材料力學試卷及答案7套

1、第 23 頁 共 22 頁材料力學試卷1一、繪制該梁的剪力、彎矩圖。（ 15 分)160kNmq20kN / m20kNABCDFAY72kN2 m8 mFCY148kN2 mQM二、梁的受力如圖， 截面為 T 字型 , 材料的許用拉應力 +=40MPa，許用壓應力 - =100MPa。試按正應力強度條件校核梁的強度。（ 20 分）q=10KN/mP=20KNABCD2m3m1m2003017030三、 求圖示單元體的主應力及其方位，畫出主單元體和應力圓。（ 15 分）502030單位： MPa四、圖示偏心受壓柱 ,已知截面為矩形，荷載的作用位置在A 點，試計算截面上的最大壓應力并標出其在截面

2、上的位置，畫出截面核心的形狀.（ 15 分)bhyA(y p,zp)z五、結(jié)構(gòu)用低碳鋼 A 3 制成， A端固定,B、C為球型鉸支，求：允許荷載 P。已知:E=205GPa， s=275MPa， cr=3381。12 ,， p=90， s=50，強度安全系數(shù) n=2, 穩(wěn)定安全系數(shù) nst=3，AB 梁為N016工字鋼 ,Iz1130cm4，Wz141cm3，BC桿為圓形截面，直徑 d=60mm。 （20分）PABZ1m1m1mC六、結(jié)構(gòu)如圖所示 .已知各桿的 EI 相同， 不考慮剪力和軸力的影響,試求 :D 截面的線位移和角位移 .（ 15 分)2aBAPaDCa材料力學 2一、回答下列各題

3、（共4 題，每題 4 分，共 16 分）1、已知低碳鋼拉伸試件，標距l(xiāng)100mm ，直徑d10mm，拉斷后標距的長度變?yōu)閘1125mm ，0斷口處的直徑為 d16.0mm ，試計算其延伸率和斷面收縮率。2、試畫出圖示截面彎曲中心的位置。3、梁彎曲剪應力的計算公式QSz bI z，若要計算圖示矩形截面A點的剪應力，試計算Sz 。hh/ 4Ab4、試定性畫出圖示截面截面核心的形狀（不用計算）。矩形圓形矩形截面中間挖掉圓形圓形截面中間挖掉正方形160 kNmq20kN / m20 kNABC10 m2 mFsM二、繪制該梁的剪力、彎矩圖. （ 15 分)2三、圖示木梁的右端由鋼拉桿支承. 已知梁的橫

4、截面為邊長等于0.20m 的正方形 ，q=4OKN/m, 彈性模量 E1 10GPa；鋼拉桿的橫截面面積A2 250mm，彈性模量 E2=210GPa . 試求拉桿的伸長 l 及梁中點沿鉛垂方向的位移。（ 14 分）四、磚砌煙窗高h30m, 底截面 mm 的外徑 d13m ，內(nèi)徑 d22 m , 自重 P12000kN ,受 q1kN/ m 的風力作用。試求 : （ 1）煙窗底截面 mm 的最大壓應力； （ 2) 若煙窗的基礎埋深 h04m ，基礎及填土自重按P21000kN計算，土壤的許用壓應力0.3MPa ，圓形基礎的直徑 D 應為多大？（ 20 分）注：計算風力時，可略去煙窗直徑的變化，

5、把它看成是等截面的。hqP1mmh0D五 、 圖 示 結(jié) 構(gòu) 中 鋼 梁 AB 和 立 柱CD 分 別 由 16號 工 子 鋼 和 連 成 一 體 的 兩 根63mm63mm5mm角鋼制成，桿 CD符合鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中實腹式b 類截面中心受壓桿的 要 求 .均 布 荷 載 集 度 q48kN / m。 梁 及 柱 的 材 料 均 為 Q235鋼 ，170 MPa , E210MPa 。試驗算梁和立柱是否安全。(20 分）4(16 號工字鋼 : I Z=1130cm234,W Z=141cm .63 × 63× 5 角鋼:I Z=23.17cm,iZ=1.94cm ， A=6

