材料力學試卷及答案7套

.PAGE10/NUMPAGES10材料力學試卷1一、繪制該梁的剪力、彎矩圖?！?5分QQMM二、梁的受力如圖,截面為T字型,材料的許用拉應(yīng)力[+]=40MPa,許用壓應(yīng)力[-]=100MPa。試按正應(yīng)力強度條件校核梁的強度?！?0分303017030200q=10KN/mP=20KNABCD231三、求圖示單元體的主應(yīng)力及其方位,畫出主單元體和應(yīng)力圓?！?5分30302050單位：MPa四、圖示偏心受壓柱,已知截面為矩形,荷載的作用位置在A點,試計算截面上的最大壓應(yīng)力并標出其在截面上的位置,畫出截面核心的形狀。<15分>A<yA<yp,zp>yzbh五、結(jié)構(gòu)用低碳鋼A3制成,A端固定,B、C為球型鉸支,求：允許荷載[P]。已知：E=205GPa,s=275MPa,cr=338-1.12,,p=90,s=50,強度安全系數(shù)n=2,穩(wěn)定安全系數(shù)nst=3,AB梁為N016工字鋼,Iz＝1130cm4,Wz＝141cm3,BC桿為圓形截面,直徑d=60mm。〔20分BBAC11P1Z六、結(jié)構(gòu)如圖所示。已知各桿的EI相同,不考慮剪力和軸力的影響,試求：D截面的線位移和角位移。ABABCDP2aaa材料力學2一、回答下列各題〔共4題,每題4分,共16分1、已知低碳鋼拉伸試件,標距,直徑,拉斷后標距的長度變?yōu)?斷口處的直徑為,試計算其延伸率和斷面收縮率。2、試畫出圖示截面彎曲中心的位置。3、梁彎曲剪應(yīng)力的計算公式,若要計算圖示矩形截面A點的剪應(yīng)力,試計算。hhAAbb4、試定性畫出圖示截面截面核心的形狀〔不用計算。圓形截面中間挖掉正方形矩形截面中間挖掉圓形圓形截面中間挖掉正方形矩形截面中間挖掉圓形圓形矩形FsMFsM三、圖示木梁的右端由鋼拉桿支承。已知梁的橫截面為邊長等于0.20m的正方形,q=4OKN/m,彈性模量E1＝10GPa；鋼拉桿的橫截面面積A2＝250mm2,彈性模量E2=210GPa。試求拉桿的伸長及梁中點沿鉛垂方向的位移?！?4分四、磚砌煙窗高,底截面的外徑,內(nèi)徑,自重,受的風力作用。試求：〔1煙窗底截面的最大壓應(yīng)力；〔2若煙窗的基礎(chǔ)埋深,基礎(chǔ)及填土自重按計算,土壤的許用壓應(yīng)力,圓形基礎(chǔ)的直徑D應(yīng)為多大？〔20分注：計算風力時,可略去煙窗直徑的變化,把它看成是等截面的。mmmDh0hqP1五、圖示結(jié)構(gòu)中鋼梁AB和立柱CD分別由16號工子鋼和連成一體的兩根角鋼制成,桿CD符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中實腹式b類截面中心受壓桿的要求。均布荷載集度。梁及柱的材料均為Q235鋼,,。試驗算梁和立柱是否安全?！?0分<16號工字鋼：IZ=1130cm4,WZ=141cm3。63×63×5角鋼：IZ=23.17cm4,iZ=1.94cm,A=6.143cm2>。<20分>實腹式b類截面中心受壓桿的穩(wěn)定系數(shù)1011021031040.5490.5420.5360.529六、試用能量法求圖示剛架截面A的鉛垂位移和截面B的轉(zhuǎn)角。略去剪力和軸力的影響,EI為已知?！?5分材料力學3一、填空題〔每空2分,共計10分1、構(gòu)件強度計算時,塑性材料以屈服極限作為極限應(yīng)力,脆性材料以強度極限作為極限應(yīng)力。2、圓柱扭轉(zhuǎn)時,影響扭轉(zhuǎn)角的因素有,如果只將直徑增大一倍扭轉(zhuǎn)角將減小16倍。3、一拉桿橫截面上的正應(yīng)力為σ,斜截面上最大切應(yīng)力=。