材料力學(xué)試題及答案

1、1、圖示剛性梁AB由桿1和桿2支承，已知兩桿的材料相同，長(zhǎng)度不等， 橫截面積分別為A1和A2，若載荷P使剛梁平行下移，則其橫截面面積 （）。 題一、1圖 A、A1A2B、A1 A2 C、A1=A2D、A1、A2為任意 2、建立圓周的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式=M/I時(shí)需考慮下列因素中的哪幾個(gè)？ 答：（ ） （1） 扭矩MT與剪應(yīng)力的關(guān)系MT=AdA （2） 變形的幾何關(guān)系（即變形協(xié)調(diào)條件） （3） 剪切虎克定律 題一、3圖 （4） 極慣性矩的關(guān)系式IT=A2dA B、（1）（2） C、（1）（2）（3） D、全部 3、二向應(yīng)力狀態(tài)如圖所示，其最大主應(yīng)力1=（） A、 B、2 C、3 D、4 4、高度等于寬度

2、兩倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的載荷，若 僅將豎放截面改為平放截面，其它條件都不變，則梁的強(qiáng)度 A、提高到原來(lái)的2倍 題一、4圖 B、提高到原來(lái)的4倍 C、降低到原來(lái)的1/2倍 D、降低到原來(lái)的1/4倍 5. 已知圖示二梁的抗彎截面剛度EI相同，若二者自由端的撓度相等，則 P1/P2=（） 題一、5圖 A、2 B、4C、8 D、16 6、下列結(jié)論中正確的是 （ ） A、材料力學(xué)主要研究各種材料的力學(xué)問(wèn)題 B、材料力學(xué)主要研究各種材料的力學(xué)性質(zhì) C、材料力學(xué)主要研究桿件受力后變形與破壞的規(guī)律 D、材料力學(xué)主要研究各種材料中力與材料的關(guān)系 7、有兩根圓軸，一根為實(shí)心軸，直徑為D1，另一

3、根為空心軸，內(nèi)外徑 比為d2/D2=0.8。若兩軸的長(zhǎng)度、材料、軸內(nèi)扭矩和產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角均相 同，則它們的重量之比W2/W1為（ ） 0.74 B、0.62 C、0.55 D、0.47 8、材料的失效模式 B 。 A 只與材料本身有關(guān)，而與應(yīng)力狀態(tài)無(wú)關(guān)； B 與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均有關(guān)； C 只與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，而與材料本身無(wú)關(guān)； D 與材料本身、應(yīng)力狀態(tài)均無(wú)關(guān)。 9、圖中應(yīng)力圓a、b、c表示的應(yīng)力狀態(tài)分別為 A 二向應(yīng)力狀態(tài)、純剪切應(yīng)力狀態(tài)、三向應(yīng)力狀態(tài)； B 單向拉應(yīng)力狀態(tài)、單向壓應(yīng)力狀態(tài)、三向應(yīng)力狀態(tài)； C 單向壓應(yīng)力狀態(tài)、純剪切應(yīng)力狀態(tài)、單向拉應(yīng)力狀態(tài)； D 單向拉應(yīng)力狀態(tài)、單向壓應(yīng)力狀態(tài)

4、、純剪切應(yīng)力狀態(tài)。 正確答案是 C 10、關(guān)于壓桿臨界力的大小，說(shuō)法正確的答案是 B A 與壓桿所承受的軸向壓力大小有關(guān)； B 與壓桿的柔度大小有關(guān)； C 與壓桿所承受的軸向壓力大小有關(guān)； D 與壓桿的柔度大小無(wú)關(guān)。 11、如圖所示重量為 的重物自由下落沖擊梁，沖擊時(shí)動(dòng)荷系數(shù) C A B C D 12、軸向拉伸細(xì)長(zhǎng)桿件如圖所示，則正確答案是_B_ A 1-1、2-2面上應(yīng)力皆均勻分布； B 1-1面上應(yīng)力非均勻分布，2-2面上應(yīng)力均勻分布； C 1-1面上應(yīng)力均勻分布，2-2面上應(yīng)力非均勻分布； D 1-1、2-2面上應(yīng)力皆非均勻分布。 13、一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如右圖所示，則其主應(yīng)力 、 、 分別