6、 。143cm ） . （ 20 分)實腹式 b 類截面中心受壓桿的穩(wěn)定系數(shù)1011021031040.5490.5420。5360.529六、試用能量法求圖示剛架截面A 的鉛垂位移和截面B 的轉(zhuǎn)角 . 略去剪力和軸力的影響，EI為已知。（ 15 分）材料力學 3一、填空題（每空2 分，共計 10 分）1 、構(gòu)件強度計算時，塑性材料以屈服極限 作為極限應力，脆性材料以強度極限 作為極限應力。2 、圓柱扭轉(zhuǎn)時，影響扭轉(zhuǎn)角的因素有l(wèi)、 T、 G、I P,如果只將直徑增大一倍扭轉(zhuǎn)角將減小 16倍。3 、一拉桿橫截面上的正應力為，斜截面上最大切應力m ax =2。二、簡答題 (8 分）1、構(gòu)件設計中，

7、一受彎的碳素鋼軸剛度不夠，為了提高剛度而改用優(yōu)質(zhì)合金鋼是否合理為什么？ .?答：不合理。因為各種鋼材的彈性模量E 非常接近。2、鑄鐵 T 形截面懸臂梁， 在自由端上作用向下的集中荷載。變形，即只產(chǎn)生彎曲變形，截面如何放置，梁的強度最高理由 . ）若保證在任何情況下都無扭轉(zhuǎn). （畫出截面放置圖，并說明三、圖示結(jié)構(gòu)中的AB 桿可視為剛體，斜桿CD 為直徑P。 （ 15 分)d=20mm的圓形桿，許用應力 =160MPa。試求結(jié)構(gòu)的許可載荷C051DBA10001000PA四、圖示等直圓軸，已知外力偶矩TA 2。99kN· m，TB 7.20kN · m， TC 4.21kN &

8、#183; m，許用切應力 70MPa,許用單位長度扭轉(zhuǎn)角 1o/m，剪切模量 G 80GPpa。試確定該軸的直徑。（ 20 分）TATBTcd1.0m0.5m五、畫出梁的剪力圖和彎矩圖。(12 分）q=2kN/mP=6kNABC6m2m六、簡支梁受力和尺寸如圖所示，材料為鋼，許用應力 =160MPa，（ 1）按正應力強度條 件分別設計兩種截面的尺寸。（2）比較兩種截面的 Wz/A 值， 以說明那種形式比較經(jīng)濟。 （ 15分）q=15kN/mABhdb(h=2b)七、圖示托架中桿 AB的直徑 d=40mm，長度 L=800mm，兩端可視為鉸支， 材料為 Q235鋼.p =100，s =60，a

9、=300MPa,b=1。14MPa. s =240MPa。（ 1）試求托架的臨界載荷QC； (2 ）若已知工作載荷 Q=70kN，并要求 AB桿的穩(wěn)定安全系數(shù) nst =2, 試問此托架是否安全？（20 分）600C300BDLQAd材料力學 4一、選擇題 ( 每小題 2 分，共計 10 分。） 、應力和內(nèi)力有何不同 .(）a、應力等于內(nèi)力。b、應力等于內(nèi)力的代數(shù)和。c、應力是矢量 .d、應力是內(nèi)力的集度 .2、實心圓軸受扭，當其直徑增加一倍時 , 則最大剪應力是原來的（）a、 1 倍。b、21 倍。4c、 1 倍。8d、 1 倍。163、關于剪力、彎矩的正負號與坐標的選擇有無關系有以下四種說

10、法，那種方法正確。(）a、它們都與坐標系的選擇無關。b、它們都與坐標系的選擇有關。c、剪力正負號與坐標系的選擇無關 ; 而彎矩則有關。 d、剪力正負號與坐標系的選擇有關；而彎矩則無關。4、彎曲正應力公式的應用條件是： ()a、適用所有彎曲問題 . b 、純彎曲、等截面直梁。 c、平面彎曲、彈性范圍。d、平面彎曲、剪應力為零。5、在壓桿穩(wěn)定問題中， 臨屆力什么時候可以用 Pcr = 2EI（/l)2 計算。（）a、很長的桿 .b 、很細的桿 .c、彈性模量小的桿。d、柔度大于一定數(shù)值的桿.二、簡答題 ( 每題 4 分, 共計 8 分)1、切應力正應力分別表示什么 ?2、試敘述求解靜不定梁的變形比

