材料力學試題1

1、河北工程大學學年第學期期末考試試卷（1）卷一、 結構構件應該具有足夠的、 和。（本題3分）二、 低碳鋼拉伸破壞經(jīng)歷了四個典型階段：階段、階段、階段和階段。衡呈:材料強度的指標是、 o （本題6分）三、在英他條件不變的前提下，壓桿的柔度越大，則臨界應力越、臨界力越 ;材料的臨界柔度只與有關。 （本題3分）四、兩圓截面桿直徑關系為：（本題8分）則 9=ZZ1. WZ2 =昭：厶2=*； WP2 =WP.五、已知構件上危險點的應力狀態(tài)，計算第一強度理論相當應力；第二強度理論相當應力: 第三強度理論相當應力：第四強度理論相當應力。泊松比（本題25分）1單位MFa六、等截而直桿受力如圖，已知桿的橫截面積

2、為4=400mm2, p=2QkN 。試作直桿的軸力 圖：計算桿內(nèi)的最大正應力；材料的彈性模量E=200Gpa,計算桿的軸向總變形。（本題15 分）1肚J購JJ卜1kTr七、矩形截而梁，截而高寬比h=2b, /=4米，均布載荷q=30kN/m許用應力lOOMPd , 2、畫梁的剪力圖、彎矩圖 2、設計梁的截而 （本題20分）。八、一圓木柱高/二6米，直徑D=200mm ,兩端狡支，承受軸向載荷F=50kN,校核柱子的穩(wěn)_ 3000泄性。已知木材的許用應力H=i（）/wpg,折減系數(shù)與柔度的關系為：”。（本 題15分）九、用能量法計算結構B點的轉角和豎向位移，/已知。（本題15分）EI材料力學期

3、末考試試卷（1）參考答案一、結構構件應該具有足夠的1度剛度 和 穩(wěn)定性。（本題3分）二、低碳鋼拉伸破壞經(jīng)歷了四個典型階段：型性 階段、屈服 階段、強化 階 段和頸縮階段。衡量材料強度的指標是屈服極限、 強度極限 （本題6分）三、在其他條件不變的前提下，壓桿的柔度越大，則臨界應力越 小、臨界力 越小 ;材料的臨界柔度只與 材料 有關。 （本題3分）四、兩圓截面桿直徑關系為：6=30,（本題8分）五、解：三、（15 分）解：主應力5 = 52AMPa r2 = l.（4MPa 6 = OMPa 第一強度理論相當應力=6 = 52 AMPa第二強度理論相當應力劉=5+bJ = 50.2MP“/第三強

4、度理論相當應力=6 - 6 =524MPd 5x4-67x2x5 = 0= YB = 75kN由 Er = 0 = YA+YB-qx2 = 0= YA=-5kN（2分）（2分）梁的剪力圖、彎矩圖如圖所示（4分）6QkNI IIIIIIIII15kN最大剪力為：Fs=60kN最大彎矩為：M=60kNm（2分） 一竺w圧衛(wèi)巴（2分） Z 63（2分）M f 3M 3x60000000“max%二巧V同心羽 2x100= 96.55訕（2分）所以梁截面尺寸為：b = 9655m力=1931勁?。?分）八. 解：圓截面的慣性半徑和柔度為：i = = 50mm九=巴=lx6（）（）（）= 1204（5

5、分）i 50（5 分）30003000 八 “由公式 才 12O2(5分)_P _ 5OxlO3 _1aA 3.14xl002 v0w=0b = O.2O8xlO = 2.O8MP“(5 分)柱子滿足穩(wěn)定性要求。九、(15分)解：w M(x)M(- m- xlx _ ml 仃)利用摩爾積分法得：=Jo 色=Jn EI = 27 18 _M (x)M (xlx _(一 一 _ ”Jo FJ JoEIEIEI河北工程大學 學年第學期期末考試試卷（2 ） 卷一、（5分）圖（Q）與圖（b）所示兩個矩形微體，虛線表示英變形后的情況，確左該二微體在人處切應變?nèi)藥椎拇笮　６?、?0分）計算圖形的慣性矩食7(

