W2/W1为（）A、0.74B、0.62C、0.55D、0.473、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大致可分为四个阶段，这四个阶段是（）A、弹性变形阶段、塑性变形阶段、屈服阶段、断裂阶段B、弹性变形阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段C、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段D、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（）A、提高到原来的2倍B、提高到原来的4倍C、降低到原来的1/2倍D、降低到原来的1/4倍5.已知图示二梁的抗弯截面刚度EI相同，若二者自由端的挠度相等，则P1/P2=（）题一、4图第5页共41页A、2B、4C、8D、16二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。（１５分）三、如图所示直径为d的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。（15分）四、电动机功率为9kW，转速为715r/min，皮带轮直径D=250mm，主轴外伸部分长度为l=120mm，主轴直径d=40mm，〔σ〕=60MPa，用第三强度理论校核轴的强度。（15分）题一、5图三题图四题图二题图工程技术学院_______________专业班第6页共41页五、如图所示，重物Q由高度H处自由下落，落在AB梁的中点C处，设EI=常数，求这时C点挠度ΔC。（15分）六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI，求：1）C点支座反力；2）作刚架弯矩图。（20分）山西农业大学-学年第二学期材料力学考试题二、选择题（20分）1、下列结论中正确的是（）A、材料力学主要研究各种材料的力学问题B、材料力学主要研究各种材料的力学性质六题图五题图工程技术学院_______________专业-----第7页共41页C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系2、建立圆周的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（）（5）扭矩MT与剪应力τρ的关系MT=∫AτρρdA（6）变形的几何关系（即变形协调条件）（7）剪切虎克定律（8）极惯性矩的关系式IT=∫Aρ2dAA、（1）B、（1）（2）C、（1）（2）（3）D、全部3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（）A、σB、2σC、3σD、4σ4、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为D1，另一根为空心轴，内外径比为d2/D2=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同，则它们的重量之比W2/W1为（）A、0.74B、0.62C、0.55D、0.475.已知图示二梁的抗弯截面刚度EI相同，若二者自由端的挠度相等，则P1/P2=（）A、2B、4C、8D、16题一、5图题一、3图第8页共41页二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。（１５分）三、如图所示直径为d的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。（15分）四、如图所示，未开启的易拉罐上沿其轴向粘贴有一应变片，其半径厚度之比为200。打开易拉罐，应变片变化为170×10-6，试求罐内压p。设这时E=68GPa，ν=0.33。（15分）五、悬臂梁ACB由铸铁材料制成，其许用拉应力[σt]=40MPa，许用压三题图四题图二题图第9页共41页应力[σc]=160MPa，载荷FP=44kN，梁截面为T型，Iz=101.8×106mm4，尺寸如图，试校核其强度。（15分）六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI，求：1）C点支座反力；2）作刚架弯矩图。（20分）山西农业大学-学年第二学期课程考试试卷（A卷）三、选择题六题图五题图---------------第10页共41页1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ，则450斜截面上的正应力和剪应力。A分别为σ/2和σB均为σC分别为σ和σ/2D均为σ/22、图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知[σjy]＝2[τ]，为充分提高材料的利用率，则铆钉的直径ｄ应为。Ad=2tBd=4tCd=4t/πDd=8t/π3一点的应力状态如右图所示，则其主应力1、2、3分别为A30MPa，100MPa，50MPaB50MPa，30MPa，-50MPaC50MPa，0，-50MPaD-50MPa，30MPa，50MPa4、两根材料和柔度都相同的压杆，A临界应力一定相等，临界压力不一定相等B临界应力不一定相等，临界压力一定相等C临界应力和临界压力一定相等D临界应力和临界压力不一定相等5、图示交变应力循环特征r，应力振幅σa和平均应力σm分别为Ar＝2，σa＝20MPa，σm＝－10MpaBr＝2，σa＝－40MPa，σm＝10MpaCr＝－2，σa＝30MPa，σm＝－10MpaDr＝－2，σa＝30MPa，σm＝30MPa第11页共41页6、图示十字架，AB杆为等直均质杆，o-o为圆轴。当该十字架绕o-o轴匀速旋转时，在自重和惯性力作用下杆AB和轴o-o分别发生__________A、拉伸变形、压缩变形；B、拉弯组合变形、压弯组合变形；C、拉弯组合变形、压缩变形；D、拉伸变形、压弯组合变形。二、计算题（共80分，适用农机、机制、建环）1、（15分）梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa），试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大剪应力。专业______________________班级姓名______________学号---------------------------------------------------密封线内不准答题-------------------------------------------------------------第12页共41页50203、（10分）一受扭转的圆轴，直径d=260mm，材料的的弹性模量E=200GPa，泊松比v=0.3，现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45方向的线应变ε45=5.2×10-4。试求转矩m。4、（15分）直径60dmm的圆截面折杆，A端固定，受力与其他尺寸如图所示。若材料的许用应力MPa100][，试按最大剪应力强度理论（第三强度理论）校核A端外表面点b的强度(忽略剪力影响)。12515012kNABDxyzba2aABCD0m4题图5题图5、（15分）平面刚架如图所示。其各部分的抗弯刚度均为常量EI,已知、0ma，试求点D在铅垂方向的位移DV。（忽略截面剪力与轴力）6、（10分）重为Q的物体从高度h处自由落下，若已知梁的抗弯刚度为第13页共41页EI，支座的弹簧刚度为k（产生单位长度变形所需的力），且3lEIk，试求C点的挠度。山西农业大学2006-2007学年第二学期课程考试试卷（A卷）四、选择题（每题4分，共20分）1、材料的失效模式。A只与材料本身有关，而与应力状态无关；B与材料本身、应力状态均有关；C只与应力状态有关，而与材料本身无关；D与材料本身、应力状态均无关。2、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。正确答案是专业___________________第14页共41页3、关于压杆临界力的大小，说法正确的答案是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与压杆所承受的轴向压力大小有关；D与压杆的柔度大小无关。4、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅值a的值分别是A40、20、10B20、10、20C0、20、10D0、20、205、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数ACdVhk211BBdVhk11CBdVhk211DBCdVVhk211第15页共41页ABCABCQQ二、计算题1、（16分）简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。2、（15分）已知三向应力状态如图所示（图中应力单位：MPa），试求：1）主应力；2）主切应力；3）形变应变能密度fu。3、（16分）圆截面杆，受横向外力F和绕轴线的外力偶0m作用。由实验测得杆表面A点处沿轴线方向的线应变40104，杆表面B点处沿与轴线成45方向的线应变4451075.3。材料的弹性模量E=200GPa，泊松比v=0.25，a=0.25L，L=800mm，d=60mm。试求横向外力F和绕轴线的外力偶0m。第16页共41页FaABFFFaABd450m0m04、（16分）精密磨床砂轮轴如图所示(单位:mm)，已知电动机功率N=3kW,转速n=1400rpm,转子重量Q1=101N,砂轮直径D=25mm,砂轮重量Q2=275N，磨削力Py/Pz=3，轮轴直径d=50mm，材料为轴承钢，MPa60][，试用第三强度理论校核轴的强度。5、（17分）平面刚架ABC与二力杆CD构成如图所示结构，并承受外力偶0m作用。若0m、a已知，刚架的抗弯刚度为EI，CD杆的抗拉刚度为EA，且223aEIEA。试求CD杆的变形量l。