材料力學(xué)試題及答案

1、材料力學(xué) - 模擬試題、單項選擇題截面上的全應(yīng)力的方向（ ）1.A、平行于截面 B 、垂直于截面 C 、可以與截面任意夾角 D 、與截面無關(guān)2.脆性材料的延伸率（A、小于 5% B 、小于等于5% C、大于 5% D 、大于等于 5%3.如圖所示簡支梁，已知C點轉(zhuǎn)角為 。在其它條件不變的情況下，若將荷載 F 減小C半，則 C點的轉(zhuǎn)角為（A、0.125 B、0.5 C、D、24. 危險截面是（）所在的截面。A、5.A、6.A、7.A、最大面積 B 、最小面積圖示單元體應(yīng)力狀態(tài)，E1(C 、最大應(yīng)力 D 、最大內(nèi)力x 方向的線應(yīng)變 x 可表示為（ ）y)x)描述構(gòu)件上一截面變形前后的夾角叫（線位移

2、 B 、轉(zhuǎn)角 C 、線應(yīng)變 D 、塑性材料的名義屈服應(yīng)力使用（S 表示 B 、 b 表示C 、 p 表示角應(yīng)變xyD 、 0.2 表示8. 拉（壓）桿應(yīng)力公式FN A 的應(yīng)用條件是（）A、應(yīng)力在比例極限內(nèi)B、應(yīng)力在屈服極限內(nèi)C、外力合力作用線必須沿著桿的軸線D、桿件必須為矩形截面桿9. 下列截面中，彎曲中心與其形心重合者是（）A、Z 字形型鋼 B 、槽鋼 C 、T 字形型鋼 D 、等邊角鋼 10. 如圖所示簡支梁，已知 C 點轉(zhuǎn)角為 。在其它條件不變的情況下，若將桿長增加一倍， 則 C 點的轉(zhuǎn)角為（ ）A、 2B 、4C、 8 D 、16二、填空題1. 用主應(yīng)力表示的第四強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力是2

3、. 已知自由落體沖擊問題的動荷系數(shù)Kd，對應(yīng)靜載荷問題的最大位移為 jmax，則沖擊問題的最大位移可以表示為3.2t 。則木榫聯(lián)接處受剪切面4.2t主平面上的切應(yīng)力等于圖示木榫聯(lián)接。橫截面為正方形，邊長為a，聯(lián)接處長度為的名義切應(yīng)力等于5.功的互等定理的表達(dá)式為6.自由落體沖擊問題的動荷系數(shù)為K d 1 1 2h ，其中 jh 表示n = 150 r min，葉輪和主軸共重 W = 300 kN， d =350 mm， D = 750 mm， = 100 MPa ，7. 交變應(yīng)力循環(huán)特征值 r 等于 。8. 變截面梁的主要優(yōu)點是 。等強(qiáng)度梁的條件是 。9. 一受拉彎組合變形的圓截面鋼軸，若用第

4、三強(qiáng)度理論設(shè)計的直徑為d 3 ，用第四強(qiáng)度理論 設(shè)計的直徑為 d4 ，則 d3_d4 。10. 若材料服從胡克定律，且物體的變形滿足小變形，則該物體的變形能與載荷之間呈現(xiàn)關(guān)系。三、計算題1. 水輪機(jī)主軸輸出功率 P = 37500 kW，轉(zhuǎn)速 軸向推力 F = 5000 kN ，主軸內(nèi)外徑分別為 按第四強(qiáng)度理論校核主軸的強(qiáng)度。 （ 12 分）E = 200 GPa ， a=304MPa，b=1.118MPa，p=105，S=61.4， nst = 2 。試校核此托架是否安全。 （10分）材AB3. 圖示桁架各桿抗拉壓剛度EA相等，試求各桿的內(nèi)力。 （8 分）4. 圖示皮帶輪傳動軸尺寸及受力已知

5、，（12 分） = 80 MPa ，按第四強(qiáng)度理論選擇軸的直徑d。2.圖示托架， F = 20 kN ，CD桿為剛桿， AB為圓管，外徑 D = 50 mm ，內(nèi)徑 d = 40 mm， 料為 Q235 鋼，彈性模量 桿的規(guī)定穩(wěn)定安全因數(shù) mm，內(nèi)徑 d = 80 mm的鋼管在室溫下進(jìn)行安裝，安裝后鋼管兩端固定， 已知鋼管材料的線膨脹系數(shù)=12.5 10-6 K-1，彈性模量 E= 210 GPa，5. 圖示外徑 D = 100 此時鋼管兩端不受力。s= 306 MPa ， p= 200 MPa，a = 460 MPa ，b = 2.57 MPa 。試求溫度升高多少度時鋼管將 失穩(wěn)。（ 10

6、分）Fa/26. 求圖示簡支梁的剪力圖和彎矩圖， 并求出最大剪力和最大彎矩。 （ 8 分）7. 直徑 d 20mm的圓軸受力如下圖所示。已知E=200GPa。今測得軸向應(yīng)變a 320 10 6，橫向應(yīng)變 b 96 10 6 。OC方向應(yīng)變 c 565 10 6 。計算軸向答案：、 DABCBBACAB1 2 2 21. ( 1 2)2 ( 23)2 ( 3 1)2 2.j2max (Kd 1)213.4. 05. F1 12 F2 216. 自由落體的高度7.m in 或 maxmax min8. 加工方便，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，合理分配載荷； W(x) M (x) 9. 等于10. 非線性1. 扭矩 9

7、549P 9549 37500 2.39MPa n 150軸向WFA3(300 5000) 103221/4(0.752 0.352)15.3MPax 15.3MPa xy 2.39MPa yx 0 y 0主應(yīng)力：y1 15.42MPa 3 0.253MPa第四強(qiáng)度理論為 1 ( 1 2)2 ( 2 3)2 ( 3 1) 2 =15.35MPan st安全。3.Fx 0F FA sinFB sin0Fy 0FA cos FB cosFC 0因為各桿抗拉壓剛度EA 相等，A B C 0 cos cos所以 FA FB FC cos20FA=FB=2sin4.FC=0FAz FB FCz 7KND

8、FAyFCy FD 3.5KN軸受到的扭矩圖和彎矩圖如下：T：6Ry：CDB段到 D 段的扭矩為 T (10 4)1.5KN.m0.52C處 M y 0.8FCy 14KN .mB 處 M z 0.4FB 5.6KNB、C面可能為危險面：M B72 5.62 8.978KN .mM C 14KN .mC為危險截面1 2 2 32 2 2r4 M 2 0.75T 23 142 0.75 1.52 80MPar4 W d 3 d 121.5mm5. 溫升時， 1 2使軸受壓力 FN 。這時軸向載荷作用下的靜不定問題。 變形協(xié)調(diào)條件：1 t2 t1 l 2 t2 t1 lEA由此解出軸所受的軸向載荷

9、為FN 1 2 t2 t1 EAt 2EA101.75asb59.92144614 D 4(14)1 (D 2 d2)40.032lli 0.0321) l 1m 則 2臨界載荷 Fcrs A FNt2EAtEs 116.57K2) l 2m臨界載荷 Fcr (a b 2 )A FNt2EAa b 22 116.57KtE3) l 5m則1臨界載荷cr( lE)I2 FNt 2EAIi l A l5.68K6.最大剪力為 3/4F ，最大彎矩為 3/4Fa 。 P 4P7. （1）測點 O處的應(yīng)力狀態(tài) x P 4P2 E a1/4F代入數(shù)值 d=20mm,E=200GPa,a 320 10 6 得：P=20.1KN2）由廣義胡克定理