材料力學試卷

.一、低碳鋼試件的拉伸圖分為、、、四個階段。(10分)二、三角架受力如下列圖。已知F=20kN,拉桿BC采納Q235圓鋼，［鋼］=140MPa,壓桿AB采納橫截面為正方形的松木，[木，試用強度條件選擇拉桿BC的直徑d和壓桿AB的橫截面邊長a。]=10MPa(15分)CBAF三、實心圓軸的直徑D＝60mm。傳達功率P＝70kW，軸的轉速n＝180r/min，資料的許用切應力[]＝100MPa，試校核該軸的強度。（10分）四、試繪制圖示外伸梁的剪力爭和彎矩圖，q、a均為已知。（15分）q

qa2

qaA

BC2aa五、圖示為一外伸梁，l=2m，荷載F=8kN，資料的許用應力[]=150MPa，試校核該梁的正應力強度。(15分)精選.60mm4FFmADBmC001lll100mm六、單元體應力如下列圖，試計算主應力，并求第四強度理論的相當應力。(10分)＝100MPa＝100MPax＝100MPa七、圖示矩形截面柱承受壓力F1=100kN和F2=45kN的作用，2與軸線的偏愛距=200mm。Feb=180mm，h=300mm。求max和min。（15分）精選.八、圖示圓桿直徑d=100mm，資料為Q235鋼，E=200GPa，p=100，試求壓桿的臨界力Fcr。(10分)Fcrm3d《資料力學》試卷（1）答案及評分標準一、彈性階段、服氣階段、加強階段、頸縮斷裂階段。評分標準：各2.5分。二、d=15mm;a=34mm．評分標準：軸力5分，d結果5分，a結果5分。三、=87.５ＭＰa,強度足夠．評分標準：T3分，公式4分，結果3分。四、F圖+S——qa2圖qa2／2評分標準：受力爭、支座反力5分，剪力爭5分，彎矩圖5分。五、max=155.8MPa＞［］=100MPa，但沒超出許用應力的5%，安全．評分標準：彎矩5分，截面幾何參數3分，正應力公式5分，結果2分。六、（1）１＝１４１.42MPa，＝０，３＝１４１.42MPa；（2）r4=245MPa。評分標準：主應力5分，相當應力5分。七、max=０.64MPa，min=-6.04MPa。精選

FS圖1..5qa圖.評分標準：內力5分，公式6分，結果4分。八、Ｆcr=53.39kN評分標準：柔度3分，公式5分，結果2分。q一、什么是強度無效、剛度無效和牢固性無效？二、如圖中實線所示構件內正方形微元，受力后變形為圖中虛線的菱形，則微元的剪應變?yōu)?/p>

？A、

B、

900C、

900

2

D、

2答案：D三、資料力學中的內力是指（）。A、物體內部的力。B、物體內部各質點間的互相作使勁。C、由外力作用惹起的各質點間互相作使勁的改變量。D、由外力作用惹起的某一截面雙側各質點間互相作使勁的協(xié)力的改變量。答案：B四、為保證機械和工程構造的正常工作，此中各構件一般應知足和三方面的要求。