二、簡答題〔8分1、構(gòu)件設(shè)計中,一受彎的碳素鋼軸剛度不夠,為了提高剛度而改用優(yōu)質(zhì)合金鋼是否合理？為什么？。答：不合理。因為各種鋼材的彈性模量E非常接近。2、鑄鐵T形截面懸臂梁,在自由端上作用向下的集中荷載。若保證在任何情況下都無扭轉(zhuǎn)變形,即只產(chǎn)生彎曲變形,截面如何放置,梁的強度最高?！伯嫵鼋孛娣胖脠D,并說明理由。三、圖示結(jié)構(gòu)中的AB桿可視為剛體,斜桿CD為直徑d=20mm的圓形桿,許用應(yīng)力[σ]=160MPa。試求結(jié)構(gòu)的許可載荷[P]。<15分>1500DBPAA10001000C1500DBPAA10001000C四、圖示等直圓軸,已知外力偶矩TA＝2.99kN·m,TB＝7.20kN·m,TC＝4.21kN·m,許用切應(yīng)力[τ]＝70MPa,許用單位長度扭轉(zhuǎn)角[θ]＝1o/m,剪切模量G＝80GPpa.試確定該軸的直徑?！?0分TcTBTA0.5m1.0mdTcTBTA0.5m1.0md五、畫出梁的剪力圖和彎矩圖?！?2分q=2kN/mP=6kN2m6mCBAq=2kN/mP=6kN2m6mCBA六、簡支梁受力和尺寸如圖所示,材料為鋼,許用應(yīng)力[σ]=160MPa,〔1按正應(yīng)力強度條件分別設(shè)計兩種截面的尺寸。〔2比較兩種截面的Wz/A值,以說明那種形式比較經(jīng)濟。<15分>A<h=2b>hbdBq=15kN/mA<h=2b>hbdBq=15kN/m七、圖示托架中桿AB的直徑d=40mm,長度L=800mm,兩端可視為鉸支,材料為Q235鋼。=100,=60,a=300MPa,b=1.14MPa.σ=240MPa.〔1試求托架的臨界載荷QC；〔2若已知工作載荷Q=70kN,并要求AB桿的穩(wěn)定安全系數(shù)[nst]=2,試問此托架是否安全？〔20分d600L300DBCAQd600L300DBCAQ材料力學4一、選擇題〔每小題2分,共計10分。１、應(yīng)力和內(nèi)力有何不同?！瞐、應(yīng)力等于內(nèi)力。b、應(yīng)力等于內(nèi)力的代數(shù)和。c、應(yīng)力是矢量。d、應(yīng)力是內(nèi)力的集度。2、實心圓軸受扭,當其直徑增加一倍時,則最大剪應(yīng)力是原來的〔a、倍。b、倍。c、倍。d、倍。3、關(guān)于剪力、彎矩的正負號與坐標的選擇有無關(guān)系有以下四種說法,那種方法正確。〔a、它們都與坐標系的選擇無關(guān)。b、它們都與坐標系的選擇有關(guān)。c、剪力正負號與坐標系的選擇無關(guān)；而彎矩則有關(guān)。d、剪力正負號與坐標系的選擇有關(guān)；而彎矩則無關(guān)。4、彎曲正應(yīng)力公式的應(yīng)用條件是：〔a、適用所有彎曲問題。b、純彎曲、等截面直梁。c、平面彎曲、彈性范圍。d、平面彎曲、剪應(yīng)力為零。5、在壓桿穩(wěn)定問題中,臨屆力什么時候可以用Pcr=π2EI/<μl>2計算。〔a、很長的桿。b、很細的桿。c、彈性模量小的桿。d、柔度大于一定數(shù)值的桿。二、簡答題〔每題4分,共計8分1、切應(yīng)力τ正應(yīng)力σ分別表示什么？2、試敘述求解靜不定梁的變形比較法。三、兩鋼桿如圖所示,已知截面積A1=1cm2,A2=2cm2；材料的彈性模量E=210GPa,線膨脹系數(shù)α＝12.5×10-61/oC。當溫度升40oC時,試求兩桿內(nèi)的最大應(yīng)力?！?8分A2A1A2200200A1100A2A1A2200200A1100四、圖示傳動軸,偶矩mA＝2.99kN·m,mB＝7.20kN·m,mC＝4.21kN·m,許用應(yīng)力[τ]＝70Mpa,許用單位長度扭轉(zhuǎn)角[θ]＝1o/m,剪切模量G＝80Gpa。