大學(xué)期末考試-材料力學(xué)試題及答案

一、判斷題（正確打“√打“X題滿分為分、桿伸長后，橫向會(huì)縮短，這是因?yàn)闂U有橫向應(yīng)力的存在()、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()、兩梁的跨度、承受載荷及支承相，但材料和橫截面面積不同，因而兩梁的剪力圖和彎矩圖不定相同。()、交變應(yīng)力是指構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力，它時(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，可能是靜載荷。)、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)）、元體上最大切應(yīng)力作用面上必?zé)o正應(yīng)力()、行移軸公式表示圖形對任意兩個(gè)相互平行軸的慣性矩和慣性積之間的關(guān)系）、載荷作用下，構(gòu)件內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力與材料的彈性模量有關(guān)()、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()、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)力而無應(yīng)力()二、選擇題（每個(gè)分，本題滿分分）．用拉壓正應(yīng)力公式

FN

的條件是（A應(yīng)力小于比例極限；B、外力的合力沿桿軸線；C、力小于彈性極限D(zhuǎn)應(yīng)力小于屈服極限。．?dāng)M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A；B1/16C、1/64；、。4

((b)maxmax

為（h4h、于彈性體受力后某一方向的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系有如下論述：正確的是。A有應(yīng)力一定有應(yīng)變，有應(yīng)變不一定有應(yīng)力(a)B、應(yīng)力不一定有應(yīng)變，有應(yīng)變不一定有應(yīng)力；C、應(yīng)力不一定有應(yīng)變，有應(yīng)變一定有應(yīng)力；D、有力一定有應(yīng)變，有應(yīng)變一定有應(yīng)力。、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非對稱的循環(huán)應(yīng)力；C：變的彎曲應(yīng)力：對稱循環(huán)應(yīng)力、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（b

）、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，若安全因數(shù)不變，改用屈服極限提高了的鋼材，則圓軸的（c）強(qiáng)度、剛度均足夠；、強(qiáng)度不夠，剛度足夠；強(qiáng)度足夠，剛度不夠D強(qiáng)度、剛度均不夠。、示拉桿的外表面上有一斜線拉變形時(shí)斜將A平動(dòng)；B轉(zhuǎn)動(dòng)C：動(dòng)；D：動(dòng)加轉(zhuǎn)動(dòng)按第三強(qiáng)度理較圖中兩個(gè)應(yīng)力狀態(tài)的相當(dāng)應(yīng)力（應(yīng)力單位為）

。正確的是

兩者相同；B）；C）；D、無法判斷一、判斷：×√××√××√√√二、選擇BADBDA三、簡要計(jì)算與回答12分．距為100mm標(biāo)準(zhǔn)試件，直徑為，斷后測得伸長后的標(biāo)矩為，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

100

％％截面收縮率：

1022）

％％．圖所示圓截面軸B截面上有2M0作，截面有力偶M0用圓面的直徑為d試求截相對A截的扭轉(zhuǎn)角和整個(gè)圓軸最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)。軸的扭矩圖為：則扭轉(zhuǎn)角

()aMa0iGIGI整個(gè)圓軸最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力

max

MMmax0Wt16、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

50MPa

2P

30

3050306060MPa22

30502

MPa四分）繪制此梁的內(nèi)力圖

五、分)手搖絞車如圖所示，軸的直徑料的許用應(yīng)力[]=100Mpa，已知P為，的內(nèi)力要素，按第三強(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)

繪出危險(xiǎn)點(diǎn)M

2

200NmP180Nm

r

M2

20018032

MPa

故強(qiáng)度不滿足。六分）圖所懸臂梁，自由端的撓度和轉(zhuǎn)角為

FlFl,32EI

。圖所示懸臂梁已知a,E,I重量Q的物自高度處自由下落，沖擊梁上的B點(diǎn)。試求梁在點(diǎn)的最大沖擊撓度FABABl(b)當(dāng)Q作靜載荷作用B點(diǎn)，點(diǎn)撓度為wB

32)3EIEI動(dòng)荷因數(shù)

