材料力學(xué)試題及答案

1、一、判斷題（正確打“，”，錯(cuò)誤打“X”，本題滿分為10分）1、拉桿伸長(zhǎng)后，橫向會(huì)縮短，這是因?yàn)闂U有橫向應(yīng)力的存在。（）2、圓截面桿件受扭時(shí)，橫截面上的最大切應(yīng)力發(fā)生在橫截面離圓心最遠(yuǎn)處。（）3、兩梁的跨度、承受載荷及支承相同，但材料和橫截面面積不同，因而兩梁的剪力圖和彎矩圖不一定相同。（）4、交變應(yīng)力是指構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力，它隨時(shí)間作周期性變化，而作用在構(gòu)件上的載荷可能是動(dòng)載荷，也可能是靜載荷。（）5、彈性體的應(yīng)變能與加載次序無關(guān)，只與載荷的最終值有關(guān)。（）6、單元體上最大切應(yīng)力作用面上必?zé)o正應(yīng)力。（）7、平行移軸公式表示圖形對(duì)任意兩個(gè)相互平行軸的慣性矩和慣性積之間的關(guān)系。（）8、動(dòng)載荷作用下，構(gòu)件

2、內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力與材料的彈性模量有關(guān)。（）9、構(gòu)件由突加載荷所引起的應(yīng)力，是由相應(yīng)的靜載荷所引起應(yīng)力的兩倍。（）10、包圍一個(gè)點(diǎn)一定有一個(gè)單元體，該單元體各個(gè)面上只有正應(yīng)力而無切應(yīng)力。（）二、選擇題（每個(gè)2分，本題滿分16分）1 .應(yīng)用拉壓正應(yīng)力公式F的條件是（）。AA、應(yīng)力小于比例極限；B、外力的合力沿桿軸線；C、應(yīng)力小于彈性極限；D、應(yīng)力小于屈服極限。2 .梁擬用圖示兩種方式擱置，則兩種情況下的最大彎曲正應(yīng)力之比像/鬻x為（）。3、卡于彈性體受力后,一方向的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系A(chǔ)、看I應(yīng)力一定有應(yīng)義:有應(yīng)變不一定有應(yīng)力；A1/4;B、1/16;C、1/64;D、16。_如下論述：正確的是。4hB、有蛔

3、Jj不一定白應(yīng)吸,有應(yīng)變不一定有此力；C、有應(yīng)力不一定有應(yīng)變，有應(yīng)變一定有應(yīng)力a）（b）D、有應(yīng)力一定有應(yīng)變，有應(yīng)變一定有應(yīng)力。4、火車運(yùn)動(dòng)時(shí)，其輪軸橫截面邊緣上危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力有四種說法，正確的是A:脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力：B:非對(duì)稱的循環(huán)應(yīng)力；C:不變的彎曲應(yīng)力；D:對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力5、如圖所示的鑄鐵制懸臂梁受集中力F作用，其合理的截面形狀應(yīng)為圖（6、對(duì)鋼制圓軸作扭轉(zhuǎn)校核時(shí)，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度和剛度均比規(guī)定的要求低了20%若安全因數(shù)不變，改用屈服極限提高了30%勺鋼材，則圓軸的（）A、強(qiáng)度、剛度均足夠；R強(qiáng)度不夠，剛度足夠；G強(qiáng)度足夠，剛度不夠；D強(qiáng)度、剛度均不夠7、圖示拉桿的外表面上有一斜線，當(dāng)拉桿變形時(shí),A:平動(dòng)

4、；B:轉(zhuǎn)動(dòng)C:不動(dòng)；D:平動(dòng)加轉(zhuǎn)動(dòng)8、按照第三強(qiáng)度理論，比較圖中兩個(gè)應(yīng)力狀態(tài)的相當(dāng)應(yīng)力正確的是（。（圖中應(yīng)力單位為MPaA兩者相同;B、（a）大;BC、（b）大;D、無法判斷、判斷:XX，二、選擇：BACDBCD三、簡(jiǎn)要計(jì)算與回答（12分）1.標(biāo)距為100mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，直徑為10mm,拉斷后測(cè)得伸長(zhǎng)后的標(biāo)矩為123mm,頸縮處的最小直徑為，試計(jì)算該材料的延伸率和截面收縮率各為多少。延伸率:123截面收縮率:2100%=%2.如圖所示圓截面軸，B截面上有2M0作用，C截面有力偶M0作用,截面的扭轉(zhuǎn)角圓截面的直徑為d,試求C截面相對(duì)CA和整個(gè)圓軸最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力max軸的扭矩圖為:則扭轉(zhuǎn)角CA(M

