材料力學(xué)試題

2d2dTdG2OG1一、單項選擇題1、由兩種不同材料組成的圓軸，里層和外層材料的切變模量分別為G和GG=2G1 2 1 2如下圖。圓軸受扭時，里、外層之間無相對滑動。關(guān)于橫截面上的切應(yīng)力分布，有圖中A〔B〔C〔D〕所示的四種結(jié)論請推斷哪一種是正確的〔 〕(A) (B) (C) (D)2、受扭實心等直圓軸，當直徑增大一倍時，其最大剪應(yīng)力和兩端相對扭轉(zhuǎn)角與原來的最大剪應(yīng)力和兩端相對扭轉(zhuǎn)角的比值分別為〔〕A、1﹕2 ；1﹕4 B、1﹕4 ；1﹕8C、1﹕8 ；1﹕8 D、1﹕8 ；1﹕16d、D。當D＝2d時．其抗扭截面模量為〔〕(A)7πd3/16； (B)15πd3/32；(C)15πd4/32； (D)7πd4/16。4、受扭實心等直圓軸，當直徑增大一倍時，其最大剪應(yīng)力和兩端相對扭轉(zhuǎn)角與原來的最大剪應(yīng)力和兩端相對扭轉(zhuǎn)角的比值分別為〔〕A、1﹕2 ；1﹕4 B、1﹕4 ；1﹕8C、1﹕8 ；1﹕8 D、1﹕8 ；1﹕16545〔〕A、鋼材； B、木材； C、鑄鐵； D、鋁材6．扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式適用于〔 〕桿件。A．任意截面外形 B．任意實心截面外形C．任意材料的圓截面 D．線彈性材料的圓截面7當實心圓軸的直徑增加1倍時其抗扭強度抗扭剛度分別增加到原來〔 〕(A)816倍；(B)168倍；(C)88倍；(D)1616倍。的是〔〕A 實心圓軸 B 空心圓軸 C 兩者相等 D 無法推斷9、實心圓形截面軸，當橫截面的直徑增大一倍時，該軸的扭轉(zhuǎn)剛度增大〔〕A 4倍 B 8倍 C 16倍 D32倍D=100mmm－mT=〔 〕A 40KN.m B －40KN.m C 20KN.N D－20KN.m40KN.m m20KN.m 20KN.mm一內(nèi)、外直徑分別為d、D的空心圓軸，其抗扭截面系數(shù)有四種答案〔 〕(A)Wt=(D3/16)-(d3/16)； (B)Wt=(D3/32)-(d3/32)；(C)Wt=[/(16D)](D4-d4)； 。外徑為D，內(nèi)徑為d的空心圓軸，兩端受扭轉(zhuǎn)力偶矩T作用，軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力為τ。假設(shè)軸的外徑改為D/2，內(nèi)徑改為d/2，則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)椋?)16τ。(B)8τ。(C)4τ。(D)2τ。外徑為D，內(nèi)徑為d＝0.5D的空心圓軸，兩端受扭轉(zhuǎn)力偶矩T作用，軸內(nèi)的d1=0.7D，則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)椋?)(A) 1.82τ。(B) 1.59τ。 (C) 1.23τ。 (D) 1.14τ。依據(jù)圓軸扭轉(zhuǎn)的平面假設(shè)．可以認為圓軸扭轉(zhuǎn)時其橫截面〔 。A．外形尺寸不變，直徑仍為直線 B．外形尺寸轉(zhuǎn)變，直徑仍為直線C．外形尺寸不變，直徑不保持直線 D．外形尺寸轉(zhuǎn)變，直徑不保持直線15實心圓軸、兩端扭矩作用。直徑為D時，設(shè)軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力為τ，假設(shè)軸的直徑改為D/2，其它條件不變，則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)椤?。A．8τ B．τ/8 C．16τ D．τ/1616 如下圖各軸，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的是〔 。圖c； D圖d；二、填空題