1

2hst

1

2B梁在點(diǎn)的最大沖擊撓度為

Kw)6EIQa七分）已知AB為剛性梁，AC為端鉸接的鋼制圓桿，橫截面直徑d=20mm，，

，E=200Gpa，直線經(jīng)驗(yàn)公式的系數(shù)a=304Mpa，，穩(wěn)定安全系數(shù)nst=5，其穩(wěn)定性。對：

試校核

D

F2

解得對桿AC，

2

p

p

而

ul1200id

故桿AC為柔度桿，其臨界壓力為

FCr

E校核其穩(wěn)定性：解得

FFAC

5

故穩(wěn)定性可以滿足。八分在受集中力作的矩形截面簡支梁中，測得中性層上K點(diǎn)處沿方向的線應(yīng)變

2.6

。已知材料彈性常數(shù)E=200Gpa，，h=200mm試求集中力F。FKh2m該截面上的剪力為

F

F3

，中性層上K點(diǎn)切應(yīng)力為

FFFsA2

x

x

45

131(1)()2Ebh故

F16.25KN

一、判斷題（正確打“√打“X題滿分為分、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()、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()、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)()、究桿件的應(yīng)力與變形時(shí)，力可按力線平移定理進(jìn)行移動(dòng)。（）、交變應(yīng)力是指構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力，它時(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，可能是靜載荷。)、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)度條件來核強(qiáng)度）、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。（）、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)、兩梁的跨度、承受載荷及支承相，但材料和橫截面面積不同，因而兩梁的剪力圖和彎矩圖不定相同。()、行移軸公式表示圖形對任意兩個(gè)相互平行軸的慣性矩和慣性積之的關(guān)系）二、選擇題（每個(gè)分，本題滿分分）、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（）、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t℃后，桿上任一點(diǎn)A處應(yīng)力σ與縱向應(yīng)ε之值的可能情形是（）A≠0,=0；B、σε；C、≠0,ε；、ε≠、低碳伸經(jīng)過冷作硬化以下四種指標(biāo)得到提高的是。A：強(qiáng)度極限；B：例極限；：截面收縮率；D：延伸率（伸長率）、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)；與擊剛發(fā)生時(shí)，自由落體下落的速度有關(guān)。、軸向拉伸的直桿，在比例極限內(nèi)受力，若要減小桿的縱向變形，需要改變抗拉壓剛度，即A減小EAB減小EIC增大EAD減小、兩端鉸支圓截面細(xì)長壓桿，若在一截面上開一小孔。關(guān)于這一小孔對壓桿穩(wěn)定承載能力及強(qiáng)的影響，正確的是。A對強(qiáng)度和穩(wěn)定承載能力都有較大消弱；B：強(qiáng)度和穩(wěn)定承載能力都不會(huì)消弱；C：強(qiáng)度無消弱，對穩(wěn)定承載能力有較大消弱；D：對度有較大消弱，對穩(wěn)定承載能力無消弱。、直桿受力如圖，其橫截面面積A=100mm2，則橫截面mk上正應(yīng)力為（A50MPa(壓應(yīng)力；B壓應(yīng)力；C、90MPa(壓應(yīng)力；、90MPa(拉應(yīng))矩截面梁受彎變形果梁橫截面的高度增加一倍梁內(nèi)的最大正應(yīng)力為原來的多少倍？梁的最大撓度為原來少倍？（）A正應(yīng)力為倍，撓度為倍B正力為1/2，撓度為倍；C正力和撓度均為1/4倍D無確定

時(shí)則的多

三、填空題（分）、截面和材料均相同的兩根等長細(xì)長壓桿為端鉸支B為一端固定另一端自由則者與后者臨界壓力之比為。、知塑性材料某點(diǎn)的三個(gè)主應(yīng)力為30MPa、、，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。、力構(gòu)件的材料彈性常數(shù)為E、、μ，該構(gòu)件一點(diǎn)處的主應(yīng)力σ1=σ，最大主變?yōu)?，形狀改變比能為。、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，另一為鑄鐵桿其彈模量為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；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。、距為100mm的準(zhǔn)試件，直徑為10mm，斷后測得伸長后的標(biāo)距為，縮處的小直徑為，則該材料的=

；=

。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；；?！痢痢痢痢?；××√××選題BABDDA、：1、

30MP75MPa,a

、

(1

,

、、23％四、繪制此梁的內(nèi)力圖

、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性五、如圖所示結(jié)構(gòu)AB，C均鉸接AB桿實(shí)心圓截桿其BC桿空心圓管外徑為內(nèi)d=40mm知材料的200Mpas=240MpaE=200Gpaa=304Mpab=1.12Mpa若規(guī)定穩(wěn)定安全系ηst=3,強(qiáng)度安數(shù)=2試結(jié)構(gòu)的許可載[F]節(jié)點(diǎn)B受如圖所示

面全系

Fxi

BC

cos

0

Fyi

BC

sin300解得

FBA

BC

F對桿，應(yīng)滿足拉伸強(qiáng)度條：KN解得

Fd4

2對桿AB，

E

而

ul1150id

故桿為大柔度桿，應(yīng)滿足穩(wěn)定性條件：

FCrF

即

F(ul)2F3F

其中

I

464

解得

故該結(jié)構(gòu)的最大許可載荷P]=21.2KN。六、圖示鋼質(zhì)拐軸AB的，受集中載荷F=1kN作，許用應(yīng)[。試根據(jù)第四強(qiáng)度理論校核軸AB的度。解）AB軸產(chǎn)生彎扭組合變形，固定端面為危險(xiǎn)截面，危險(xiǎn)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

0.15KN

，扭矩：

T0.140.14

。（2）危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力單元體如圖所示（）該桿為圓截面桿所以第四強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力

4

M0.75W

，其中

W

332

代入數(shù)據(jù)的：

r4

72.8MPa

MPa

所以AB軸度足夠。七、懸臂梁尺寸載荷如圖所示，若材料的容許拉應(yīng)力[，許壓應(yīng)力[c]—，面對形新軸的慣性矩Iz=10180cm4，h1=9.64cm，計(jì)算該梁的許可載[P]梁的彎矩圖為：

危險(xiǎn)截面為A、C兩面，通過比較，險(xiǎn)點(diǎn)皆位于離中性軸較遠(yuǎn)的邊緣，對A截上：

Mh