5、為 A 30MPa、100 MPa、50 MPa B 50 MPa、30MPa、-50MPa C 50 MPa、0、-50MPa D -50 MPa、30MPa、50MPa 正確答案是 B 14、對(duì)莫爾積分 的下述討論，正確的是 C 。 A 只適用于彎曲變形； B 等式兩端具有不相同的量綱； C 對(duì)于基本變形、組合變形均適用； D 只適用于直桿。 15、圖示交變應(yīng)力的循環(huán)特征 、平均應(yīng)力 、應(yīng)力幅值 的值分別是 D A 40、20、10 B 20、10、20 C 0、20、10 D 0、20、20 16、設(shè)軸向拉伸桿橫截面上的正應(yīng)力為，則450斜截面上的正應(yīng)力和 剪應(yīng)力 D 。 A 分別為/2

6、和 B 均為 C 分別為和/2 D 均為/2 17圖示鉚接件，若板與鉚釘為同一材料，且已知jy2，為充 分提高材料的利用率，則鉚釘?shù)闹睆綉?yīng)為 D 。 A d=2t B d=4t C d=4t/ D d=8t/ 18、兩根材料和柔度都相同的壓桿， A A臨界應(yīng)力一定相等，臨界壓力不一定相等 B臨界應(yīng)力不一定相等，臨界壓力一定相等 C臨界應(yīng)力和臨界壓力一定相等 D臨界應(yīng)力和臨界壓力不一定相等 19、圖示交變應(yīng)力循環(huán)特征，應(yīng)力振幅a和平均應(yīng)力m分別為 C A 2，a20MPa，m10Mpa B 2，a40MPa，m10Mpa C 2，a30MPa，m10Mpa D 2，a30MPa，m30MPa 2

7、0、圖示十字架，AB桿為等直均質(zhì)桿，o-o為圓軸。當(dāng)該十字架繞o-o 軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在自重和慣性力作用下桿AB和軸o-o分別發(fā)生 _C_ A、拉伸變形、壓縮變形； B、拉彎組合變形、壓彎組合變形； C、拉彎組合變形、壓縮變形； D、拉伸變形、壓彎組合變形。 21、軸向拉伸桿，正應(yīng)力最大的截面和剪應(yīng)力最大的截面(A ) A 分別是橫截面、450斜截面 B 都是橫截面 C 分別是450斜截面、橫截面 D 都是450斜截面 22、在連接件上，剪切面和擠壓面分別 B 于外力方向。 A垂直、平行 B平行、垂直C 平行 D垂直 二、作圖示剛架的軸力圖、剪力圖、彎矩圖。（分） 三、如圖所示直徑為d的圓截面軸

8、，其兩端承受扭轉(zhuǎn)力偶矩m的作用。 設(shè)由實(shí)驗(yàn)測(cè)的軸表面上與軸線成450方向的正應(yīng)變，試求力偶矩m之值、 材料的彈性常數(shù)E、均為已知。（15分） 四、電動(dòng)機(jī)功率為9kW，轉(zhuǎn)速為715r/min，皮帶輪直徑D=250mm，主軸 外伸部分長(zhǎng)度為l=120mm，主軸直徑d=40mm，=60MPa，用第三 強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度。（15分） 五、如圖所示，重物Q由高度H處自由下落，落在AB梁的中點(diǎn)C處，設(shè) EI = 常數(shù)，求這時(shí)C點(diǎn)撓度C。（15分） 五題圖 六、圖示剛架，已知?jiǎng)偧芨髁嚎箯潉偠葹镋I，求： 1）C點(diǎn)支座反力； 2）作剛架彎矩圖。（20分） 五、懸臂梁ACB由鑄鐵材料制成，其許用拉應(yīng)力t=40