、答案：強度、剛度、牢固性五、截面上任一點處的全應力一般可分解為

方向和

方向的重量。前者稱為該點的

，用

表示；后者稱為該點的

，用

表示。答案：略第二章內力解析畫出圖示各梁的Q、M圖。qqaqaqqa2ADCBaaaaaaqa/49qa/43.5qa1.5qaqa2.5qa1.5qa精選.3qa2P=10kNM=5kNm2qaqACBD1m1m1ma2a2.5kN7.5kN2qaqa24qa5kN.m2qa25qa2第三章拉伸與壓縮一、觀點題1、畫出低碳鋼拉伸時曲線的大概形狀，并在圖上標出相應地應力特點值。精選.2、a、b、c三種資料的應力～應變曲線如下列圖。此中強度最高的資料是；彈性模量最小的資料是；塑性最好的資料是。ab答案：a、c、ccO3、延長率公式l1l/l100%中l(wèi)1指的是?答案：DA、斷裂時試件的長度；B、斷裂后試件的長度；C、斷裂時試驗段的長度；D、斷裂后試驗段的長度。4、影響桿件工作應力的要素有（）；影響極限應力的要素有（）；影響許用應力的要素有（）。A、載荷B、資料性質C、截面尺寸D、工作條件答案：ACBBD5、對于資料，平時以產生0.2%的時所對應的作為服氣極限，稱為資料的屈服強度，并用記號表示。答案：無顯然服氣階段的塑性資料、塑性應變、應力、0.2。二、圖示為簡單懸臂式吊車簡圖，斜桿由兩根50×50×5的等邊角鋼組成，橫截面面積為961mm2；水平桿由兩根10號槽鋼組成，橫截面面積為2548mm2。資料都是A3鋼，許用應力120MPa。不計兩桿的自重，求同意的最大起吊重量G。NACGNACC4msinG22mNBCNACGG3NABcossincosNACANAC[]AAC115.32kNG1BG255.766kNNAB[]AAC305.76kNG23NAB529.591kN[G]{G1,G2}min55.766kN三、圖示變截面桿由兩種資料制成。AE段為銅質，EC段為鋼質。鋼的許用應力鋼160MPa，銅的許用應力為銅120MPa。AB段橫截面面積是BC段橫截面面積的兩倍，AAB1000mm2。外力作用線沿桿軸線方向，P60kN。試對此桿進行強度校核。又若已知E鋼210GPa，E銅100GPa。試計算桿的縱向變形和AB截面的相對位移。NAD2P精選.NDENEBPNBCP銅桿max120MPa壓應力鋼桿max120MPa拉應力lAC0.94mmAB1.8mm四、圖示構造，矩形截面梁AB和圓形截面桿CD所用資料同樣，已知資料許用應力[]160MPa。CD桿的直徑d=20mm，試求（1）構造的同意載荷[P]；（2）畫出梁危險截面的正應力散布圖。DNCD1.5PP12[NCD]2[]A33510N1.5m33.51kNP33CMmax1000PM1000PAB120WW[]2m1m701202P2[]W1607026880N26.88kN100010006[P]{P1,P2}min26.88kN剪切一、判斷剪切面和擠壓面時應注意：剪切面是構件的兩部分有發(fā)生的平面；擠壓面是構件的表面。答案：互相錯動、接觸二、圖示螺釘桿穿過剛度較大的水平梁并由螺帽懸掛，螺桿下端懸掛一重為P的物體。試分別寫出螺釘的剪切應力；擠壓應力；拉伸應力。答案：拉伸強度：剪切強度：擠壓強度：P4PQPPbs4PAd2AbsAbs(D2d2)dh三、拉桿頭部尺寸如下列圖，已知接頭的許用切應力D=40mm100MPa，許用擠壓應力[bs=200MPa。試校核拉桿頭部的強度h=10mmh=10mmd=20mm精選P=40kN.Pdhbs4P2d2D四、如下列圖，厚度為t的基礎上有一方柱，柱受軸向壓力P作用，則基礎的剪切面面積為，擠壓面積為P答案：A=2atAbs=a2ta五、如下列圖兩板用圓錐銷聯(lián)絡，則圓錐銷的受剪切面積為（）；計算擠壓面積為（）。A、1D2B、1d2D441hC、D2d2PP4hD、1Dd2DdF、h3d答案：D、FE、hdD4244第五章扭轉一、實心圓軸1和空心圓軸2橫截面面積同樣，受同樣的扭矩作用，若空心圓軸的內、外徑之比=0.6，求空心圓軸與實心圓軸最大切應力之比max2。max1答案：0.588二、試畫出以下各圓截面上的扭轉剪應力散布MM答案：略精選.三、在圖示受扭圓軸橫截面上的剪應力散布圖中，正確答案是。TTTT(A)(B)(C)(D)答案：D四、一內外徑之比為

=d/

D

的空心圓軸，當兩頭承受扭轉力偶矩時，橫截面上的最大剪應力為

，則內圓周處的剪應力有四種答案：（A）；（C）(1-a3)；

（B）（D）(1-a4)

