材料力学 历年试卷汇总带答案

机械工程学院材料力学习题-1-第一章轴向拉伸和压缩习题一、单项选择题1、构件具有足够的抵抗破坏的能力，我们就说构件具有足够的A、刚度，B、稳定性，C、硬度，D、强度。2、构件具有足够的抵抗变形的能力，我们就说构件具有足够的A、强度，B、稳定性，C、刚度，D、硬度。3、单位面积上的内力称之为A、正应力，B、应力，C、拉应力，D、压应力。4、与截面垂直的应力称之为A、正应力，B、拉应力，C、压应力，D、切应力。5、轴向拉伸和压缩时，杆件横截面上产生的应力为A、正应力，B、拉应力，C、压应力，D、切应力。6、胡克定律在下述哪个范围内成立？A、屈服极限，B、比例极限，C、强度极限，D、名义屈服极限。7、当低碳钢试样横截面上的实验应力σ=σs时，试样将A、完全失去承载能力，B、断裂，C、产生较大变形，D、局部出现颈缩。8、脆性材料具有以下哪种力学性质？A、试样拉伸过程中出现屈服现象，B、抗冲击性能比塑性材料好，C、若构件开孔造成应力集中现象，对强度没有影响。D、抗压强度极限比抗拉强度极限大得多。9、灰铸铁压缩实验时，出现的裂纹A、沿着试样的横截面，B、沿着与试样轴线平行的纵截面，C、裂纹无规律，D、沿着与试样轴线成45。角的斜截面。10、横截面都为圆的两个杆，直径分别为d和D，并且d=0.5D。两杆横截面上轴力相机械工程学院材料力学习题-2-等两杆横截面上应力之比Dd为A、2倍，B、4倍，C、8倍，D、16倍。二、填空题1、求内力常用的方法是。2、轴向拉伸和压缩时，虎克定律的两种表达形式为，3、通过低碳钢拉伸试验可知，反映材料抵抗弹性变形能力的指标是；反映材料强度的指标是；反映材料塑性的指标是。4、σ0.2表示材料的。5、与截面平行的应力称为；与截面垂直的应力称之为。6、钢的弹性模量E=200Gpa，铝的弹性模量E=71Gpa,试比较在同一应力作用下，哪种材料应变大？。7、轴向拉伸和压缩时，杆上所受外力或外力的合力与杆件的轴线。而杆的纵向变形为，沿杆的轴线或。8、延伸率（伸长率）δ是代表材料塑性的性能指标。一般δ＞5﹪的材料称为材料，δ＜5﹪的材料称为材料。9、两根材料不同横截面不同的拉杆，受相同的拉力，它们横截面上的内力是否相同？。10、轴力和横截面面积相等，而横截面形状和材料不同，它们横截面上的应力是否相同？。11、塑性材料许用应力由式[σ]=sns确定，式中的σS表示材料的极限。脆性材料许用应力由式[σ]=bbn确定，式中的σb表示材料的极限。12、理论力学中所讲的《力的可传性》，能否应用到材料力学中的受力杆件？。机械工程学院材料力学习题-3-P三、计算题1.一圆截面阶梯杆受力如图所示。已知：2212A=8cm,A=4cm,E=200GPa。试求：AC段杆横截面上的应力和AB杆的总伸长。答：AC段杆横截面上的应力为Mpa；AB杆的总伸长l=mm。2、一圆截面阶梯杆受力如图，AC段横截面直径为40mm,CB段横截面直径为20mm,作用力P=40kN,材料的弹性模量E=200Gpa。试求AC段杆横截面上的应力和AB杆的总伸长。答：AC段杆横截面上的应力为Mpa；AB杆的总伸长=mm。3、如图所示的三角形托架，AB杆横截面面积为4cm2,BC杆横截面面积为6cm2,作用力P=75kN,试求AB杆和BC杆横截面上的应力。答：AB杆横截面上的应力为Mpa；BC杆横截面上的应力为Mpa。图1.3.1图1.3.2图1.3.3机械工程学院材料力学习题-4-4、如图所示的厂房柱子中，由两等直杆组成的阶梯杆，已知P1=100KN，P2=80KN，上段（AB段）的横截面面积为16×16cm2的正方形，底段（BC段）的横截面面积为35×25cm2的矩形。试求每段杆横截面上的应力。答：AB段杆横截面上的应力为Mpa；BC段杆横截面上的应力为Mpa。5、图示钢制阶梯形直杆的[σ]=260Mpa，各截面面积分别为A1=A3=400mm2，A2=300mm2，E=200Gpa。