南京航空航天大學材料力學試卷和問題詳解

1、精彩文檔一、填空題：請將正確答案寫在劃線內每空1分，計16分TOC o 1-5 h z工程構件正常工作的條件是、工程上將延伸律（5的材料稱為脆性材料。3-矩形截面梁橫截面上最大剪應力T出現在各點，其值T=4平面彎曲梁的q、FM微分關系的表達式分別為s、maxmax5四個常用的古典強度理論的表達式分別為6用主應力表示的廣義虎克定律為；;。二、單項選擇題名義屈服極限勺2；1沒有明顯屈服平臺的塑性材料，其破壞應力取材料的強度極限s；b2.矩形截面的核心形狀為根據需要確定。比例極限乍矩形；菱形；正方形；三角形。3桿件的剛度是指桿件的軟硬程度；桿件的承載能力；桿件對彎曲變形的抵抗能力；桿件對彈性變形的抵

2、抗能力；圖示二向應力單元體，如剪應力改變方向，則主應力的大小和主平面的方位都將改變；主應力的大小和主平面的方位都不會改變主應力的大小不變，主平面的方位改變；主應力的大小改變，主平面的方位不變。5、圖示拉桿頭和拉桿的橫截面均為圓形，拉桿頭的剪切面積A=A.兀DhB.兀dhC.兀d2/4D.兀（D2一d2）/46、當系統(tǒng)的溫度升高時,下列結構中的A不會產生溫度應力.BCD三、簡答題（每小題6分，計12分）支承情況不同的圓截面壓桿如圖所示，已知各桿的直徑和材料均相同且都為大柔度桿。若只考慮紙平面內的穩(wěn)定，問：那個桿的臨界力最大？若在保持截面的面積不變的條件下將各壓桿的截面改成正方形，試問各壓桿的穩(wěn)定

3、性是提高了還是降了？分別按第三和第四強度理論設計彎扭組合變形桿件的截面按第三強度論設計的桿件截面比按第四強度理論設計的截面那個大？為什麼？四、12分某丄形截面的外伸梁如圖所示,已知：l=600mm，截面對中性軸的慣性矩I=5.73x106mm4y=72mmy=38mm。梁上的荷載F=24kN,F=9kN。材z1212料的許用拉應力匸=30MP,許用壓應力L=90MP，試校核梁的強度。taca五、14分）荷載F作用在梁AB及CD的聯接處，試求每根梁在連接處所受的力。已知其l3EI4跨長比和剛度比分別為產=和i=l2EI522六承受均布荷載的矩形截面簡支梁如圖所示F的作用線通過截面形心且與y軸成1

4、5角，已知l二4m，b二80mm，h二120mm，材料的容許應力b二10MPa，試求梁容許承受的最大荷載Fmax七、(2分)矩形截面受壓柱如圖所示，其中Fi的作用線與柱軸線重合，匚的作用點位于y軸上，F=F=80kN，b=240mm，F的偏心距e=100mm。求(1)柱的122橫截面上不出現拉應力時的h最小尺寸；(2)當h確定后求柱橫截面上的最大壓應力。1h一、判斷題：正確的劃厶錯誤的劃x(每小題2分，計10分1、對于沒有屈服極限的塑性材料，通常將總應變?yōu)?.2%時的應力值，定為屈服強度，并以TOC o 1-5 h zbP0.2表示。()2、空心截面與實心截面比較，由于充分發(fā)揮了截面各點的承載

5、能力，因此是扭轉變形的合理截面形狀。()3、不論荷載怎樣變化，簡支梁的最大撓度可用梁跨中截面的撓度來代表。()4、若壓力作用點離截面核心越遠，則中性軸離截面越遠。()5、塑性鉸單向自由轉動,形成塑性鉸處彎矩為零。()二、單項選擇題：請將正確答案的序號填入劃線內(每小題2分,共12分)1、塑性材料冷作硬化后，材料的力學性能發(fā)生了變化。試判斷以下結論哪一個是正確的()：屈服應力提高，彈性模量降低；屈服應力提高，塑性降低；屈服應力不變，彈性模量不變；屈服應力不變，塑性不變。2、在圖所示狀態(tài)中，按剪應力互等定理，相等的是T=T;B.T=T;1223C.T=T;D.T=T;34423、等直梁受載如圖所示