；正確答案是

。答案：B五、兩根直徑同樣而長度及資料不同樣的圓軸，在同樣扭矩作用下，其最大切應力和單位長度扭轉角之間的關系是（）。A、max1max2，12B、max1max2，12C、max1max2，12D、max1max2，12答案：B六、在扭轉損壞實驗中，低碳鋼圓試樣沿剪斷；鑄鐵圓試樣沿拉斷。答案：橫截面、近似450斜截面第六章波折應力一、觀點題1、圖示鑄鐵簡支梁，當梁的橫截面面積一準時，最合理的截面形狀是?PABaa精選ABCD.答案：D2、畫出懸臂梁任一截面上波折正應力及剪應力散布。答案：略3、為了提升梁的承載能力，梁的支座有圖示四種方案，合理方案是。qq(A)(B)ll/54l/qq(C)l(D)l/53l/l/5答案：D4、如下列圖圓截面懸臂梁，若梁的其余條件不變，答案：八分之一l5、梁的橫截面形狀如下列圖。圓截面上半部有一圓孔。在xoy平內作用有正彎矩M，(1)試畫出正應力散布圖；(2)絕對值最大的正應力地點有以下四種答案：A、a點B、b點C、c點D、d點正確答案是。

而直徑增添一倍，則其最大正應力是本來的倍。Pdy面abcozd答案：1、略；2、a點。二、圖示簡支梁AB，若梁長l，抗彎截面模量Wz和許用應力[]均為已知。試求：（1）當載荷P直接作用在主梁AB上時（圖a），求梁的同意載荷[P1]。精選.（2）若加一長為a的協(xié)助梁CD，如圖b所示。不考慮協(xié)助梁的強度，求梁的許用載荷[P2]。（3）若協(xié)助梁CD的抗彎截面模量Wz和許用應力[]與主梁AB同樣，求a的合理長度。PPCDABABl/2l/2a/2l/2(a)(b)4W[]4W[]答案：[P1][P1]lal/2la三、鑄鐵梁載荷及反力如下列圖，。已知：Iz=188×106mm4。求：（1）畫出梁的彎矩圖及危險截面的正應力散布圖，（2）求該梁的最大拉應力max及最大壓應力max，并指出發(fā)生在哪個截面及哪些點。RA=25kN100kN50kN1y=180mmA形2y=80mm1m1m1my答案：1、略2、maxCmax23.94MPa（C截面的上面沿各點）maxBmax47.87MPa（B截面的上面沿各點）四、圖示T形截面簡支梁,[]=30Mpa,[]=60Mpa,Iz=763×104mm4,E=120Gpa。求：（1）梁的許用載荷[P]；（2）若梁倒置，[P]=？。PB80A20521m1mz12020（單位：mm）答案：由maxMmaxymax[]MmaxPl[P]4IZ[]4IZymaxl（1）[P]5.2kN（2）[P]10.4kN[P]8.8kN五、圖示矩形截面木梁。已知P10kN，a1.2m，木材的許用應力[]10MPa。設梁橫截面的高、寬比為h2。試計算橫截面的尺寸。bP2PPbha精選aaa.maxMmax[]MmaxPabh22b3答案：由WZWZ36[b]3Pa122mm3]2[第七章波折變形一、圖示連續(xù)梁中，梁AB與BC用鉸鏈聯(lián)接，A處為固定端拘束，CD為直桿。梁的抗彎剛度為拉（壓）剛度為EA。試寫出積分法求梁變形時的界限條件和圓滑連續(xù)條件。答案：qyA0A0AByClCDC左C右l1l2二、懸臂梁如下列圖，畫出撓曲線的大概形狀。mm答案：左段各點無位移；中段上彎，且張口向上；aaa右段不波折，但有波及位移。三、簡支梁如下列圖,試寫出當用積分法求梁的撓度時確立積分常數的支承條件和連續(xù)條件。