求出各段轴力，并校核杆的强度。图1.3.4图1.3.5机械工程学院材料力学习题-5-第一章轴向拉伸和压缩参考答案一、单项选择题1、D2、C3、B4、A5、A6、B7、C8、D9、D10、B二、填空题1、截面法2、NLlEEADse==和3、屈服极限和强度极限延伸率（断面收缩率）和断面收缩率（延伸率）、4、屈服强度(名义屈服极限)5、切应力正应力6、铝7、重合伸长（缩短）缩短（伸长）8、塑性脆性9、相同10、相同11、屈服强度12、不能三、计算题1、1000.0752、31.830.5733、187.5176.84、3.912.975、解：1233222333max3201066.7MPa3006010150MPa=40030kN20kN60kN[]NNNNNFAFAFFF故强度足够。机械工程学院材料力学习题-6-lFablF第二章剪切习题一、填空题1、据切应力互等定理，单元体两互相垂直截面上在其相交处的切应力成对存在，且相等，而相反。2、剪切变形中，作用在构件两侧面上的横向外力的合力大小，方向，作用线相距。3、与截面平行的应力称为。二、计算题1、如图所示，计算该结构的剪应力和挤压应力。答：该结构剪切面的剪切应力为；该结构挤压面的挤压应力为2、如图所示，冲床的最大冲力为400kN，冲头直径d=40mm，被冲剪钢板的厚度t=10mm。求在最大冲力作用下钢板的剪切应力和冲头的挤压应力。答：钢板的剪切应力为Mpa；冲头的挤压应力为Mpa。3、一螺栓连接如图所示，已知P=200KN，螺栓直径d=40mm。试求螺栓剪切面上的剪力和剪切面上的切应力。答：螺栓剪切面上的剪力为KN。螺栓剪切面上的切应力为Mpa。图2.2.2图2.2.1图2.2.3机械工程学院材料力学习题-7-4、如图所示，用两个铆钉连接，拉力F=20KN，铆钉直径d=12mm。试求铆钉剪切面上的剪力和剪切面上的切应力。答：铆钉剪切面上的剪力为KN。铆钉剪切面上的切应力为Mpa。三、解答题1、如图所示，联轴器用四个螺栓连接，螺栓对称地安排在直径D=480mm的圆周上。这个联轴节传递的力偶矩m=24kN•m。试求螺栓的直径d需要多大？材料的许用切应力[τ]=80Mpa。（提示：各螺栓所受剪力相等）答：d=mm。2、如图所示，若钢板的厚度δ=5mm，钢板的剪切强度极限bτ=320MPa,试计算至少需要多大的冲力F才能在钢板上冲出直径d=15mm的圆孔。图2.3.1图2.2.4图2.3.2机械工程学院材料力学习题-8-第二章剪切习题答案一、填空题1、数值符号2、相等相反很近3、切应力（或剪应力）二、计算题1、P/blP/ab2、159.15MPa318.3MPa3、10079.64、1088.5三、解答题1、202、解：冲孔的过程就是发生剪切破坏的过程。剪切面的面积为直径d、高的圆柱面的面积，即：420.0150.0052.3610mAd分布在此圆柱面上的剪力为Fs=F冲孔时，工作切应力至少须达到剪切强度极限b，64320102.361075.52kNbFA所以冲力F至少需要75.52kN。机械工程学院材料力学习题-9-第三章扭转习题一、单项选择题1、横截面都为圆的两个杆，直径分别为d和D，并且d=0.5D。两杆横截面上扭矩相等两杆横截面上的最大切应力之比maxDmaxd为A、2倍，B、4倍，C、8倍，D、16倍。二、填空题1、扭转变形时，公式pTlGI中的表示单位长度的扭转角，公式中的T表示横截面上的；G表示杆材料的弹性模量；IP表示杆横截面对形心的；GIP表示杆的抗扭。2、截面为圆的杆扭转变形时，所受外力偶的作用面与杆的轴线.3、实心圆轴扭转时，横截面上的切应力分布是否均匀，横截面上离圆心愈远的点处切应力,圆心处的切应力为，圆周上切应力4、两根实心圆轴的直径d和长度L都相同，而材料不同，在相同扭矩作用下，它们横截面上的最大切应力是否相同，单位长度的扭转角是否相同。