確定該軸的直徑?！?6分mBmmBmAmC0.5md0.5md1.0m1.0m五、繪制圖示靜定梁的彎矩圖和剪力圖?！?2分Me=Me=2kN·m2m2mq=2kN/m2mCBAE22q=2kN/m2CBAE12kN六、由鑄鐵制造的外伸梁,受力和截面尺寸如圖所示。其中z為中性軸。已知鑄鐵的拉伸許用應(yīng)力[σ]+=40MPa,壓縮許用應(yīng)力[σ]-=60MPa。,Iz=7.65×10612kN6kN6kN1m1m1mCBA111CBAEE七、圖示托架中的AB桿,直徑d=40mm,長度l=800mm,兩端可視為鉸支,材料為Q235鋼,彈性模量E=200GPa,λp=100,λs=60,a=310MPa,b=1.14Mpa。<1>試求托架的臨界載荷Qc；〔2若已知工作載荷Q=70kN,并要求AB桿的穩(wěn)定安全因數(shù)[nst]=2,試問此托架是否安全？<16分>0.5m1mDC30oLAB0.1DC30oLAB材料力學5一、選擇題〔每小題2分,共計10分。１、關(guān)于力和變形及位移有下述論述:正確答案是〔a、有力一定有變形,有力不一定有位移；b、沒有力就沒有變形,因而也就沒有位移；c、沒有力也可以有變形和位移；d、沒有變形和位移一定沒有力。2、實心圓軸受扭,當其直徑增加一倍時,則最大剪應(yīng)力是原來的〔a、倍；b、倍；c、倍；d、倍。4、在利用積分計算梁位移時,積分常數(shù)主要反映了：a、剪力對梁變形的影響；b、支承條件與連續(xù)條件對梁變形的影響；c、橫截面形心沿梁軸方向的位移對梁變形的影響；d、對撓曲線微分方程誤差的修正。4、平面彎曲時,如何確定中性軸的位置,有以下說法,那種方法正確?！矙M截面上正應(yīng)力為零的點之連線即為中性軸；b、梁橫截面與中性層的交線即為中性軸；c、過截面形心且與中性層的交線即為中性軸；d、梁的對稱面與中性層的交線即為中性軸。5、在壓桿穩(wěn)定問題中,臨界力什么時候可以用Pcr=π2EI/<μl>2計算。〔a、很長的桿。b、很細的桿。c、彈性模量小的桿。d、柔度大于一定數(shù)值的桿。二、簡答題〔每題4分,共計8分1、切應(yīng)力τ正應(yīng)力σ分別表示什么？2、冬天自來水管因其中的水結(jié)冰而被漲裂,但冰為什么不會受水管的反作用而被壓碎呢？三、兩鋼桿如圖所示,已知截面積A1=1cm2,A2=2cm2；材料的彈性模量E=210GPa,線膨脹系數(shù)α＝12.5×10-61/oC。當溫度升40oC時,試求兩桿內(nèi)的最大應(yīng)力?！?8分A2A1A2200200A1100A2A1A2200200A1100四、傳動軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min,主動輪輸入功率P1=368kW,從動輪2、3分別輸出功率P2=147kW,P3=221kW。已知[τ]=70MPa,[θ]=1o/m,G=80Gpa。試設(shè)計軸的直徑。<16分>1P2P132400mm500mmP31P2P132400mm500mmP3五、繪制圖示靜定梁的彎矩圖和剪力圖?！?2分P=30kNq=10kN/P=30kNq=10kN/mBACBAC1m2m1212kN六、由鑄鐵制造的外伸梁,受力和截面尺寸如圖所示。其中z為中性軸。已知鑄鐵的拉伸許用應(yīng)力[σ]+=40MPa,壓縮許用應(yīng)力[σ]-=60MPa。,Iz=7.65×10612kN1m1mq=9kN/m1mCBA11q=9kN/m1CBAEE七、圖示托架中桿AB的直徑d=40mm,長度L=800mm,兩端可視為鉸支,材料為Q235鋼。=100,=60,a=300MPa,b=1.14MPa.