材料力學(xué)試題及答案解析

**2010—2011材料力學(xué)試題及答案A一、單選題（每小題2分，共10小題，20分）感謝閱讀1、工程構(gòu)件要正常安全的工作，必須滿足一定的條件。下列除（）項(xiàng)，其他各項(xiàng)是必須滿足的條件。感謝閱讀A、強(qiáng)度條件 B、剛度條件 C、穩(wěn)定性條件 D、硬度條件謝謝閱讀2、內(nèi)力和應(yīng)力的關(guān)系是（ ）A、內(nèi)力大于應(yīng)力 B、內(nèi)力等于應(yīng)力的代數(shù)和C、內(nèi)力是矢量，應(yīng)力是標(biāo)量D、應(yīng)力是分布內(nèi)力的集度3、根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的平面假設(shè)，可以認(rèn)為圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面（）。A、形狀尺寸不變，直徑線仍為直線。B、形狀尺寸改變，直徑線仍為直線。C、形狀尺寸不變，直徑線不保持直線。D、形狀尺寸改變，直徑線不保持直線。4、建立平面彎曲正應(yīng)力公式MyIz,需要考慮的關(guān)系有（）。精品文檔放心下載A、平衡關(guān)系,物理關(guān)系，變形幾何關(guān)系； B、變形幾何關(guān)系，物理關(guān)系，靜力關(guān)系；謝謝閱讀C、變形幾何關(guān)系，平衡關(guān)系，靜力關(guān)系；D、平衡關(guān)系,物理關(guān)系，靜力關(guān)系；謝謝閱讀5、利用積分法求梁的變形，不需要用到下面那類條件（ ）感謝閱讀來(lái)確定積分常數(shù)。A、平衡條件。B、邊界條件。C、連續(xù)性條件。D、謝謝閱讀光滑性條件。6、圖示交變應(yīng)力的循環(huán)特征r、平均應(yīng)力m、應(yīng)力幅度謝謝閱讀a分別為（）。A -10、20、10； B 30、10、20；C113、20、10；D3、10、20。**7、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如下圖所示，則其主應(yīng)力1、2、3分別為（ ）。感謝閱讀30MPa、100MPa、50MPa50MPa、30MPa、-50MPa50MPa、0、-50Mpa、-50MPa、30MPa、50MPa8、對(duì)于突加載的情形，系統(tǒng)的動(dòng)荷系數(shù)為（ ）。A、2 B、3 C、4 D、 59、壓桿臨界力的大小，（ ）。與壓桿所承受的軸向壓力大小有關(guān)；與壓桿的柔度大小有關(guān)；與壓桿材料無(wú)關(guān)；與壓桿的柔度大小無(wú)關(guān)。10、利用圖乘法計(jì)算彈性梁或者剛架的位移，要求結(jié)構(gòu)滿足三個(gè)條件。以下那個(gè)條件不是感謝閱讀必須的（ ）A、EI為常量 B、結(jié)構(gòu)軸線必須為直線。C、M圖必須是直線。 D、M和M至少有一個(gè)是直線。精品文檔放心下載二、按要求作圖(共12分)1、做梁的剪力、彎矩圖(10分)**2、畫出右圖所示空心圓軸橫截面上沿半徑OA方向的剪應(yīng)力分布示意圖.（2分）感謝閱讀三、結(jié)構(gòu)尺寸及受力如圖所示，AB可視為剛體，CD為圓截面鋼桿，直徑為D35mm，材料為Q235鋼，許用應(yīng)力為180MPa，E200GPa（共15分）（1）求許可載荷F。（6分）精品文檔放心下載TO A計(jì)算當(dāng)F50KN時(shí)，B點(diǎn)豎向位移（6分）謝謝閱讀若D處（雙剪切）鉚釘許用切應(yīng)力[]100MPa，試設(shè)計(jì)鉚釘直徑d。（3分）精品文檔放心下載四、（13分）在受集中力偶矩Me作用的矩形截面簡(jiǎn)支梁中，測(cè)得中性層上k點(diǎn)處沿45o精品文檔放心下載方向的線應(yīng)變?yōu)?5o，已知材料的E,ν和梁的橫截面及長(zhǎng)度尺寸b,h,a,l.試求集中力偶矩Me。