6、)o圖中尺寸單位：毫米。%500、500100二800(&)三、（15分）已知構件上危險點的應力狀態(tài)，計算第三強度理論相當應力；第四強度理論相 當應力。1單位MPa）四、（10分）畫圖示桿的軸力圖：il算橫截而上最大正應力：計算桿最大軸向應變已知 桿的橫截而積 4=400 mm2f E=2Q0GPa。20kNI5kN5kN 五、（15分）某傳動軸外徑D = 90mm,傳遞的扭矩為：T = L5kNg 材料的許用應力為 r = 60MPj試校核軸的強度。六、（15分）一矩形截而梁，截而寬髙力=120勁，梁的許用應力 b=150MP,畫梁的剪力圖、彎矩圖，并校核梁的正應力強度。lOkN/m2m1-

7、七、（15分）兩端固左支承圓截而鋼壓桿，直徑=40加加，長l = 5m9鋼的彈性模咼 E = 200GPa t試用歐拉公式計算壓桿的臨界應力b徉。八. （15分）用能量法計算結構3點的豎向位移，梁的長度為L ,抗彎剛度為田。& ” J W )J WJ * 遲材料力學期末考試試卷（2 ）參考答案一、（5分）解：切應變?nèi)?, Vb=-2a二、（15 分）解：形心坐標先=573”，Iy =8.87x10腫=21.1x10亦三、（15 分）解：主應力5=52.4MPd cr2 = l.（4MPa = OMPa第一強度理論相當應力6=6 = 52 AMPa第二強度理論相當應力 =6+6）= 50.2MP

8、第三強度理論相當應力礙3 =6 - 6 =52 AM Pa第 四 強 度 理 論 相 當 應 力49 MPa（15分）解:四、b max軸力分別為 20/c/V,5/c/V,maX = _ = 2.5 x 104由胡克定律b = Ew得最大應變E 由泊松效應得： = 一“ = 7.5x10-、（15 分）解：抗扭截面系數(shù)（r4 -6/4）= 4（904 一85）=29.3xl0%r16D 16x90、丿maxT 1.5 xlO6 1=r = 5 .2MPa三、（15分）某空心傳動軸外徑D = 90嘰 內(nèi)徑d=S5mm,傳遞的扭矩為 T = 3kNm,計算軸的最大、最小扭轉切應力。四、（15分）

9、畫圖示梁的剪力圖、彎矩圖。設圓截面直桿的直徑為D=200mm,求梁的最大彎曲正應力。五、（15分）已知構件上危險點的應力狀態(tài)，求該點的主應力以及第三強度理論 的相當應力。六、（15分）兩端較支圓截面鋼壓桿，直徑 = 40，長/ = 2加，鋼的彈性模 量E = 200GPa ,試用歐拉公式計算壓桿的臨界壓力匕。七、（15分）用能量法計算結構B點的轉角。曰已知。EI材料力學期末考試試卷（3 ）參考答案2h心=1+ I1 + 二、.（10分）解：靜位移7 3E1動荷系數(shù)最大撓度亠/XKd 尸心疵一 22222 = 25MPa800（圖略）四、五、六、（15分）解：最大正應力久皿A（15分）解：抗扭截

10、面系數(shù)叱二而血d卜maxminmax（15分）解：最大彎矩“3 14（904 一 85“）= 29.3x10也/16x907=3x13 = 102.4MM%29.3x10x a = 102.4MR/X = 96.7MM90=5kNmmaxbnzx 最大彎曲正應力（15分）解：max主應力 = 52 A MPa 6 = 764MPg b（）= OMPa 第三強度理論相當應力6=5 - 6 = 52 AMPa （15分）解：2 =砂=200柔度 ，F(xiàn)E 3.142 x200000= =:= 49.3 MPa臨界應力 才2OO2life界力3 14 x402P,yA = 49.3 叭=（15分）解:

11、利用摩爾積分法得：M （x）M （x）t/x _（-加）（一 1丫 _EI10 EI河北工程大學- 學年第學期期末考試試卷（4 ）卷一、計算小題I.圓桿橫截面半徑增大一倍，其抗拉壓剛度、抗扭剛度以及抗彎剛度有何變化（10分）2、自由落體物體，重力為P,求B截而的沖擊撓度。（10分）Ihhihhi二、作圖題：（共20分）1.試繪圖示桿件的軸力圖（6分）NB2.如圖所示，繪出剪力圖和彎矩圖。（14分）qaq三、圖示圓軸 AB 的直徑 d =80mm 材料的a=160MPao 已知 P = 5kN, M = 3kN-m / =lmo 指出危險截而、危險點的位宜：試按第三強度理論校核軸的強度。（15分