σ=240MPa.〔1試求托架的臨界載荷QC；〔2若已知工作載荷Q=70kN,并要求AB桿的穩(wěn)定安全系數(shù)[nst]=2,試問此托架是否安全？〔20分d600L300DBCAQd600L300DBCAQ材料力學6一、〔10分某塑性材料制成的等截面方形直桿,橫截面寬、高尺寸均為a,桿總長度為3L,材料彈性模量為E,許用應(yīng)力為[σ],受力情況如圖所示〔圖中黑點表示力作用點的位置。LLLLLPPP3P〔2給出桿強度校合的表達式；〔3計算桿的總伸長量。二、〔10分一軸AB傳遞的扭矩為m,AC段為實心圓截面,長度為L,橫截面直徑為D；CB段為空心圓截面,外徑和內(nèi)徑分別為D和d,長度也為L。材料剪切模量為G,許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為[τ]。LLLLmmBCA〔2計算B、C截面的相對轉(zhuǎn)角。三、〔10分做圖示梁的剪力圖和彎矩圖。aaaaOOOOP四、〔10分一矩形截面梁如圖所示,已知梁總長度為4m,P＝2KN,橫截面的高寬比h/b=3,材料為松木,其許用應(yīng)力為[σ]＝8MPa。試按強度條件選擇截面尺寸。OOOO1m11mmOP1mmPP1m1hb五、〔10分懸臂梁的受力如圖所示,桿總長度為3a,B點作用一集中力偶m,梁的抗彎剛度為EI,求C點處的撓度和轉(zhuǎn)角。BBA2amamC六、〔10分30MPa80MPa30MPa80MPa〔1求該平面內(nèi)兩個主應(yīng)力的大小及作用方位,并畫在單元體圖上?！?按照第三強度理論,給出該單元體的當量應(yīng)力。七、〔10分一截面為120×200mm2的矩形木柱,長l＝4m,兩端鉸支,木柱為松木〔a＝40,b＝0.203,λp＝59,其彈性模量為E＝10Gpa,試求木柱的臨界力。材料力學7一、選擇題〔每小題2分,共計10分１、應(yīng)力公式應(yīng)用范圍是〔 a、應(yīng)力在比例及限內(nèi)。b、外力合力的作用線沿桿軸線。c、桿內(nèi)各截面上的軸力必須相等。d、桿件的截面圓形截面。2、實心圓軸受扭,當其直徑增加一倍時,則最大剪應(yīng)力是原來的〔a、倍。b、倍。c、倍。d、倍。3、關(guān)于剪力、彎矩的正負號與坐標的選擇有無關(guān)系有以下四種說法,那種方法正確?！瞐、它們都與坐標系的選擇無關(guān)。b、它們都與坐標系的選擇有關(guān)。c、剪力正負號與坐標系的選擇無關(guān)；而彎矩則有關(guān)。d、剪力正負號與坐標系的選擇有關(guān)；而彎矩則無關(guān)。4、在利用積分計算梁位移時,積分常數(shù)主要反映了：a、剪力對梁變形的影響。b、支承條件與連續(xù)條件對梁變形的影響。c、橫截面形心沿梁軸方向的位移對梁變形的影響。d、對撓曲線微分方程誤差的修正。5、在壓桿穩(wěn)定問題中,臨界力什么時候可以用Pcr=π2EI/<μl>2計算?！瞐、很長的桿。b、很細的桿。c、彈性模量小的桿。d、柔度大于一定數(shù)值的桿。二、簡答題〔每題4分,共計8分1、切應(yīng)力τ正應(yīng)力σ分別表示什么？2、直徑d和長度l都相同,而材料不同的兩根軸,在相同的扭矩作用下,它們的最大剪應(yīng)力是否相同？扭轉(zhuǎn)角是否相同？為什么?三、鋼制正方形框架,邊長a=400mm,重G=500N,用麻繩套在框架外面起吊,如圖所示。已知此麻繩在90N的拉力作用下將被拉斷,〔1如麻繩長1.7m,試校核其極限強度?！?因為改變繩的起吊角α可使此繩不斷,αGaaαGaa四、傳動軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min,主動輪輸入功率P1=368kW,從動輪2、3分別輸出功率P2/