5、0)aiGIpM°aGIp整個(gè)圓軸最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力max,此A03、求圖示單元體指定截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力（圖中單位為MPa）四、（12分）繪制此梁的內(nèi)力圖五、（14分）手搖絞車如圖所示，軸AB的d=30mm,材料的許用應(yīng)力（r=100Mpa,為1000N,試?yán)L出危險(xiǎn)點(diǎn)的內(nèi)力要素，按強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度。危險(xiǎn)截面：絞車輪所在截面左邊截面危險(xiǎn)截面上危險(xiǎn)點(diǎn)的位置：最上、最下兩點(diǎn)直徑已知P弟二故強(qiáng)度不滿足六、（14分）圖a所示懸臂梁，自由端的撓度和轉(zhuǎn)角為WbFl3Fl2&Bb圖b所示懸臂梁，已知a,b,E,I。重量Q的重物自高度h處自由下落，沖擊梁上的B點(diǎn)處。試求梁在C點(diǎn)處的最大沖擊

6、撓度。AAC1(a)FQhBAABS3aubb(b)當(dāng)Q作為靜載荷作用在B點(diǎn)時(shí)，C點(diǎn)的撓度為I動(dòng)荷因數(shù)Kd1.12h1.12hst,Wb梁在C點(diǎn)處的最大沖擊撓度為Qa2dKdWc(2a3b)16EI(6hEI1一3Qa3七、（12分）已知AB為剛性梁，AC為兩端較接的鋼制圓桿，橫截面直徑P=200Mpa,s=240Mpa,E=200Gpa,直線經(jīng)驗(yàn)公式的系數(shù)a=304Mpa,b=,P=4kN,穩(wěn)定安全系數(shù)nst=5,試校核具穩(wěn)定性。d=20mm,對(duì)AB:解得FacP22KN對(duì)桿AC,p2L99而ul110007d4200p故桿AC為大柔度桿，其臨界壓力為Fj2ed24校核其穩(wěn)定性：解得區(qū)155

7、故穩(wěn)定性可以滿足。Fac八、（10分）在受集中力F作用的矩形截面簡(jiǎn)支梁中，測(cè)得中性層上K點(diǎn)處沿45。方向的線應(yīng)變值2.6106o已知材料彈性常數(shù)E=200Gpa,=,h=200mm,45b=100mm。試求集中力Fof-*-KQhb2m1m該截面上的剪力為FsF,中性層上K點(diǎn)的切應(yīng)力為s3故F16.25KN一、判斷題（正確打“，”，錯(cuò)誤打“X”，本題滿分為10分）1、切應(yīng)變是變形后構(gòu)件中任意兩根微線段夾角角度的變化量。（）2、一點(diǎn)沿某一方向的正應(yīng)力為零，則沿該方向的線應(yīng)變也為零。（）3、應(yīng)變能等于外力所做的功，由于功有正負(fù)，因此桿的應(yīng)變能也有正負(fù)。（）4、研究桿件的應(yīng)力與變形時(shí)，力可按力線平移

8、定理進(jìn)行移動(dòng)。（）5、交變應(yīng)力是指構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力，它隨時(shí)間作周期性變化，而作用在構(gòu)件上的載荷可能是動(dòng)載荷，也可能是靜載荷。（）6、塑性材料制成的桿件，其危險(xiǎn)點(diǎn)必須用第三或第四強(qiáng)度理論所建立的強(qiáng)度條件來校核強(qiáng)度。（）7、在單元體兩個(gè)相互垂直的截面上，切應(yīng)力的大小可以相等，也可以不等。（8、超靜定結(jié)構(gòu)的相當(dāng)系統(tǒng)和補(bǔ)充方程不是唯一的，但其計(jì)算結(jié)果都是唯一的。（）9、兩梁的跨度、承受載荷及支承相同，但材料和橫截面面積不同，因而兩梁的剪力圖和彎矩圖不一定相同。（）10、平行移軸公式表示圖形對(duì)任意兩個(gè)相互平行軸的慣性矩和慣性積之間的關(guān)系。（）二、選擇題（每個(gè)2分，本題滿分16分）1、如圖所示的鑄鐵制懸臂梁受

9、集中力F作用，其合理的截面形狀應(yīng)為圖（）2、圖示鋼桿，放置在兩剛性平面之間，桿內(nèi)無初始應(yīng)力。當(dāng)溫度均勻升高AtC后，桿上任一點(diǎn)A處的應(yīng)力6與縱向應(yīng)變e之值的可能情形是（）A、（r0,=0;B、d=0,£=0;C、6刈，e冷；D、d=0,£03、低碳鋼拉伸經(jīng)過冷作硬化后，以下四種指標(biāo)得到提高的是A:強(qiáng)度極限；B:比例極限；C:截面收縮率；D:延伸率（伸長(zhǎng)率）4、自由落體沖擊時(shí)的動(dòng)荷因數(shù)，不正確答案是A與被沖擊物的剛度有關(guān)；B與自由落體下落的高度有關(guān)；C與被沖擊物的剛度無關(guān)；D與沖擊剛發(fā)生時(shí)，自由落體下落的速度有關(guān)。5、受軸向拉伸的等直桿，在比例極限內(nèi)受力，若要減小桿的縱向變形