12、）四圖示矩形截而簡支梁，材料容許應力 = 10MPa,已知b = 12cm,若采用截而髙寬比為h/b = ,試求梁能承受的最大荷載。（15分）五. 試確定圖示軸心壓桿的臨界力。已知桿長心4加.直徑為=90”叫 臨界柔度為心i , 彈性模量E = 200Mg （經(jīng)驗公式為乙=577 - 3.742）（巧分）六、用單位載荷法求剛架C點的水平位移。（EI已知）材料力學期末考試試卷（4）參考答案一、計算小題1. （10分）答：分別變?yōu)樵瓉淼?倍；16 fe 16 Bq =0島=1+|匚互2、（10 分）解：” 3EIV 亠二. 作圖題，（共20分）1.軸力圖如圖所示（6分）ill 1111111111

13、 i4W-/11rTTnwnILT1 6 WiiiiiiiniiinjjTT2.剪力圖和彎矩圖如圖所示（14分）三、（15分）解：周左端點上下表面為危險點。嘰嚴PSkNm T = M=3kNm尸 32x5.83xl06門 ncrr,=- =:=116 IMP S |b| = 160MP。肥3.14x80軸安全！2maxmax、O- = or四. （15分）解：廠“Wz%ax = 4N/M九=2 = 88.9 Fa33EI河北工程大學-學年第一.圖（Q）與圖（b）所示兩個矩形微體,學期期末考試試卷（5）卷虛線表示其變形后的情況，確左該二微體在4處切應變兒的大小。（本題5分）R（Q）二、硬鋁試樣，

14、厚度 = 2mm,試驗段板寬b=20mm.標距長度l=70me在軸向拉力F=6k/V 的作用下，測得試驗段伸長=0.15mm,板寬縮短量 = 0.014/腫，試計算硬鋁的彈 性模量E與泊松比。（本題10分）三、某圓截而鋼軸，轉速n=250r/min,傳遞功率P=60kW,許用切應力為rl=,單位長度許用扭轉角=8（）/加，切變模量G=80GPa,試確龍軸的直徑。（本題15分）四、圖示矩形截而外伸梁，承受載荷F作用，F(xiàn)=20kN,許用應力b = 160MP,許用切應 力r = 90MPd,截而高寬比h:b = 2,畫梁的剪力圖、彎矩圖。確泄梁的截而尺寸（本 題20分）。五、已知構件上危險點的應力

15、狀態(tài), 強度。（本題15分）許用應力M=60MPg,用第三強度理論校核該點的4m（單位MPa）六、圖示結構水平橫梁AB的彎曲剛度無限大，承受均布載荷q作用，立柱CD直徑 立柱長度/ = 2w,立柱材料為力3號鋼，其臨界柔度為：2p=100,彈性模E = 200GPa9兩端可以看作固定錢支，若穩(wěn)圧安全系數(shù)加=2,試確定載荷g的最大值。 （本題20分）D2m2 m七、用能雖:法計算圖示外伸梁C點的豎向位移，曰已知。（本題15分）q一.（5分）解:二、（10 分）解：（2分）E = - = 70GPas材料力學期末考試 試卷（5 ）參考答案切應變?nèi)?（2分）,Yb=-2aF 60000b =150M

16、Pab5 20x2（2 分）（3分） =豈=性=2.143x10-3 I 70（2 分） b 20（2分）/ = = 0.327（2分）三、（25分）解：（2分）rmax =礦乞fWt （3 分）T = m = 9549- = 9549 = 2291.76M”“250（5 分）D316xT3.14xt16x2291.7x1000“ o=663（5分）3.14x40四、（20分）解：剪力圖、彎矩圖（略）（各4分）MWmaxMm“ = 20冊加 F,=20kN（分）（2分）max（2分）bi2x1603x20x1000000=j 1.2mmh = 2b = 14.4/zz/h （i（2分）（遜（2

17、分）（2分） 分）=送（）里（）（）（）=4 6mmr2bh 2x57.2x114.4L Jb = 57.2mm h = 1144”（2 分）max = 6 + by *五、（15分）解： 由 %n 2得主應力 6 = 524MPa（2 分）六、（20分）解：立柱的柔度i 10（5分）= 62kN（5分）心=卓且d = 2x200000山立柱的臨界壓力 /t244x2002F = r = 31kN立柱的容許壓力”（3分）由平衡方程確定外載荷最大值qTkNIni （?分）七、（15分）解：兩個彎矩圖（各5分）父11夕 3）21）IT （O.=；-cr qcr - a + 2 - cur a =利