6、若從截面C截開選取基本結構，則多余約束力為F,變形協(xié)調條件為3二0;CC多余約束力為F，變形協(xié)調條件為6=0；CC多余約束力為M,變形協(xié)調條件為3二0;CC多余約束力為M，變形協(xié)調條件為e=0；CCq纟:TTTTTTTpTTTTTT纟彳cIpL/2立_亞J4、圖示三根壓桿，橫截面面積及材料各不相同，但它們的相同。A長度因數；B相當長度；C.柔度；D臨界壓力5、構件由突加荷載引起的應力，是相應靜載引起應力的。A.-倍（K二1）B.二倍（K二2）ddC.三倍（K二3）D.四倍（K二4）dd6、圖示拉桿頭和拉桿的橫截面均為圓形，拉桿頭的剪切面積和擠壓面積分別為（）。A.兀Dh,兀d2/4B.兀dh,

7、兀（D2一d2）/4C.兀d2/4,兀D2/4D.兀（D2-d2）/4,ndh三、填空題（每空2分，共10）1、直徑為D的實心圓軸，最大的容許扭矩為T,若將軸的橫截面積增加一倍，則其最大容許扭矩為_一_。2、圖示為某點的應力狀態(tài)，其最大切應力Tmax二MPa。40MPa3、若構件內的應力隨時間作交替變化，則該應力稱為，構件長期在此應力作用下，會發(fā)生無明顯塑性變形的驟然斷裂，這種破壞現象稱為。4、桿件的剛度代表桿件的能力。5、圖示低碳鋼拉桿的外表面上有斜線，當桿件變形時，請將桿上斜線新的位置畫在圖上,低碳鋼的破壞是由應力引起的。四、作圖題（13分）畫出所示梁的剪力圖和彎矩圖，在圖上注明控制截面的

8、Fs和M的值，并指出剪力和彎矩絕對值的最大值。3kN4.5kN/m2kN-mlm2m2m,lmr五、計算題（17分）1圖示為一矩形截面鑄鐵梁，受兩個橫向力作用。（1）從梁表面的A、B、C三點處取出的單元體上，用箭頭表示出各個面上的應力。（2）定性地繪出A、B、C三點的應力圓。（3）在各點的單元體上，大致地畫出主平面的位置和主應力的方向。（4）試根據第一強度理論，說明（畫圖表示）梁破壞時裂縫在B、C兩點處的走向。farFF一a.r1rc$II六、計算題（12分）鑄鐵梁受荷載情況如圖示。已知截面對形心軸的慣性矩lz=403X10-7m4,鑄鐵抗拉強度o+=50MPa，抗壓強度。-=125MPa。試

9、按正應力強度條件校核梁的強度。q=12k/m七、計算題（13分）20030圖示結構中,AC為剛桿,CD桿的材料為Q235鋼,C、D兩處均為球鉸，已知d=20mm,材料的E=200Gpa,a=235MPa,穩(wěn)定安全因數n=3.0.試確定該結構的許sst可荷載。八、計算題10分）作等直桿的軸力圖一、判斷題：正確的劃厶錯誤的劃X（每小題2分，計10分）、對于沒有屈服極限的塑性材料，通常將彈性應變?yōu)?.2%時的應力值，定為屈服強度，并TOC o 1-5 h z已&p0.2表示。（）圓軸扭轉時，實心截面上沒有切應力等于零的點。（）3、在變截面梁中，最大正應力不一定出現在彎矩值最大的截面上。（）4、承受斜

