材料力学试卷及答案7套(DOC 22页).doc

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1、第 24 页 共 24 页材料力学试卷1一、绘制该梁的剪力、弯矩图。 (15分)QM二、梁的受力如图,截面为T字型,材料的许用拉应力s+=40MPa,许用压应力s-=100MPa。试按正应力强度条件校核梁的强度。(20分)3017030200q=10KN/mP=20KNABCD2m3m1m 三、求图示单元体的主应力及其方位,画出主单元体和应力圆。 (15分)302050单位:MPa四、图示偏心受压柱,已知截面为矩形,荷载的作用位置在A点,试计算截面上的最大压应力并标出其在截面上的位置,画出截面核心的形状。(15分)A(yp,zp)yzbh五、结构用低碳钢A3制成,A端固定,B、C为球型铰支,求

2、:允许荷载P。已知:E=205GPa,ss=275MPa,scr=338-1.12l,,lp=90,ls=50,强度安全系数n=2,稳定安全系数nst=3,AB梁为N016工字钢,Iz1130cm4,Wz141cm3,BC杆为圆形截面,直径d=60mm。 (20分) BAC1m1mP1mZ六、结构如图所示。已知各杆的EI相同,不考虑剪力和轴力的影响,试求:D截面的线位移和角位移。ABCDP2aaa(15分)材料力学2一、回答下列各题(共4题,每题4分,共16分)1、已知低碳钢拉伸试件,标距,直径,拉断后标距的长度变为,断口处的直径为,试计算其延伸率和断面收缩率。2、试画出图示截面弯曲中心的位置

3、。3、梁弯曲剪应力的计算公式,若要计算图示矩形截面A点的剪应力,试计算。hAb4、试定性画出图示截面截面核心的形状(不用计算)。圆形截面中间挖掉正方形矩形截面中间挖掉圆形圆形矩形FsM二、绘制该梁的剪力、弯矩图。(15分) 三、图示木梁的右端由钢拉杆支承。已知梁的横截面为边长等于0.20m 的正方形,q=4OKN/m,弹性模量E110GPa;钢拉杆的横截面面积A2250mm2,弹性模量E2=210GPa 。试求拉杆的伸长及梁中点沿铅垂方向的位移。(14分)四、砖砌烟窗高,底截面的外径,内径,自重,受的风力作用。试求:(1)烟窗底截面的最大压应力;(2)若烟窗的基础埋深,基础及填土自重按计算,土

4、壤的许用压应力,圆形基础的直径D应为多大?(20分)注:计算风力时,可略去烟窗直径的变化,把它看成是等截面的。mmDh0hqP1五、图示结构中钢梁AB和立柱CD分别由16号工子钢和连成一体的两根角钢制成,杆CD符合钢结构设计规范中实腹式b类截面中心受压杆的要求。均布荷载集度。梁及柱的材料均为Q235钢,。试验算梁和立柱是否安全。(20分)(16号工字钢:IZ=1130cm4 ,WZ=141cm3。63635角钢:IZ=23.17cm4 , iZ=1.94cm , A=6.143cm2 ) 。(20分) 实腹式b类截面中心受压杆的稳定系数1011021031040.5490.5420.5360.

5、529六、试用能量法求图示刚架截面A的铅垂位移和截面B的转角。略去剪力和轴力的影响,EI为已知。(15分)材料力学3一、填空题(每空2分,共计10分) 1、构件强度计算时,塑性材料以 屈服极限 作为极限应力,脆性材料以 强度极限 作为极限应力。 2、圆柱扭转时,影响扭转角的因素有 ,如果只将直径增大一倍扭转角将减小 16倍。 3、一拉杆横截面上的正应力为,斜截面上最大切应力= 。二、简答题(8分)1、构件设计中,一受弯的碳素钢轴刚度不够,为了提高刚度而改用优质合金钢是否合理?为什么? 。答:不合理。因为各种钢材的弹性模量E非常接近。2、铸铁T形截面悬臂梁,在自由端上作用向下的集中荷载。若保证在

6、任何情況下都无扭转变形,即只产生弯曲变形,截面如何放置,梁的强度最高。(画出截面放置图,并说明理由。)三、图示结构中的AB杆可视为刚体,斜杆CD为直径d=20mm的圆形杆,许用应力=160MPa。试求结构的许可载荷P。 (15分)1500DBPAA10001000C四、图示等直圆轴,已知外力偶矩TA2.99kNm,TB7.20kNm, TC4.21kNm,许用切应力70MPa,许用单位长度扭转角1/m,剪切模量G80GPpa.试确定该轴的直径。(20分)TcTBTA0.5m1.0md五、画出梁的剪力图和弯矩图。(12分)q=2kN/mP=6kN2m6mCBA六、简支梁受力和尺寸如图所示,材料为