10、，需要改變抗拉壓剛度，即A、減小EAB、減小EIC、增大EAD、減小EI6、兩端錢支圓截面細(xì)長(zhǎng)壓桿，若在某一截面上開一小孔。關(guān)于這一小孔對(duì)壓桿穩(wěn)定承載能力及強(qiáng)度的影響，正確的是。A:對(duì)強(qiáng)度和穩(wěn)定承載能力都有較大消弱；B:對(duì)強(qiáng)度和穩(wěn)定承載能力都不會(huì)消弱；C:對(duì)強(qiáng)度無消弱，對(duì)穩(wěn)定承載能力有較大消弱；D:對(duì)強(qiáng)度有較大消弱，對(duì)穩(wěn)定承載能力無消弱。7、等直桿受力如圖，其橫截面面積A=100mm2,則橫截面mk上的正應(yīng)力為（A、50MPa（壓應(yīng)力）；？B、40MPa（壓應(yīng)力）；？C、90MPa（壓應(yīng)力）；D、90MPa（拉應(yīng)力）8、矩形截面梁受彎曲變形，如果梁橫截面的高度增加一倍時(shí)，則梁內(nèi)的最大正應(yīng)力為原

11、來的多少倍？梁的最大撓度為原來的多少倍？（）A正應(yīng)力為1/4倍，撓度為1/8倍；B正應(yīng)力為1/2倍，撓度為1/4倍；C正應(yīng)力和撓度均為1/4倍；D無法確定三、填空題（12分）1、橫截面和材料均相同的兩根等長(zhǎng)細(xì)長(zhǎng)壓桿，A為兩端錢支，B為一端固定另一端自由，則前者與后者臨界壓力之比為。2、已知塑性材料某點(diǎn)的三個(gè)主應(yīng)力為30MPa、-15MPa、-45MPa,則該點(diǎn)的最大主應(yīng)力為;第三強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力為。3、受力構(gòu)件的材料彈性常數(shù)為E、G仙，該構(gòu)件一點(diǎn)處的主應(yīng)力61=（72=63,則最大主應(yīng)變?yōu)?形狀改變比能為。4、兩根承受軸向拉伸的桿件均在彈性范圍內(nèi)，一為鋼桿其彈模量為200Gpa,另一為鑄鐵桿

12、其彈模量為100Gpa若兩桿橫截面上的正應(yīng)力相同，則兩桿縱向應(yīng)變的比值為_;若兩桿的縱向應(yīng)變相同，則兩桿橫截面上正應(yīng)力的比值為。5、標(biāo)距為100mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，直徑為10mm,拉斷后測(cè)得伸長(zhǎng)后的標(biāo)距為123mm,頸縮處的最小直徑為mm,則該材料的6=;巾=。6、從材料力學(xué)的角度來講，為了使構(gòu)件能正常的工作，必須使構(gòu)件具有足夠的XXXXV；XX，XX選擇題BABCCDDA1、4：12、30MPa,75MPa3、(12u)1,0aa4、1:2,2:15、23%,%6、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性四、繪制此梁的內(nèi)力圖五、如圖所示結(jié)構(gòu)，A,B,C均為較接，AB桿為實(shí)心圓截面桿，其d0=40mm,BC桿為空心圓管

13、外徑為D=60mm,內(nèi)徑d=40mm,已知材料的p=200Mpa,s=240Mpa,E=200Gpa,a=304Mpa,b=,若規(guī)定穩(wěn)定安全系數(shù)4st=3,強(qiáng)度安全系數(shù)4=2試求結(jié)構(gòu)的許可載荷F。節(jié)點(diǎn)B受力如圖所示解得Fba3FFbc2F對(duì)桿BC,應(yīng)滿足拉伸強(qiáng)度條件:解得F75.4KN2E99uli11500d04150p故桿AB為大柔度桿，應(yīng)滿足穩(wěn)定性條件:2EI即反與：3其中I-d：解得FBA3F6421.2KN故該結(jié)構(gòu)的最大許可載荷P=六、圖示鋼質(zhì)拐軸，AB軸的d=30mm,承受集中載荷F=1kN作用，許用應(yīng)力(r=160Mpao試根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核軸AB的強(qiáng)度。解：(1)AB軸產(chǎn)生彎扭組合變形，固定端面為危險(xiǎn)截面,危險(xiǎn)點(diǎn)位于固定端面的最上和最下的邊緣點(diǎn)。危險(xiǎn)截面上的內(nèi)力有：彎矩M10.150.15KN.m,扭矩：T10.140.14KN.m0(2)危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力單元體如圖所示(3)該桿為圓截面桿所以第四強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力xd4M20.75T2W-d-,其中32代入數(shù)據(jù)的:r472.8MPa160MPa所以ab軸強(qiáng)度足夠。七、懸臂梁尺寸載荷如圖所示，若材料的容許拉應(yīng)力(d+=40Mpa,容許壓應(yīng)力山二160Mpa,截面對(duì)形新軸的慣性矩Iz=10180cm4,h1=,試計(jì)算該梁的