謝謝閱讀**五、（14分）如圖所示結(jié)構(gòu)，桿AB橫截面面積A21.5cm2，抗彎截面模量Wz102cm3，材料的許用應(yīng)力[]180MPa。圓截面桿CD，其直徑d20mm，材料的彈性模量謝謝閱讀E200Gpa，250MPa，p200MPa，，100,50，如果壓桿不為細(xì)長(zhǎng)桿s12時(shí)采用直線擬合。A、C、D三處均為球鉸約束，若已知：l1.25m，1l20.55m，F(xiàn)25kN，穩(wěn)定安全系感謝閱讀**六、（12分）重為Q的物體從高度h處自由落下，若已知梁的抗彎剛度為EI，精品文檔放心下載EI支座的彈簧剛度為k（產(chǎn)生單位長(zhǎng)度變形所需的力），且k l3，試求C點(diǎn)沖擊撓度。感謝閱讀**七、（14分）平面剛架如圖所示，EI為常量，試用力法作其彎距圖。感謝閱讀B

aqCaA****2010—2011材料力學(xué)試題及答案B一、單選或多選題（每小題2分，共10小題，20分）精品文檔放心下載1、工程構(gòu)件要正常安全的工作，必須滿足一定的條件。下列除（）項(xiàng)，其他各項(xiàng)是必須滿精品文檔放心下載足的條件。A、強(qiáng)度條件 B、剛度條件 C、穩(wěn)定性條件 D、硬度條件謝謝閱讀2、內(nèi)力和應(yīng)力的關(guān)系是（ ）A、內(nèi)力大于應(yīng)力 B、內(nèi)力等于應(yīng)力的代數(shù)和C、內(nèi)力是矢量，應(yīng)力是標(biāo)量 D、應(yīng)力是分布內(nèi)力的集度感謝閱讀3、根據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的平面假設(shè)，可以認(rèn)為圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面（ ）。謝謝閱讀A、形狀尺寸不變，直徑線仍為直線。 B、形狀尺寸改變，直徑線仍為直線。感謝閱讀C、形狀尺寸不變，直徑線不保持直線。D、形狀尺寸改變，直徑線不保持直線。精品文檔放心下載4、設(shè)某種鋼的屈服應(yīng)力為s200MPa，彈性模量為E200GPa?，F(xiàn)將直徑為2mm的鋼絲繞在一個(gè)剛性圓柱上，欲使鋼絲放松后不產(chǎn)生殘余變形，則圓柱直徑不能小于（）。精品文檔放心下載A、0.8米 B、1.6米 C、2.0米 D、2.4米謝謝閱讀5、利用積分法求梁的變形，不需要用到下面那類條件（ ）感謝閱讀來(lái)確定積分常數(shù)。A、平衡條件。B、邊界條件。C、連續(xù)性條件。D、光滑感謝閱讀性條件。6、圖示交變應(yīng)力的循環(huán)特征r、平均應(yīng)力m、應(yīng)力幅度a分別為（）。精品文檔放心下載A -10、20、10； B 30、10、20；C113、20、10；D3、10、20。**7、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如下圖所示，則其主應(yīng)力1、2、3分別為（ ）。感謝閱讀30MPa、100MPa、50MPa50MPa、30MPa、-50MPa50MPa、0、-50Mpa、-50MPa、30MPa、50MPa8、對(duì)于突加載的情形，系統(tǒng)的動(dòng)荷系數(shù)為（ ）。A、2 B、3 C、4 D、 59、壓桿臨界力的大小，（ ）。與壓桿所承受的軸向壓力大小有關(guān)；與壓桿的柔度大小有關(guān)；與壓桿材料無(wú)關(guān)；與壓桿的柔度大小無(wú)關(guān)。10、利用圖乘法計(jì)算彈性梁或者剛架的位移，要求桿件滿足三個(gè)條件。以下那個(gè)條件不是必須謝謝閱讀的（ ）A、EI為常量B、結(jié)構(gòu)軸線必須為直線。C、M圖必須是直線。D、M和M至少有一個(gè)是直線。二、按要求做圖(10分)30kN20kN/mB2q=F/a1CDF1m1m2F2aa13ma(e)（1）做軸力圖(2)做剪力、彎矩圖**三、圖示結(jié)構(gòu)中，BC由一束直徑為2mm的鋼絲組成，若鋼絲的許用應(yīng)力為160MPa，精品文檔放心下載30KN/m。試求BC需由多少根鋼絲組成。（10分）精品文檔放心下載B3mA 4m