18、用圖乘法得： E八324）6E/12 丿24刃 丿心分）用其他方法解題時具體問題具體分析！河北工程大學 學年第一學期期末考試試卷（6）卷水平坐標：每一小格代表0.5X10-3豎坐標：每一小格代表30MF二、硬鋁試樣，厚度5 = 2?加，試驗段板寬b=20mm,標距長度1=70mm,在軸向拉力F=6k/V 的作用下，測得試驗段伸長& =0.15枷，板寬縮短量=0.0沏，試計算硬鋁的彈 性模量F與泊松比。（本題10分）截而髙寬_ b許用應力用第三強度理論校核該點的4020MPa三、某圓截而鋼軸，轉速n=2S0r/min,傳遞功率P=60kW,許用切應力為日=40加刀，試 確定軸的直徑。（本題15分

19、）四、圖示矩形截而外伸梁，承受載荷F作用，F(xiàn)=20kN,許用應力b = 160MPd, 比h：b = 2,畫梁的剪力圖、彎矩圖。確左梁的截面尺寸（本題20分）。五、已知構件上危險點的應力狀態(tài), 強度。（本題15分）六、理想軸心壓桿直徑 =40伽，長度心2m，材料為人3號鋼，其臨界柔度為：= 100 , 彈性模疑E = 200GPg,兩端可以看作是狡支座，若穩(wěn)上安全系數(shù)nkV=2,試確左壓桿的容 許壓力最大值。（本題15分）七. 用能量法計算圖示剛架C點的豎向位移.兩段桿長度均為/,不考慮軸力及剪力的影響, 曰為常數(shù)。（本題15分）材料力學期末考試試卷（6 ）參考答案一.（10分）解：彈性模量約

20、為E = 20GPa （4分）,屈服極限Os=240Mpa. （3分）強度極限Ob=420Mpe （3分）F 60000b =150MPab5 20x2二、（10 分）解: （2分）（2分）+ 尋EEE = - = 70GPa s三、（25分）解：（2分）rmax =乞f 略 （3分）/ = = 0.327（2 分） （2 分）T = m = 9549- = 9549 = 2291.76M”%=n250（5 分）16Di16x7 3.14xt16x2291.7x1000“ o=66.3” 3.14x40行分）四、（20分）解：剪力圖、彎矩圖（略）（各5分）Mmax = 20kNrn（2 分）騎

21、W冋巫輕=57.2呦bi2x160n,ax +廠% _ 6 + 6 土 | ?五、（15分）解： 由 bmm 2 V得主應力 5 = 52.4MM（2 分）6 = 7.64MM（2 分）仇（4分）=& 分）所以：第三強度理論相當應力5=5-6=52.4MP*b強度足夠！（5分）i = = 0rnm六、（15分）解：壓桿的慣性半徑 4（2分）厶2 = 200切10（5 分）3.143x200000 x402=；=62 kN4x2002（5 分）F = = 3kN（3 分）2 = 壓桿的柔度F fE 1/2F/r = X7R1壓桿的臨界壓力 224壓桿的最大容許壓力七、（15分）解：兩個彎矩圖（各

22、5分）1/4 P/圓桿橫截而直徑增大一倍，其抗拉圧剛度變成原來的倍、抗扭剛度變成原來的倍、抗彎剛度變成原來的倍。（6分） 對于大柔度中心壓桿，在苴它條件都不變的情況下，若將壓桿兩端的約朿由兩端狡支改為兩端固支，則其臨界壓力變?yōu)樵瓉淼谋?。?分） 第二強度理論的相當應力2 =o （2分） /1 =（P/x/x/）（2x P/ x/）=（丄）利用圖乘法得：EC6EC3EIX f （5分）河北工程大學-學年第一學期期末考試試卷（7 ）一、概念題（本題22分）1、指的是構件抵抗破壞的能力；指的是構件抵抗彈性變形的能力：.指的是構件在原始狀態(tài)保持平衡的能力。（3分）2、由于構件截而急劇變化所引起的應力局部增大的現(xiàn)象稱為 o （1分）3、軸向受力構件在比例極限內(nèi)，英橫向應變與軸向應變成正比，比例系數(shù)稱為材料的。（1分）4、根據(jù)下圖所示A、3、C、D四種不同材料的應力-應變曲線，可以判斷：材料的彈性模疑最大：材料的強度極限最大：材料的塑性最好；材料的強度最小。（4分）8、變形能的計算與加載次序有關嗎答：o （2分）二、（本題12分）畫桿的軸力圖。若橫截而積為兒彈