11、較法。三、兩鋼桿如圖所示， 已知截面積 A 1=1cm2， A 2=2cm2;材料的彈性模量 E=210GPa, 線膨脹系數(shù) 12。5× 10 61/oC.當溫度升 40oC 時，試求兩桿內(nèi)的最大應力.(18 分）A 2A1A 2200100200A 1o四、圖示傳動軸，偶矩 mA 2。99kN· m,mB7.20kN·m，mC 4。21kN· m, 許用應力 70Mpa,許用單位長度扭轉(zhuǎn)角 1 /m，剪切模量 G 80Gpa。確定該軸的直徑。（16 分）mAmBmCd1.0m0.5m五、繪制圖示靜定梁的彎矩圖和剪力圖。 （ 12 分）Me=2kN

12、83; mAEq=2kN/mCB2m2m2m4六、由鑄鐵制造的外伸梁, 受力和截面尺寸如圖所示. 其中 z 為中性軸 . 已知鑄鐵的拉伸許用應力 （ 16 分）=40MPa， 壓縮許用應力+12kN=60MPa。,I z=7.65 × 10-66kNmm。試校核該粱的強度.ACBE1m1m1m七、圖示托架中的 AB桿，直徑 d=40mm長, 度 l= 800mm, 兩端可視為鉸支， 材料為Q235鋼，彈性模量 E=200GP，a p =100， s =60, a=310MPa,b=1.14 Mpa。（ 1)試求托架的臨界載荷 Qc；（2）若已知工作載荷 Q=70kN，并要求 AB 桿

13、的穩(wěn)定安全因數(shù) n st =2 ，試問此托架是否安全 ?（16 分)1mC30o0.5mDBLAQ材料力學 5一、選擇題 ( 每小題 2 分，共計 10 分。） 、關于力和變形及位移有下述論述：正確答案是（）a、有力一定有變形，有力不一定有位移;b、沒有力就沒有變形 , 因而也就沒有位移；c、沒有力也可以有變形和位移；d、沒有變形和位移一定沒有力.2、實心圓軸受扭，當其直徑增加一倍時, 則最大剪應力是原來的（）a、 1 倍；b、 1 倍；c、 1 倍；d、 1 倍。248164、在利用積分計算梁位移時，積分常數(shù)主要反映了:a、剪力對梁變形的影響；b、支承條件與連續(xù)條件對梁變形的影響；c、橫截面

14、形心沿梁軸方向的位移對梁變形的影響; d 、對撓曲線微分方程誤差的修正。4、平面彎曲時，如何確定中性軸的位置, 有以下說法 , 那種方法正確。 （)a、 橫截面上正應力為零的點之連線即為中性軸; b 、梁橫截面與中性層的交線即為中性軸；c、過截面形心且與中性層的交線即為中性軸；d、梁的對稱面與中性層的交線即為中性軸。5、在壓桿穩(wěn)定問題中，臨界力什么時候可以用Pcr = 2EI/（ l） 2 計算。 (）a、很長的桿。b 、很細的桿。c、彈性模量小的桿。d、柔度大于一定數(shù)值的桿。二、簡答題（每題4 分，共計 8 分)1、切應力正應力分別表示什么?2、冬天自來水管因其中的水結(jié)冰而被漲裂，但冰為什么

15、不會受水管的反作用而被壓碎呢?22三、兩鋼桿如圖所示，已知截面積A1=1cm , A2=2cm；材料的彈性模量E=210GPa，線膨脹系數(shù) 12.5 × 10 61/ oC。當溫度升 40o C時, 試求兩桿內(nèi)的最大應力。 （ 18 分）A 2A1A 2200100200A 1四、傳動軸的轉(zhuǎn)速 n=500r/min,主動輪輸入功率 P1=368kW，從動輪 2、3 分別輸出功率 P2=147kW， P3 =221kW。已知 =70MPa， =1o/m， G=80Gpa.試設計軸的直徑。(16 分）P2P1P32500mm13400mm五、繪制圖示靜定梁的彎矩圖和剪力圖。（ 12 分)