C四、（14分）已知圓軸直徑d20mm，在其上邊緣A點(diǎn)處測(cè)得縱向線應(yīng)變400106，在水平直徑平面的外側(cè)B點(diǎn)處，測(cè)得300106，已知材料的彈性模量E0，泊松比200GPa和Me的大小。0.25，a2m。若不計(jì)彎曲切應(yīng)力的影響，試求作用在軸上的載荷FAFdB45aMe**五、（16分）如圖所示結(jié)構(gòu)，桿AB橫截面面積A21.5cm2，抗彎截面模量感謝閱讀W102cm3，材料的許用應(yīng)力[]180MPa。圓截面桿CD，其直徑d20mm，材料的彈感謝閱讀z性模量E200Gpa，250MPa，p200MPa，，100,50，如果壓桿不為細(xì)長(zhǎng)AsD12C三處均為球桿時(shí)采用直線擬合。、、鉸約束，若已知：l1.25m，l0.55m，12F25kN，穩(wěn)定安全系數(shù)[n]1.8，st試校核此結(jié)構(gòu)是否安全。**2010—2011材料力學(xué)A卷參考答案一、選擇題（每空1分）D；2.D；3.A；4.C；5.A;精品文檔放心下載6. D; 7.B; 8. A; 9. B; 10.C.謝謝閱讀二、作圖題1、剪力、彎矩圖2、切應(yīng)力分布2分三、解：(1)對(duì)AB進(jìn)行受力分析**（1分）MA0:N1000F(10002000)0(2分)解得N3FCD桿軸向拉伸與壓縮，由強(qiáng)度條件有FN3FMPa180MPaA43535解得F3535180N57.7KN34（2）畫出變形圖如下：根據(jù)胡克定律，有NL35010322000L3mm1.8mmCDCDEA200353510610945.4mm根據(jù)變形圖得到3.6mmDB（3）鉚釘是雙剪切（1分）由剪切名義應(yīng)力計(jì)算公式得到

(2分)(1分)（2分）（2分）(2分)**F150000100MPa（1分）SA2d24解得d31mm（1分）四、解：B點(diǎn)的單元體如圖所示B點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)為純剪切狀態(tài)。由廣義胡克定理有11(7分)1E123E450：根據(jù)應(yīng)力彎曲剪應(yīng)力公式1.5F1.5M(3分)Sebhlbh代入廣義胡克定理，得到M2lbhE(3分)e3145五、解：（1）計(jì)算CD桿的臨界壓力（7分）id5mm4l10.55110，所以CD桿為大柔度桿i51031用歐拉公式計(jì)算臨界壓應(yīng)力和臨界壓力2EP2E3.1422001093.14202106,AA51KNcr2crcr211024(2).（5分）AB桿平衡有MA0:Fsin302lTl得T25KN1C1CAB桿拉彎組合變形，彎矩圖和軸力圖下圖所示12525382最大拉應(yīng)力maxMF125103253103163.2MPamaxNZ3．校核P511.8壓桿穩(wěn)定性足夠（1分）cr2.05nT25stc163.2MPa180MPa梁強(qiáng)度足夠（1分）max六、解：彈簧引起的靜位移為1QQl333K9EI（3分）梁的靜位移為：1l2Ql22l12l2Ql22lQl35Ql3精品文檔放心下載st233323339EI9EI感謝閱讀（6分）動(dòng)荷系數(shù)K112h5Ql318EIh（2分）15Ql3dstC點(diǎn)的動(dòng)撓度K5Ql35Ql318EIh（1分）1ddst9EI5Ql3