9、MPa，許用壓應(yīng) 力c=160MPa，載荷FP=44kN，梁截面為T型，Iz=101.8106mm4，尺 寸如圖，試校核其強(qiáng)度。（15分） 1、（16分）簡(jiǎn)支梁受載荷如圖所示，請(qǐng)畫出梁的剪力圖，彎矩圖。 專業(yè)_ 班級(jí) 姓名_ 學(xué)號(hào) -密 封 線 內(nèi) 不 準(zhǔn) 答 題- - KN KN C B A B C x x 剪力方程和彎矩方程： AC段：； CB段：； 2、（15分）已知三向應(yīng)力狀態(tài)如圖所示（圖中應(yīng)力單位：MPa）， 試 求：1）主應(yīng)力；2）主切應(yīng)力；3）形變應(yīng)變能密度。 4、（16分）精密磨床砂輪軸如圖所示(單位: mm)，已知電動(dòng)機(jī)功率 N=3kW, 轉(zhuǎn)速n=1400rpm, 轉(zhuǎn)子重量Q

10、1=101N, 砂輪直徑D=25mm, 砂輪重 量Q2=275N，磨削力Py/Pz=3，輪軸直徑d=50mm，材料為軸承鋼，試 用第三強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度 扭矩： 進(jìn)而可以求出磨削力：N；N 故可以求出和的極值： Nm Nm 彎矩 ： 第三強(qiáng)度理論： 故該軸滿足強(qiáng)度要求。 。6、（17分）用積分法求梁B點(diǎn)的撓度和轉(zhuǎn)角，梁的EI，L已知 ， 1、（16分） 、 已知，試作梁的剪力、彎矩圖。 2、（15分）已知平面應(yīng)力狀態(tài)如圖所示（單位為MPa），試用解析法 求1、主應(yīng)力及主平面，并畫出正應(yīng)力單元體。2、面內(nèi)最大切應(yīng)力。 3、（16分）由五根直徑為d=50mm的圓鋼桿組成正方形結(jié)構(gòu)，如圖所 示，結(jié)

11、構(gòu)連接處均為光滑鉸鏈，正方形邊長(zhǎng)a=1m，材料Q235鋼，試求 結(jié)構(gòu)的臨界載荷值。（Q235鋼，當(dāng)時(shí)，。） 應(yīng)用截面法容易求出：AB、AD、BC、DC四根壓桿的內(nèi)力， BD拉桿 的內(nèi)力 結(jié)構(gòu)臨界載荷： KN 1、（15分）梁受載荷如圖所示，請(qǐng)畫出梁的剪力圖，彎矩圖。 3、（10分）一受扭轉(zhuǎn)的圓軸，直徑d=260mm，材料的的彈性模量E = 200GPa，泊松比v = 0.3，現(xiàn)用變形儀測(cè)得圓軸表面與軸線成45方向的線 應(yīng)變=5.210-4。試求轉(zhuǎn)矩m。 m=125.7N/m 5（15分）平面剛架如圖所示。其各部分的抗彎剛度均為常量 , ，試求點(diǎn) 在鉛垂方向的位移 。（忽略截面剪力與軸力） ，

12、， ， （向下） 3、（15分）皮帶輪傳動(dòng)軸如圖所示，皮帶輪1的重量, 直徑，皮帶輪2 的重量, 直徑，皮帶的緊邊拉力為松邊拉力的二倍，軸傳遞功率為 100kW, 轉(zhuǎn)速為每分鐘200轉(zhuǎn)。 軸材料為45鋼，試求軸的直徑。 解：扭矩：=4775Nm 皮帶拉力 內(nèi)力分析 B截面 4775 C截面 軸危險(xiǎn)截面為B截面 軸徑計(jì)算 W= 236E-6 =0.134m 4、（10分）直徑 mm的圓截面折桿，受力與其他尺寸如圖所示。試計(jì)算點(diǎn) 的第三強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力。 MPa， MPa， MPa， ， MPa， MPa 5、（15分）總長(zhǎng)度為，抗彎剛度為EI的懸臂梁AB承受分布載荷q，試用 能量法求截面B的撓