7、钢,许用应力=160MPa,(1)按正应力强度条件分别设计两种截面的尺寸。(2)比较两种截面的Wz/A 值,以说明那种形式比较经济。(15分)A(h=2b)hbdBq=15kN/m七、图示托架中杆AB的直径d=40mm,长度L=800mm,两端可视为铰支,材料为Q235钢。=100, =60,a=300MPa,b=1.14MPa.=240MPa.(1)试求托架的临界载荷QC;(2)若已知工作载荷Q=70kN,并要求AB杆的稳定安全系数nst=2,试问此托架是否安全?(20分)d600L300DBCAQ材料力学4一、选择题(每小题2分,共计10分。)、应力和内力有何不同。() a、应力等于内力。

8、 b、应力等于内力的代数和。c、应力是矢量。d、应力是内力的集度。2、实心圆轴受扭,当其直径增加一倍时,则最大剪应力是原来的()a、倍。b、倍。c、倍。d、倍。3、关于剪力、弯矩的正负号与坐标的选择有无关系有以下四种说法,那种方法正确。()a、它们都与坐标系的选择无关。b、它们都与坐标系的选择有关。c、剪力正负号与坐标系的选择无关;而弯矩则有关。d、剪力正负号与坐标系的选择有关;而弯矩则无关。4、弯曲正应力公式的应用条件是:()a、适用所有弯曲问题。 b、纯弯曲、等截面直梁。c、平面弯曲、弹性范围。d、平面弯曲、剪应力为零。5、在压杆稳定问题中,临届力什么时候可以用Pcr=2EI/(l)2计算

9、。()a、很长的杆。 b、很细的杆。c、弹性模量小的杆。d、柔度大于一定数值的杆。二、简答题(每题4分,共计8分)1、切应力正应力分别表示什么?2、试叙述求解静不定梁的变形比较法。三、两钢杆如图所示,已知截面积A1=1cm2, A2=2cm2;材料的弹性模量E=210GPa,线膨胀系数12.510-61/oC。当温度升40oC时,试求两杆内的最大应力。(18分)A2A1A2200200A1100四、图示传动轴,偶矩mA2.99kNm,mB7.20kNm,mC4.21kNm,许用应力70Mpa,许用单位长度扭转角1o/m,剪切模量G80Gpa。确定该轴的直径。(16分)mBmAmC0.5md1.

10、0m五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。(12分)Me=2kNm2m2mq=2kN/m2mCBAE12kN六、由铸铁制造的外伸梁,受力和截面尺寸如图所示。其中z 为中性轴。已知铸铁的拉伸许用应力+=40MPa, 压缩许用应力-=60MPa。,Iz=7.65106mm4。试校核该粱的强度。(16分)6kN1m1m1mCBAE七、图示托架中的AB杆,直径d=40mm,长度l=800mm, 两端可视为铰支,材料为Q235钢,弹性模量E=200GPa,p =100,s =60, a=310MPa,b=1.14 Mpa。(1)试求托架的临界载荷Qc;(2)若已知工作载荷Q=70kN,并要求AB杆的稳定安

11、全因数nst=2,试问此托架是否安全?(16分)Q0.5m1mDC30LAB材料力学5一、选择题(每小题2分,共计10分。)、关于力和变形及位移有下述论述:正确答案是() a、有力一定有变形,有力不一定有位移; b、没有力就没有变形,因而也就没有位移;c、没有力也可以有变形和位移; d、没有变形和位移一定没有力。2、实心圆轴受扭,当其直径增加一倍时,则最大剪应力是原来的()a、倍;b、倍;c、倍;d、倍。4、在利用积分计算梁位移时,积分常数主要反映了:a、剪力对梁变形的影响; b、支承条件与连续条件对梁变形的影响;c、横截面形心沿梁轴方向的位移对梁变形的影响; d、对挠曲线微分方程误差的修正。

12、4、平面弯曲时,如何确定中性轴的位置,有以下说法,那种方法正确。()a、 横截面上正应力为零的点之连线即为中性轴; b、梁横截面与中性层的交线即为中性轴;c、过截面形心且与中性层的交线即为中性轴; d、梁的对称面与中性层的交线即为中性轴。5、在压杆稳定问题中,临界力什么时候可以用Pcr=2EI/(l)2计算。()a、很长的杆。 b、很细的杆。c、弹性模量小的杆。d、柔度大于一定数值的杆。二、简答题(每题4分,共计8分)1、切应力正应力分别表示什么?2、冬天自来水管因其中的水结冰而被涨裂,但冰为什么不会受水管的反作用而被压碎呢?三、两钢杆如图所示,已知截面积A1=1cm2, A2=2cm2;材料

13、的弹性模量E=210GPa,线膨胀系数12.510-61/oC。当温度升40oC时,试求两杆内的最大应力。(18分)A2A1A2200200A1100四、传动轴的转速n=500r/min,主动轮输入功率P1=368kW,从动轮2、3分别输出功率P2=147kW,P3=221kW。已知=70MPa,=1/m,G=80Gpa。试设计轴的直径。(16分)1P2P132400mm500mmP3五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。(12分)P=30kNq=10kN/mBAC1m2m12kN六、由铸铁制造的外伸梁,受力和截面尺寸如图所示。其中z 为中性轴。已知铸铁的拉伸许用应力+=40MPa, 压缩许用应