5、剪切虎克定律的表达式G，式中的G表示材料的模量，式中的称为。6、根据切应力互等定理，单元体两互相垂直截面上在其相交处的切应力成对存在，且相等，而现反。三、计算题1、如图所示圆轴，一端固定。圆轴横截面的直径D=100mm，所受的外力偶矩M1=6kN•m,M2=4kN•m。试求圆轴横截面上的最大扭矩和最大切应力。答：圆轴横截面上的最大扭矩为kN•m；圆轴横截面上的最大切应力为Mpa。图3.3.1机械工程学院材料力学习题-10-图10-122、如图所示阶梯形圆轴，一端固定。圆轴横截面的直径分别为50mm和75mm，所受的外力偶矩MC=1200N•m，MB=1800N•m。试求BC段横截面上的扭矩和该阶梯轴的最大切应力。答：BC段横截面上的扭矩为N•m；该阶梯轴的最大切应力为Mpa。3、如图所示圆轴，一端固定。圆轴横截面的直径d=100mm，所受的外力偶矩M1=7000N•mM2=5000N•m。试求圆轴横截面上的最大扭矩和最大切应力。答：最大扭矩为N•m。最大切应力为Mpa。4、某传动轴为实心圆轴，轴内的最大扭矩=1.5kNmT，许用切应力=50MPaτ，试确定该轴的横截面直径。5、圆轴AB传递的功率为P=7.5kW，转速n=360r/min。轴的AC段为实心圆截面，CB段为空心圆截面，如图所示。已知D=30mm。试计算AC段横截面边缘处的切应力。图3.3.2图3.3.3图3.3.5机械工程学院材料力学习题-11-第三章扭转习题答案一、单项选择题1、C二、填空题1、扭矩剪切极惯性矩抗扭刚度2、垂直3、愈大零最大4、相同不同5、剪切弹性剪应变（或切应变）6、大小符号三、计算题1、4202、1200483、5000254、解：实心圆轴的直径为333616161.5100.0535m[]5010Td圆整得54mmd5、解：（1）计算扭矩轴所受的外力偶矩为7.595509550199Nm360ePMn由截面法计算各横截面上的扭矩均为199NmeTM（2）计算极惯性矩AC段轴横截面的极惯性矩分别为4444444444307.9510mm3232()(3020)6.3810mm3232ACCBppDIDdI（3）计算应力AC段轴在横截面边缘处的切应力为34199103037.5MPa27.95102ACACpTDI外机械工程学院材料力学习题-12-q2qaaaaACDB第四章弯曲内力习题一、填空题1、如果一段梁内各横截面上的剪力Q为零，而弯矩M为常量，则该段梁的弯曲称为；如果该梁各横截面上同时存在剪力Q和弯矩M，则这种弯曲为。二、计算题1、作下列两梁的弯矩图。求出支座处的约束反力、弯矩的最大绝对值，并把该值标注在弯矩图上。2、作下列梁的弯矩图。求出支座处的约束反力、弯矩的最大绝对值，并把该值标注在弯矩图上。3、下列梁的弯矩图。图4.2.2图4.2.2图4.2.4.1图4.2.4.2图4.2.4.3机械工程学院材料力学习题-13-第四章弯曲内力习题答案一、填空题1纯弯曲横力弯曲（或剪切弯曲）二、计算题1、2、3、22max22BBqlRqlMqlM15.75kN20.25kN41kN.mADmaxR=R=M=PamaxABRRPMPa256qa223qa2max716656ABRqaRqaMqa22ql机械工程学院材料力学习题-14-第五章弯曲应力习题一、单项选择题1、梁纯弯曲时，梁横截面上产生的应力为（）A、正应力B、拉应力C、压应力D、切应力二、填空题1、对于圆形截面的梁，其对圆心的极惯性矩Ip=；截面对过圆心的Z轴的惯性矩Iz=；截面的抗扭截面系数Wp=；截面的抗弯截面系数Wz=2、在梁弯曲变形时1ZMEI，式中ρ表示梁中性层的曲率半径，M表示梁横截面上的，Iz表示梁横截面的，EIz称为梁的抗弯。3、梁纯弯曲时，梁纯弯曲时，横截面上的正应力沿高度方向呈分布，横截面上距