EI，桿CD的抗DC答案：yPACBaPxyA0yBkk(ab)abyC左yC右C左C右四、等截面直梁在波折變形時，撓曲線曲率最大發(fā)生在（）處。A、撓度最大B、轉角最大C、剪力最大D、彎矩最大答案：D五、用疊加法求梁的位移時，應知足的條件是：1.；2.。答案：線彈性、小變形第九章應力狀態(tài)與強度理論一、觀點題對于圖示三種應力狀態(tài)(a)、(b)、(c)之間的關系,有以下四種答案：A、三種應力狀態(tài)等價；B、三種應力狀態(tài)均不等價；C、(b)和(c)等價；精選.D、(a)和(c)等價。正確的答案是。45°45°答案：D2.圖示單元體的三個主應力為：；-（a）（b）（c）；。答案：、、3.承受軸向拉壓的等截面桿，在桿內任一點處（）。A、無切應力B、無切應變C、縱截面無正應力D、無橫向線應變答案：C若單元體任一截面上的切應力均為零，試繪出該單元體可能有的平面應力狀態(tài)。答案：略第一和第二強度理論只合用于脆性資料；第三和第四強度理論只合用于塑性資料。這類說法能否正確，為什么？二、受力構件內某點處，原始單元體應力如下列圖。試求主應力、主平面方向角和最大切應力。（單位MPa）20答案：x40y20xy4040max11.240min71.2111.220371.2單位：MPatan122xy40288.6044.30xymaxmaxmin41.22三、已知平面應力狀態(tài)如下列圖（單位MPa），試求：（1）主應力；（2）該平面內的最大切應力。答案：20max5750min71572037精選.maxmaxmin322四、鋼構件內某點的應力狀態(tài)如下列圖（應力單位MPa），資料彈性模量E=200GPa，泊松比0.3。試求對角線AC的長度改變。15C35.5MPa5.5MPa300120030025109.29103mm30ACACAC500120EA30五、兩頭關閉的鑄鐵圓筒，其內徑d=100mm，壁厚t=10mm，承受內壓p=5MPa，而且在兩頭受軸向壓力P=100kN的作用，資料的許用拉應力[]=40MPa，試用第三強度理論校核其強度。（可近似地看作薄壁圓筒）答案：PPDp環(huán)向30.25徑向15.125-7.23=28.937=-13.81第三相當應力44.06不知足強度條件。第九章組合變形一、觀點題1.圖示構造中，桿

1發(fā)生

變形；桿

2發(fā)生

變形；桿

3發(fā)生

變形。答案：拉伸、壓縮、波折2.應用疊加原理解析組合變形桿內的應力，應知足的條件為：1.2.。答案：線彈性、小變形3.斜波折時危險點處于向應力狀態(tài)；拉（壓）與波折組合變形時危險點處于波折組合變形時危險點處于向應力狀態(tài)。

