1、*学院期末考试试卷 考考试科目 材料力学 试试卷类型 A 成考试形式 闭卷 绩考试对象 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。 、线应变指的是 的改变，而切应变指的是 的改变。 4 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
2、、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，下面说法正确的是 ( )NPP,12 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
3、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 1 B A 2 F C Nl,l,4、从拉压杆轴向伸长(缩短)量的计算公式可以看出，E 和 A 值越 大，越小，故,lEA ( )。 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( )。, 33,DD2
4、W,(1,)W,(1,)A BPP1616 33,DD34W,(1,)W,(1,)C DPP1616 6、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 2Z7、在平行移轴公式中，其中轴和轴轴互相平行，则( )。IIaA,，Z1ZZ1 ZA. Z 轴通过形心 B. 轴通过形心1 ZC . 都不一定要通过形心 D. a 是 Z 轴与轴之间的距离。所以 a01 8、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
5、 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, 2、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
6、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Fmi n=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，
7、材料的容许应力 。试选择工字钢的型号。(12 分) ,160MPa,90MPa WzI工字钢腹板宽度 bz(cm)*3S()cm型号 (mm)z 28a 8.5 508 24.6 32a 9.5 692 27.5 *学院期末考试试卷 考考试科目 材料力学 试试卷类型 B 成考试形式 闭卷 绩考试对象 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。 、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。 2 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，其中
8、E称为材料的 ，EA称为材料,lFlEA/N 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
9、 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( ) 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 2 1 P P 1 2 3、如图所示受力杆件的轴力图，其中正确的是( )。 P2P 2PPP ()A()B2P2P ()D()C PP2P 4、单位长度扭转角与( )无关。 , A 杆的长度; B 扭矩 C 材料性
10、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
11、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,不变,增大时,关于值的说法正确的是 xyzxx( ) 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, 3、用叠加法求梁的位移，应具备什么条件, 4、什么是强度
12、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 ,64，试求此结构的临界荷载。(7 分)Im,，2.0110Fcr 3、图示外伸梁中，已知l=3m，b=80mm，h=120mm，q=2KN， 材料的容许应力， ,10MPa ，试校核梁的强度。(12 分) ,1.2MPa A 卷参考答案一 、 填 空 题 ( 总 分 2 0 分 ， 每 题 2 分 ) F,
13、N1、相互作用力 2、,m a x,A,ma x 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、D 2、C 3、A 4、C 5、D 6、A 7、A 8、C 9、B 10、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
14、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) 4kN2kN FS 6kN4kNm, M 8kNm, 五、计算(总分 26 分) 1.(7 分) 解: 2,，,xyxymax2,，,x22,min, 90,MPa,10, 所以， ，。,90MPa,10MPa,01m a x 3 m i n 2 2. (7
15、分) 解:钢管横截面的惯性矩 ,4 4 8 4 ,IDdm,，()0.052710 64 应用欧拉公式 2298,EI，210100.052710FN,7564cr22l0.38， 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 F7564crnn,3.36stF2250m i n 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 1qlNPqlPKN,，,，,(2)84。22 ql84FPKN,，,最大剪力发生在两个支座处，其值为:;S, m a x2 22ql()qllllPl123 最大弯矩发生在跨中，其值为:MPqql,，,，,， ()ma
16、x26612868 22qlllqlPlqlMPP,，,，()(或者:)max223868 (2)由最大弯矩确定最大正应力，从而选择截面: Pl12，qlMma x68，所以,m a xWWzz 3Pl5601061，232， ql81063363668 ,0.0006600mcmW,z6,16010， I3z,27.5,9.5cmbmmWcm,692 查表得:No.32a 号工字梁，满足要求， 其它参数为:。z*Sz (3)校核最大剪应力: 38106，ql3*6010，()PS，zFSSz,max622 最大剪应力为: 32.151032.15，,PaMPa,max,2327.5109.5
17、10，IbIbzz ，故剪应力也满足要求。 ,90,MPa 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、A 2、B 3、C 4、A 5、C 6、C 7、D 8、D 9、B 10、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
18、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
19、理论(第四强度理论)。 四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。(10 分) ql/8 ql/22ql2ql/832 M 五、计算(总分 26 分) 1.(7 分) 解: 2,，,xyxymax2,，,x22,min, 110,MPa,10, 所以， ，。,110MPa,10MPa,01m a x 2 m i n 3 2.(7 分) 解:分别计算各杆可承担的临界荷载，取其中小值。 1) 计算在 F 力作用下各杆的轴力 由 A 点的静力平衡方程得 Focos60,2;FFFF,11NN2 32FoFFFFF,sin60,1.1522 2NN N23 2) 用欧拉公式计算各杆的临界力，确定结构的 临界荷载
20、 2296,EI，200102.0110FKN,330.7N122ol，,14cos30，1， FFKN,2661.4cr N11 2296,EI，200102.0110FKN,990N222ol，,14cos30，2， FFKN,1.151139cr N22 取该结构的临界荷载中的较小者，即。FKN,661.4cr 3、(12 分) 解:(1) 求支座反力 3FFqlKN,，,4.5B C4 (2) 正应力强度条件校核 MM27ma x m a xMKNm,8.8MPa，ma x m a x 2bh16Wz 6 (3)切应力强度条件校核 ，FKN,3S,m a x *3FFS，S,maxSZ,max，或者:,0.470.47MPa,MPa,maxmax2AIb，Z 综上分析，梁的强度条件满足。