**AB桿七、解：以C處的約束為多余約束，原結(jié)構(gòu)的基本體系為:（2分）感謝閱讀**由力法典型方程X0（1分）1111P11q22q5ql41(124a32a2aa2aaaaaaaa)1PEI2328EI11EI233EI（各3分）將11和1P代入力法典型方程，得X15qa（2分）132剛架的彎矩圖右圖示（2分）2010—2011材料力學(xué)B卷參考答案一、選擇題（每空1分）**D；2.D；3.A；4.C；5.A;精品文檔放心下載6.D;7.B;8.A;9.B;10.C.二、作圖題1.（3分）做軸力圖Q(KN)2.（9分）201020F+M(KNm)1010剪力圖4分，彎矩圖5分三、解：(1).取AC為研究對(duì)象，受力分析下圖所示B精品文檔放心下載M(F)0:3T43042A53T解得T100KN（6分）（2）設(shè)需要n根鋼絲由鋼絲的強(qiáng)度條件nAT

FAXA 4AY

C4T4100103199(根）n23.1422106160106（4分）d**四、解：B點(diǎn)的單元體如圖所示B點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)為純剪切狀態(tài)。由廣義胡克定理有11(8分)1E123E450：根據(jù)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式Me16d3代入廣義胡克定理，得到M94.2NM(3分)e又由應(yīng)變公式，得到/EFA/E400106感謝閱讀0 0得到F31.4N (5分)五、解：（1）計(jì)算CD桿的臨界壓力（8分）id5mm4l10.55110，所以CD桿為大柔度桿i51031用歐拉公式計(jì)算臨界壓應(yīng)力和臨界壓力2EP2E3.1422001093.14202106,AA51KNcr2crcr211024(2).（6分）AB桿平衡有MA0:Fsin302lTl得T25KN1C1CAB桿拉彎組合變形，彎矩圖和軸力圖下圖所示AB桿最大拉應(yīng)力**12525382MFmaxmaxNZ3．校核P511.8壓桿穩(wěn)定性足夠（1分）cr2.05nT25stc163.2MPa180MPa梁強(qiáng)度足夠（1分）max六、解：彈簧引起的靜位移為1QQl333K9EI（3分）梁的靜位移為：1l2Ql22l12l2Ql22lQl35Ql3謝謝閱讀st233323339EI9EI謝謝閱讀（8分）動(dòng)荷系數(shù)K112h5Ql318EIh（2分）15Ql3dstC 點(diǎn) 的 動(dòng) 撓 度K5Ql35Ql318EIhq（1分）9EI15Ql3ddstAB七、解：以C處的約束為多余約束，原結(jié)構(gòu)的基本體系為X1**基本體系（2分）由力法典型方程X0（2分）1111PllBAX111ql22C1(1ll2llll)4l3111ql2lql4（各4分）233EIl11EI1PEI326EI將11和1P代入力法典型方程，得X1Pql43EIql16EI4l3811剛架的彎矩圖右圖示（2分）****材料力學(xué)試題一、填空題（每空2分，共10分）1．根據(jù)強(qiáng)度條件可以進(jìn)行______ 以及確定許可載荷三個(gè)方面的強(qiáng)度計(jì)算。謝謝閱讀直徑為D的實(shí)心圓軸，最大的許可扭矩為T，若將軸的橫截面積增加一倍，則其最大許可扭矩為______。謝謝閱讀純剪切狀態(tài)屬于______（單、雙、三）向應(yīng)力狀態(tài)。謝謝閱讀構(gòu)件受自由落體沖擊時(shí)，靜變形愈大，則動(dòng)荷系數(shù)_______。謝謝閱讀5.一梁在集中力F作用下，其應(yīng)變能為U，若將力F改為2F,其他條件不變，則其應(yīng)變能為 。謝謝閱讀二、單項(xiàng)選擇題：(每題3分，共15分)1.扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力公式T適用于（）桿件。IPA.任意截面B.任意實(shí)心截面C.任意材料的圓截面D.線彈性材料的圓截面2.梁在某一段內(nèi)作用有向下的均布力時(shí)，則在該段內(nèi)彎矩圖是一條（ ）謝謝閱讀A.上凸曲線 B.下凸曲線 C.帶有拐點(diǎn)的曲線 D.斜直線感謝閱讀**3.梁的截面為T字型，Z軸通過(guò)橫截面的形心，彎矩圖如圖所示，則有( )。