a) b) c) d)1、圓軸的直徑d=50mm。假設(shè)該軸橫截面上的最大切應(yīng)力等于60MPa，則截面上的扭矩T= kN.mABτmax1

BC剪應(yīng)力τ

之比max2max1= 。max24、空心圓截面的內(nèi)徑為d，外徑5．低碳鋼在扭轉(zhuǎn)試驗時，其斷口外形是 大引起的。鑄鐵在扭轉(zhuǎn)試驗時，其斷口外形是 ，是由于最大拉應(yīng)力過大引起的。6、GIp

稱為 ，反映了圓軸抵抗扭轉(zhuǎn)變形的力量7、等直圓桿扭轉(zhuǎn)時，除了需滿足強度條件 件 。三、推斷題1、扭矩的正負號由外力偶矩的方始終打算〔 〕2、當軸的兩端受到一對大小相等，方向相反的力偶作用時，軸將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形?！?〕3在材料和質(zhì)量一樣的狀況下等長的空心軸比實心軸的強度和剛度要高〔 四、作圖題1、繪以下圖構(gòu)造的扭矩圖。繪圖示構(gòu)造的扭矩圖。〔Te=4kN·m；t=2kN/m；l=2m〕繪圖示構(gòu)造的扭矩圖。4、繪以下圖構(gòu)造的扭矩圖。5繪以下圖構(gòu)造的扭矩圖。五、分析題長為l、直徑為d的兩根由不同材料制成的圓軸，在其兩端作用一樣的扭轉(zhuǎn)力T，試問：

max

是否一樣，為什么？相對扭轉(zhuǎn)角是否一樣，為什么？內(nèi)、外直徑分別為d和D的空心軸，其橫截面的極慣性矩為1 1 1 1I D4 d4，抗扭截面系數(shù)為W D3 d3，以上算式是否正P 32 32 t 16 16確？何故？六、計算題1、如下圖等截面圓軸，主動輪的輸入功率PA=350kW，三個從動輪輸出功率PB=100kWPC=130kWPD=120kW。軸的轉(zhuǎn)速n=600r/min，剪切彈性模量G80GPa

60MPa，許用剪應(yīng)力

/m。試：畫出該傳動軸的扭矩圖,并確定該等截面圓軸的直徑〔不考慮轉(zhuǎn)軸的自重和彎曲變形。2．AB100mm；BC段為實心圓截面，直徑200mm；100mm；所受外力偶矩見圖示。各桿材料的容許剪應(yīng)力［］＝70MPa。(2)G＝8×104MPa，求此軸總轉(zhuǎn)角。3、圖示階梯圓軸，d1=25mm，d2=22mm，1=1km2=3kmG=80GPa，[]=300MPa試求〔1〕畫出軸的扭矩圖;AC截面的相對扭轉(zhuǎn)角;校核軸的強度;4、鋼制圓軸的直徑為d，材料的許用剪應(yīng)力[]=30MPa。求:(1)選擇軸的直徑；(2)將m和m互換重選直徑。3 4m=10.2

m=20.3

m=30.5

m=41.0(kNm)0.6 0.5 0.6 (m)5α=1/2n300N1＝500N2＝150，N3桿的允許扭轉(zhuǎn)角[?`]=0.3o/m，試依據(jù)強度條件和剛度條件選擇軸的外徑。提示：m=7024N/n(N.m)，N6．階梯形圓軸如下圖，軸上裝有三個皮帶輪。由輪2輸入的功率為13N1=13kWN3=17kW，軸作勻速轉(zhuǎn)n=200r/min，材料的許用剪應(yīng)力[τ]=60MP，G=80GP，許用單位d1d2。2、3兩皮帶輪的位置互換，定性說明階梯軸的直徑有什么變化？M1 1

M2C M3Bd2d12 31m 1m7、一根軸上有三個皮帶輪。AB50m