10、彎曲的桿件，其中性軸必然通過橫截面的形心，而且中性軸上正應力必為零。5、在通過截面形心的一對坐標軸中，若有一個為對稱軸，則該對稱軸就是形心主慣性軸。二、單項選擇題：請將正確答案的序號填入劃線內（每小題2分,共12分）1、關于低碳鋼試樣拉伸至屈服時，有以下結論，請判斷哪一個是正確白應力和塑性變形很快增加，因而認為材料失效；應力和塑性變形雖然很快增加，但不意味著材料失效;應力不增加，塑性變形很快增加，因而認為材料失效;應力不增加，塑性變形很快增加，但不意味著材料失效。2、懸臂梁由兩根槽鋼背靠背(兩者之間未作任何固定連接)疊加起來放置,構成如圖示.在載荷作用下,橫截面上的正應力分布如圖所示.ABCD

11、3、當系統(tǒng)的溫度升高時，下列結構中的不會產生溫度應力.賽VABCD4、現有兩種說法：(1)塑性材料中若某點的最大拉應力amax=as,則該點一定會產生屈服；(2)脆性材料中若某點的最大拉應力amax=ab,則該點一定會產生斷裂，根據第一、第四強度理論可知，說法.(1)正確、(2)不正確；(1)不正確、(2)正確；(1)、(2)都正確；(1)、(2)都不正確。5、長度系數的物理意義是。A.壓桿絕對長度的大小；B.對壓桿材料彈性模數的修正將壓桿兩端約束對其臨界力的影響折算成桿長的影響對壓桿截面面積的修正。6、在電梯內放置重量為W的重物，若電梯以重力加速度下降，則重物對電梯的壓力。A.加大B減少C為

12、零D不變三、填空題（每空2分，共14分）1、實心圓軸，兩端受扭轉外力偶矩作用。直徑為D時，設軸內的最大剪應力為T，若軸的直徑改為D/2,其他條件不變，則軸內的最大剪應力變?yōu)椤?、對于作勻加速直線運動和等速轉動的構件，其內力的求解與靜力學方法相似，僅需加上即可。3、純剪切狀態(tài)屬于（單、雙、三）向應力狀態(tài)。4、工程構件正常工作的條件是足夠的強度、足夠的剛度和。5、對于超靜定結構，當未知力個數多于平衡方程個數時，需補條件，來求解問題。6、用積分法求圖示梁的撓度時，確定積分常數的條件四、作圖題（共13分）畫出所示梁的剪力圖和彎矩圖，在圖上注明控制截面的Fs和M的值，并指出剪力和彎矩絕對值的最大值。五、

13、計算題圖示等直圓桿，已知外力偶矩MA二2.99kNm,MB二7.20kNm,MC二4.21kNm,許應切應力t=70MPa，許可單位長度扭轉角忙二1（）/m，切變模量G二80GPa。試確定該軸的直徑d。（共11分）六、計算題在受集中力偶矩Me作用的矩形截面簡支梁中，測得中性層上k點處沿45。方向的線應變?yōu)?50，已知材料的E，v和梁的橫截面及長度尺寸bhaL試求集中力偶矩Me。（13分）七、計算題Q235鋼制成的矩形截面桿，兩端約束以及所承受的載荷如圖示（a）為正視圖（b）為俯視圖），在AB兩處為銷釘連接。若已知L=2300mm,b=40mm,h=60mm。材料的彈性模量E=205GPa。試求

14、此桿的臨界載荷。（14分）八、計算題圖示木梁受以可移動荷載F=40kN作用.已知0=lOMPa,LL3MPa。木梁的截面為矩形,其高寬比+=3。試選擇梁的截面尺寸。（13分）一、填空題：請將正確答案寫在劃線內（每空1分，計16分）1足夠的強度，足夠的剛度，足夠的穩(wěn)定性；22o0-5003.中性軸上各點，T=2?；max2AdFdMd2M4-盂=Six?=q；5.r11t,ar2r42=a-v(cr3=a6-v(ff)。二、單項選擇題：請將正確答案的序號填入劃線內(每小題3分，計18分)1.(2)；2.(2)；3.(4)；4.(3).5.(2)6.(1)三、簡答題(每小題6分，計12分)(d),