；

向應力狀態(tài)；扭轉與答案：單、單、雙4.構件受偏愛壓力作用時，外力作用點離截面形心愈近，則中性軸距形心愈

；當外力作用點位于截面形心周邊一地區(qū)內時，可保證截面上不產生拉應力，這一地區(qū)成為

。答案：近、壓力中心在斜波折中，橫截面上危險點的最大正應力、截面撓度都分別等于兩互相垂直平面內的波折正應力、撓度的疊加，這兩種疊加有何不同樣。答案：代數疊加、矢量疊加二、圖示ABC折桿，C端受平行于y軸的力P=1kN，資料為鋼質，[]=160MPa。試用第三強度理論計算圓軸PAB的直徑d。Cy50mmA精選Bx100mmz.答案：危險截面：固定端TPaMPla50mml100mm32M213M2T2d3T2WZWZ32d19.2mm三、等截面鋼軸如下列圖。主動輪C上的力Ph為水平方向，直徑為500，從動輪的直徑為800，鋼軸資料的許用應力[]65MPa。若軸傳達的功率為20馬力，轉速150rpm，PV12PV2，試按形狀改變比能理論確立軸的直徑。PhOxAByCPV1DPV2z答案：300350300m936.5NmPh3799NPV22375NPV12PV24650N(MZ)maxPh500949750Nmm(My)max3PV28002850000Nmm22危險截面為B處橫截面。d332(My)max2m276.44mm[]四、圖示為中間開有切槽的板，已知P80kN，h80mm，b10mm，a10mm。試求板內最大應力，并與沒有張口時比較。PPh答案：ab精選.張口MPaNP2maxMN163.3MPa不張口N100MPaWAA五、已知圖示鋼桿的P14πkN，P260πkN，m=4kNm，l=0.5m，直徑d=100mm，[]=160Mpa。校核該桿的強度。P1答案：mMP2P288MPalWAm64MPar3242155.3MPaWp六、圖示銑刀C的直徑D=90mm，切削力Pz=2.2kN，圓截面刀桿AB長l=320mm，許用應力[]=80MPa，Me為繞x軸外力偶矩，AB處于平衡狀態(tài)。試用第三強度理論求刀桿AB的直徑d。yyMeABCxCMzDzPZZPl/2l/2答案：TMDPZl32M2T2ePMr3d3[]d29.5mmZ24第十章壓桿牢固一、觀點題1.影響壓桿臨界力大小的要素有、、、。2.對于壓桿臨界力的含義，以下幾種說法正確的有（）。A、壓桿橫截面上應力達到比率極限時的壓力值；B、壓桿能保持牢固直線平衡形態(tài)時的最大壓力值；C、壓桿喪失牢固直線平衡形態(tài)時的最小壓力值；、壓桿在波折平衡形態(tài)時的壓力值；精選.E、壓桿由牢固平衡過渡到不牢固平衡時的壓力值；F、壓桿喪失承載能力時的最小壓力值。3.一端固定、一端為彈性支撐的壓桿如下列圖，其長度系數的范圍為（）。A、0.7；B、2；PC、0.72；D、不可以確立。答案：ClEI4.若壓桿知足牢固條件，能否必定知足強度條件？又若壓桿知足強度條件，能否必定知足牢固條件？5.圖示兩根修長壓桿，l、EI同樣。（a）桿的牢固安全系數nst=4；則（b）桿實質的牢固安全系數nst有四種答案,正確答案是。A、1；B、2；C、3；D、4。2P2P2PPlEIlEI答案：B(a)(b)二、構造如圖示。AB斜桿為圓截面，d40mm，l800mm，兩頭鉸支；CAD為邊長100mm的正方形橫截面梁，資料皆為A3鋼。p200MPa，s235MPa，b400MPa，E=206GPa，強度安全系數ns1.2，nb2.0，牢固安全系數nst2.5，Q40kN。試校核該構造能否安全。Q答案：600300牢固解析：CAD80026002sin800l600NABsin900QBNAB90.7kNpE100.8sas61.64l中長桿b80pdNABcr269.4kNnw2.97nst2.5強度解析：危險截面：A處截面Mmax300Q精選max72MPa

.smax3.26ns2.0三、某型號飛機起落架中承受軸向壓力的斜撐桿為修長桿如下列圖。兩頭為鉸支拘束，桿為空心圓管，外徑D=52mm，內徑d＝44mm，l＝950mm。資料的b=1600MPa，p=1200MPa，E=210CPa。試求該斜撐桿的臨界壓力PLj。答案：p41.56iID2)A(14lPLj401.716kN55.786pi四、圖示構造，AB和BC均為圓截面桿，兩桿直徑同樣d40mm，資料同樣，資料的彈性模量E200GPa，比率極限P200MPa，服氣極限s240MPa，P99，s60，a304MPa，b1.12MPa。若兩桿的安全系數均取為3，P70kN，試校核此構造的安全性。400P答案：B21A600NBCP壓NABP拉33AB32.16MPa[]s80MPanBC80屬中長桿C(NBC)cr339.131kNnst4.2n3五、圓截面壓桿d=40mm，p=200MPa，s=235MPa，E=200GPa，μ=0.25，δ=25%。P精選L.求：可以用歐拉公式計算臨界應力時的最小桿長。答案：izELmin1.419mp第十一章能量法一、圓軸如下列圖，資料的彈性模量為E，剪切彈性模量G，在自由端承受扭矩T及軸向拉力P，試求圓軸所積蓄的變形能。TPd答案：略LT