16、q=10kN/mP=30kNABC2m1m六、由鑄鐵制造的外伸梁，受力和截面尺寸如圖所示. 其中 z 為中性軸。已知鑄鐵的拉伸許用應力 =40MPa, 壓縮許用應力 =60MPa。，I z=7。65× 10 mm。試校核該粱的強度+-64.(16分）12kNq=9kN/mAECB1m1m1m七、圖示托架中桿 AB的直徑 d=40mm，長度 L=800mm，兩端可視為鉸支 , 材料為 Q235鋼。 p =100,s =60,a=300MPa,b=1 。14MPa。 s =240MPa。（ 1）試求托架的臨界載荷QC； (2 ）若已知工作載荷 Q=70kN，并要求 AB桿的穩(wěn)定安全系數(shù)

17、nst =2, 試問此托架是否安全 ?（20 分）600300CBDLQAd材料力學 6一 、（ 10 分）某塑性材料制成的等截面方形直桿，橫截面寬、高尺寸均為力為 ，受力情況如圖所示（圖中黑點表示力作用點的位置）。a，桿總長度為3L，材料彈性模量為 E，許用應P3P（ 1）畫出桿的軸力圖;PP（ 2）給出桿強度校合的表達式；（ 3）計算桿的總伸長量。LLL二 、（ 10 分）一軸 AB傳遞的扭矩為 m,AC段為實心圓截面，長度為L，橫截面直徑為D；CB段為空心圓截面，外徑和內(nèi)徑分別為 D和 d，長度也為應力為 。L。材料剪切模量為G, 許用扭轉(zhuǎn)切(1 ）給出校合軸扭轉(zhuǎn)強度的表達式；mAm(2

18、 ）計算 B、C 截面的相對轉(zhuǎn)角.CBLL三 、（ 10 分）做圖示梁的剪力圖和彎矩圖。POO OOaaa四、( 10 分）一矩形截面梁如圖所示， 已知梁總長度為 4m,P2KN,橫截面的高寬比h/b=3 ，材料為松木 , 其許用應力為 8MPa。試按強度條件選擇截面尺寸.PPPOOhO O1m1m1m11mb五 、（ 10 分）懸臂梁的受力如圖所示，桿總長度為3a，B 點作用一集中力偶 m，梁的抗彎剛度為 EI ，求 C點處的撓度f c和轉(zhuǎn)角c .mABC2aa六 、（ 10 分)已知一點為平面應力狀態(tài)如圖所示（ 1）求該平面內(nèi)兩個主應力的大小及作用方位（ 2）按照第三強度理論，給出該單元體

19、的當量應力30MPa, 并畫在單元體圖上。.80MPa七 、（ 10 分)一截面為 120× 200mm的矩形木柱，長2l 4m，兩端鉸支，木柱為松木（ a 40，b 0.203 ， p 59），其彈性模量為 E10Gpa，試求木柱的臨界力。材料力學 7一、選擇題（每小題2 分，共計 10 分 )、應力公式NA應用范圍是（)a、應力在比例及限內(nèi) .b、外力合力的作用線沿桿軸線。c、桿內(nèi)各截面上的軸力必須相等。d、桿件的截面圓形截面。2、實心圓軸受扭，當其直徑增加一倍時，則最大剪應力是原來的（1a、倍。1b、倍。1c、倍。d、）1倍。248163、關于剪力、彎矩的正負號與坐標的選擇有無

20、關系有以下四種說法, 那種方法正確。 (）a、它們都與坐標系的選擇無關。b、它們都與坐標系的選擇有關。c、剪力正負號與坐標系的選擇無關; 而彎矩則有關。 d、剪力正負號與坐標系的選擇有關; 而彎矩則無關.4、在利用積分計算梁位移時，積分常數(shù)主要反映了：a、剪力對梁變形的影響。b、支承條件與連續(xù)條件對梁變形的影響。c、橫截面形心沿梁軸方向的位移對梁變形的影響。d 、對撓曲線微分方程誤差的修正。5、在壓桿穩(wěn)定問題中，臨界力什么時候可以用Pcr =2EI /( l ） 2 計算。 ()a、很長的桿。b 、很細的桿。c、彈性模量小的桿。d、柔度大于一定數(shù)值的桿。二、簡答題（每題 4 分, 共計 8 分）1、切應力正應力分別表示什么?2、直徑 d 和長度 l 都