精品文檔放心下載最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力位于同一截面C最大拉應(yīng)力位于截面C，最大壓應(yīng)力位于截面D最大拉應(yīng)力位于截面D，最大壓應(yīng)力位于截面C最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力位于同一截面D等截面直梁在彎曲變形時(shí)，撓曲線的曲率最大發(fā)生在（）處。精品文檔放心下載撓度最大B.轉(zhuǎn)角最大C.剪力最大D.彎矩最大5．在單元體的主平面上（）。謝謝閱讀A．正應(yīng)力一定最大； B.正應(yīng)力一定為零；C. 切應(yīng)力一定最??； D.切應(yīng)力一定為零。得分三、（13分）作圖題1.（4分）作圖示桿的軸力圖 2.（6分）作圖示梁的剪力圖和彎矩圖謝謝閱讀3KN/m3F3F2F2m 2m3.（3分）作圖示桿的扭矩圖**3KNm4.2KNm1.2KNm**四、（62分）計(jì)算題1．（9分）圖示結(jié)構(gòu)AB為剛性桿,桿1和桿2為長(zhǎng)度相等的鋼桿，E200GPa，兩桿橫截面精品文檔放心下載面積均為A10cm2。已知F100kN,試求桿1、桿2的軸力和應(yīng)力。精品文檔放心下載121mAB1m1m1mF2.（9分）一傳動(dòng)軸傳遞的外力偶矩為1.06KNm謝謝閱讀許可扭轉(zhuǎn)角［θ］=1°/m，試確定該軸的直徑。

=40MPa,G=80GPa，軸的單位長(zhǎng)度**3.（10分）下圖所示矩形截面懸臂梁，已知l3m，b90mm，h180mm。若許用撓度謝謝閱讀f1l，120MPa，E200GPa，試求該梁的許可載荷q。謝謝閱讀250 qhA Blb4.(6分)單元體各面上的應(yīng)力如圖所示，試求其主應(yīng)力以及最大切應(yīng)力。應(yīng)力單位為MPa。謝謝閱讀5030****5．（10分）如右圖所示梁、柱混合結(jié)構(gòu)，A、B、C處均為鉸接，當(dāng)重物W2.88kN從高度精品文檔放心下載60mm處自由下落到AB梁上時(shí)，試校核立柱BC的穩(wěn)定性。已知梁的彈性模量精品文檔放心下載100GPa，截面慣性矩I1106m4，柱的彈性模量E72GPa，橫截面面積A1104m2，謝謝閱讀1截面慣性矩I6.25108m4，穩(wěn)定安全因數(shù)為n3Fl3)。(簡(jiǎn)支梁中點(diǎn)撓度f(wàn)1w48EIWAHDB1m 1m 1mC6.（10分）水平放置的鋼制折桿如圖所示，在B、D處各受豎直向下的集中力F 0.5kN和精品文檔放心下載11kN作用。已知材料的許用應(yīng)力160MPa，折桿的直徑d40mm。試根據(jù)第三強(qiáng)度精品文檔放心下載2理論校核折桿的強(qiáng)度。400400ACBFD 1400F2**7.（8分）剛架各部分的EI相等，試求在一對(duì)P力作用下，A、B兩點(diǎn)之間的相對(duì)位移。（要計(jì)軸力）謝謝閱讀lP 45 PA B3.梁的截面為T字型，Z軸通過(guò)橫截面的形心，彎矩圖如圖所示，則有( )。精品文檔放心下載最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力位于同一截面C最大拉應(yīng)力位于截面C，最大壓應(yīng)力位于截面D最大拉應(yīng)力位于截面D，最大壓應(yīng)力位于截面C最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力位于同一截面D等截面直梁在彎曲變形時(shí)，撓曲線的曲率最大發(fā)生在（）處。謝謝閱讀撓度最大B.轉(zhuǎn)角最大C.剪力最大D.彎矩最大5．在單元體的主平面上（）。謝謝閱讀A．正應(yīng)力一定最大； B.正應(yīng)力一定為零；C. 切應(yīng)力一定最小； D.切應(yīng)力一定為零。得分三、（13分）作圖題1.（4分）作圖示桿的軸力圖 2.（6分）作圖示梁的剪力圖和彎矩圖精品文檔放心下載3KN/m3F3F