14、力-=60MPa。,Iz=7.65106mm4。试校核该粱的强度。(16分)1m1mq=9kN/m1mCBAE七、图示托架中杆AB的直径d=40mm,长度L=800mm,两端可视为铰支,材料为Q235钢。=100, =60,a=300MPa,b=1.14MPa.=240MPa.(1)试求托架的临界载荷QC;(2)若已知工作载荷Q=70kN,并要求AB杆的稳定安全系数nst=2,试问此托架是否安全?(20分)d600L300DBCAQ材料力学6一、( 10 分)某塑性材料制成的等截面方形直杆,横截面宽、高尺寸均为a,杆总长度为3L,材料弹性模量为E,许用应力为,受力情况如图所示(图中黑点表示力作

15、用点的位置)。LLLPPP3P(1)画出杆的轴力图;(2)给出杆强度校合的表达式;(3)计算杆的总伸长量。二、( 10 分)一轴AB传递的扭矩为m,AC段为实心圆截面,长度为L,横截面直径为D;CB段为空心圆截面,外径和内径分别为D和d,长度也为L。材料剪切模量为G,许用扭转切应力为。LLmmBCA(1)给出校合轴扭转强度的表达式;(2)计算B、C截面的相对转角。三、( 10 分)做图示梁的剪力图和弯矩图。aaaOOOOP四、( 10 分)一矩形截面梁如图所示,已知梁总长度为4m,P2KN,横截面的高宽比h/b=3,材料为松木,其许用应力为8MPa。试按强度条件选择截面尺寸。OOO1m11mm

16、OP1mmPP1m1hb五、( 10 分)悬臂梁的受力如图所示,杆总长度为3a,B点作用一集中力偶m,梁的抗弯刚度为EI,求C点处的挠度和转角。BA2amamC六、( 10 分)30MPa80MPa已知一点为平面应力状态如图所示(1)求该平面内两个主应力的大小及作用方位,并画在单元体图上。(2)按照第三强度理论,给出该单元体的当量应力。七、( 10 分)一截面为120200mm2的矩形木柱,长l4m,两端铰支,木柱为松木(a40,b0.203,p59),其弹性模量为E10Gpa,试求木柱的临界力。材料力学7一、选择题(每小题2分,共计10分 ) 、应力公式应用范围是() a、应力在比例及限内。

17、 b、外力合力的作用线沿杆轴线。c、杆内各截面上的轴力必须相等。 d、杆件的截面圆形截面。2、实心圆轴受扭,当其直径增加一倍时,则最大剪应力是原来的()a、倍。b、倍。c、倍。d、倍。3、关于剪力、弯矩的正负号与坐标的选择有无关系有以下四种说法,那种方法正确。()a、它们都与坐标系的选择无关。b、它们都与坐标系的选择有关。c、剪力正负号与坐标系的选择无关;而弯矩则有关。d、剪力正负号与坐标系的选择有关;而弯矩则无关。4、在利用积分计算梁位移时,积分常数主要反映了:a、剪力对梁变形的影响。 b、支承条件与连续条件对梁变形的影响。c、横截面形心沿梁轴方向的位移对梁变形的影响。 d、对挠曲线微分方程

18、误差的修正。5、在压杆稳定问题中,临界力什么时候可以用Pcr=2EI/(l)2计算。()a、很长的杆。 b、很细的杆。c、弹性模量小的杆。d、柔度大于一定数值的杆。二、简答题(每题4分,共计8分)1、切应力正应力分别表示什么?2、直径d和长度l都相同,而材料不同的两根轴,在相同的扭矩作用下,它们的最大剪应力是否相同?扭转角是否相同?为什么?三、钢制正方形框架,边长a=400mm,重G=500N,用麻绳套在框架外面起吊,如图所示。已知此麻绳在90N的拉力作用下将被拉断,(1)如麻绳长1.7m,试校核其极限强度。(2)因为改变绳的起吊角可使此绳不断,问绳的长度至少应为若干?(18分)Gaa四、传动

19、轴的转速n=500r/min,主动轮输入功率P1=368kW,从动轮2、3分别输出功率P2=147kW,P3=221kW。已知=70MPa,=1/m,G=80Gpa。试设计轴的直径。(16分)1P2P132400mm500mmP3五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。(12分)Me=2kNm2m2mq=2kN/m2mCBAE六、由铸铁制成的槽形截面梁,Iz = 4010mm,y=140mm,y=60mm, 拉 =50Mpa, 压 =150Mpa。试效核该梁的强度。(20分)zyy1y2E1m1mq=9kN/m12kN1mCBA七、图示托架,承受荷载Q =10kN,其中的AB杆,外径D=50mm,内径d=40mm,两端可视为铰支,材料为Q235钢,弹性模量E=200GPa,p =100,s =60, a=310MPa,b=1.14 Mpa。若规定的稳定安全因数nst=3,试问AB杆是否稳定?(16分)Q0.5m1mDC30LAB

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