P二、圖示連續(xù)梁，AC和CB的抗彎剛度EI相等且為常數。試用能量法求C點的撓度。APBC1.5ll答案：靜定構造如圖變形條件(fC)AC(fC)CBAPC由圖乘法N11Nl22lN(fC)CBl31.5(P-N)lNEI233EIBC(fC)AC9(PN)l3Nl8EI精選.N27P代入變形方程得fC(fC)CB0.2571Pl335EI三、求圖示構造的總變形能，并用卡氏定理求C點的鉛垂位移。PaaP答案：AC令PC=PB=PEI45BEINBD22PCPB2PCPB292EAUBD2a2aPEAEADaP2x2P2a3UAC2UBC2CdxC2EI3EI0UUBDUAC92P2aP2a3EA3EIfCUBD42PCPBa122Pa2Pa3PC2EAEA3EI四、構造受力如下列圖，剛架各段的抗彎剛度已于圖中標出。若不計軸力和剪力對位移的影響，計算B截面的轉角B。aPBAEI1lEI2C答案：精選.BPal1PalEI2EI2五、懸臂梁AB長l，抗彎剛度EI，受力P。求：用卡氏定理確立A截面撓度及轉角。答案：ylP2x2P2l3ABUdx6EIx02EIPlUPl3l2fAPxMfP3EIU1dx02EIAU1lPxMflPxPl2Mfdxdx2EI0EI0EI（20分）圖示剛架，各段桿的抗彎剛度EI相等且為常數，忽略軸力的影響。試用六、力法正則方程求解B、C處的支反力。lllBPC2lA第十二章靜不定系統(tǒng)一、試判斷圖示構造能否為靜不定？若為靜不定，是幾次靜不定？并繪出基本靜定系。答案：一次靜不定精選.二、圖示構造，1、2、3三根桿抗拉壓剛度同樣，因為加工原由，2號桿短了一個微量，AB梁視為剛體，試成立此構造的變形協(xié)調方程。1a2b3答案：lcl1l3l2ABP三、如下列圖平面剛架，各桿EI相等，均為常數，受散布力q和力偶m作用。求A、C處拘束力。PA2a答案：Pm=PaBAPaAX01=12PaC1132a31P29Pa33EI6EI由11X10X129P1PYA64其余拘束力YCPYA35P向上64四、圖示剛架，各段桿的抗彎剛度EI相等且為常數，忽略軸力的影響。試用

aam=PaBC2a2aB2aC向上MA35Pa順時針32lllBPC精選2lA.力法正則方程求解B、C處的支反力。答案：PPlX1X2PlX1=1PlA力法正則方程11X112X21P12X122X22P

AAB2lC0X=120各系數111(1l22l2l2l)8l3AEI233EI221(14l222l4l22l)32l3122114l2l4l3EI233EIEIEI1P12Pl2l2Pl32P1(2Pl22l1Pl252l)17Pl3EIEI3PEI4233EI代入正則，得X1X2P287五、圖示靜不定剛架的EI為常量。試使勁法正則方程求鉸支座的反力。（不考慮軸力和剪力的影響）BCBCqX1qlAAl答案：11X11P01P1lqx2ldx01ql4EI026EI1ll41x2dxl2dx3X11EIl1ql003EI8精選.六、圖示構造，AB和BC均為圓截面桿，兩桿直徑同樣d40mm，資料同樣，資料的彈性模量E200GPa，比率極限P200MPa，服氣極限s240MPa，P99，s60，a304MPa，b1.12MPa。若兩桿的安全系數均取為3，P70kN，試校核此構造的安全性。400P400PA0B60AB060CC1、低碳鋼拉伸經冷作硬化后，以下哪項指標獲得提升。(A)強度極限；(B)比率極限；(C)斷面縮短率；(D)伸長率。2P2