15、提高了；按第三強度理論設計的軸徑大，因為按第三強度理論d(希、M2+T2)3四、(12分)(b)5分)a)解:畫梁的彎矩圖，如圖b示.校核最大拉應力。由圖可知MC二15Mb,yi=1砂5y2，所以My2yMyy，故知最大拉應力在b截面的上邊緣各點C2B1t,max即拉應力強度滿足。MyIZ1.8x106x725.73x106二22.6MPay校核最大壓應力。由于MyMy，故知最大壓應力C截面上邊緣點C1B2tc,max即壓應力強度也滿足。MyIz2.7x106x725.73x106二33.8MPay五、(14分)解：一次超靜定問題，基本靜定系如圖b所示。(4分)變形協(xié)調條件為Wb-Wc(2分)

16、變形協(xié)調方程（6分）（2分）TOC o 1-5 h z（F-X3XI34二2-3EI3EI12135由此解得X=F167六、（14分）（M,M,W,W寫出正確，各得2分）yzyzFlsmq=420kNx4m4x0.259=5.18x106Nmm=141MPaJ（1分）（2分）（6分）（6分）Flcos420kNx4mxo.966=19.3x103Nmm4Wy=弓=128x103mm3W=b=192x103mm3Z6MM5.18x106Nmm19.3x106Nmm（J=y+z=+maxWW128x103mm3192x103mm3yz5分）該梁強度足夠七（14分）解：偏心壓縮問題，移F至F作用線處

17、21M=Fe=45x200kNmme2（1）若使截面上不出現拉應力,則有F+F6Fe門121=0bhbh2解得h=372mm（2）柱截面上的最大壓應力F+F6Feb=t2+a=2.17+2.17=4.34MPamaxbhbh2一、填空題（每空2分計10分）1、x2、J3、X4、X5、X二、單項選擇題：請將正確答案的序號填入劃線內（每小題2分,共12分）1、B2、C3、A4、B5、B6、B三、填空題：（14分）四、簡答題：（13分）lmFA=lQkNi2陽r2mAFb=一lm一I、求支座約束反力FA=10KNF=2KNB剪力圖3分）彎矩圖F=7KNSmaxM=3KN.mmax3分）（3分）（4分

18、）五、計算題（17分）A、B、C三點的應力狀態(tài)每個2分，（共6分）A、B、C三點的應力圓每個2分，（共6分）A、B、C三點的主應力圓每個分，（共3分）梁破壞時裂縫在B、C兩點處的走向（2分）六、計算題（12分）作彎矩圖B截面+Bmaxb-BmaxC截面b+Cmax24辿xg-3=36.3MPa3分）403x10-724x13小9x10-3=82.8MPa403x10-73分）12.75x103x139x10-3403x10-7=44MPa3分）求反力1分作圖2分壓桿所受外力F=F4（1分）壓桿臨界力的計算卩=1l=1m（1分）.di=45mm（1分）=1x1000=200（2分）七、計算題（1

19、2分）5i=91.62分）p大柔度兀2EI3.142x200 x103xF=cr100021063.14x20464=155kN3分）Fp爲4nst由穩(wěn)定性條件：F155F=4-f=4.=20.67kNPn3.0st2分）八、計算題（10分）2FJ1分）工X=0RP2P+R=012NaRaAL=1iEAEAN2a(R+P)2aAL=a=2EAEANaRaAL=23EAEAAL+AL+AL二0123R=5/4PR=7/4P127/4F1+-1/4F1（1分）（1分（1分）（2分）（2分）2分）一、填空題（每空2分計10分）1、x2、X3、J4、d5、Q二、單項選擇題：請將正確答案的序號填入劃線內（每小題2分