13、度和轉(zhuǎn)角。 在B點(diǎn)作用向下單位力 B點(diǎn)向下位移 向下 求轉(zhuǎn)角：在B點(diǎn)作用順時(shí)針單位力偶 B點(diǎn)轉(zhuǎn)角 順時(shí)針 二. 繪制結(jié)構(gòu)的剪力、彎矩圖。（15分） 三. 如圖，左輪沿切線作用水平向前F1=6kN，右輪沿切線作用鉛垂向上 F2，a=0.4m，D1=0.4m，D2=0.6m，軸的材料許用應(yīng)力=100MPa，。 試按第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)合理的d。（15分） 四. 圖示結(jié)構(gòu)，梁AB的EI、a、h和重物的重量P已知。試求重物自由下 落沖擊C點(diǎn)所造成梁中的動(dòng)態(tài)最大彎矩。（15分） 五. 圖示結(jié)構(gòu)，各桿材料許用應(yīng)力=120MPa；邊桿長(zhǎng)度l=1m，直徑 d1=0.04m；對(duì)角線桿的直徑d=0.06m，穩(wěn)定因數(shù)=

14、0.527。試求該結(jié)構(gòu)合 理的允許載荷F。（10分） 六. 梁AB尺寸a=1m，b=0.1m，h=0.2m；材料的彈性模量E=210GPa，泊松 比=0.28；在C截面中間層處測(cè)得45度方向應(yīng)變?yōu)?10-5。試計(jì)算梁 上集中力F。（10分） 二. 繪制結(jié)構(gòu)的剪力、彎矩圖。（15分） 約束力2分，F(xiàn)Ay=-qa()，F(xiàn)Cy=3qa()，F(xiàn)Dy=2qa()。 剪力圖7分，4值3線； 彎矩圖6分，3值3線。 若剪力圖對(duì)，約束力不寫不扣； 若圖錯(cuò)，約束力對(duì)，最多給4分。 三. 如圖，左輪沿切線作用水平向前F1=6kN，右輪沿切線作用鉛垂向上 F2，a=0.4m，D1=0.4m，D2=0.6m，軸的材料

15、許用應(yīng)力=100MPa， F1=6kN。試按第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)合理的d。（15分） 內(nèi)力：（8分） 危險(xiǎn)截面A（2分） 強(qiáng)度：（5分） 四. 圖示結(jié)構(gòu)，梁AB的EI、a、h和重物的重量P已知。試求重物自由下 落沖擊C點(diǎn)所造成梁中的動(dòng)態(tài)最大彎矩。（15分） 解： 協(xié)調(diào)：（2分） 位移：（2，2分） 結(jié)果：（2分） 靜位移：（4分） 動(dòng)荷因數(shù)：（2分） 最大動(dòng)彎矩：（1分） 五. 圖示結(jié)構(gòu)，各桿材料許用應(yīng)力=120MPa；邊桿長(zhǎng)度l=1m，直徑 d1=0.04m；對(duì)角線桿的直徑d=0.06m，穩(wěn)定因數(shù)=0.527。試求該結(jié)構(gòu)合 理的允許載荷F。（10分） 解： 拉桿內(nèi)力：（2分） 拉桿強(qiáng)度：（3分） 對(duì)角線桿壓力：F（1分） 桿穩(wěn)定：（3分） 結(jié)論：（1分） 六. 梁AB尺寸a=1m，b=0.1m，h=0.2m；材料的彈性模量E=210GPa，泊 松比=0.28；在C截面中間層處測(cè)得45度方向應(yīng)變?yōu)?10-5。試計(jì)算梁 上集中力F。（10分） 解： 測(cè)量點(diǎn)截面剪力：（3分） 測(cè)量點(diǎn)純剪切：（4分） 力：（3分） 422 梁的受力及橫截面尺寸如 圖所示。試： 1繪出梁的剪力圖和彎矩 圖； 2確定梁內(nèi)橫截面上的最大 拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力； 3確定梁內(nèi)