哈工大材料力學試卷與答案

一、填空題：請將正確答案寫在劃線內(nèi)（每空1分，計16分）1.工程構(gòu)件正常工作的條件是2.工程上將延伸律8的材料稱為脆性材料。3.矩形截面梁橫截面上最大剪應(yīng)力max出現(xiàn)在各點，其值max―一―辛—』TOC\o"1-5"\h\z4?平面彎曲梁的q、FsM微分關(guān)系的表達式分別為--、—、、、5.四個常用的古典強度理論的表達式分別為、、、6.用主應(yīng)力表示的廣義虎克定律為,二、單項選擇題1.沒有明顯屈服平臺的塑性材料，其破壞應(yīng)力取材料的⑴比例極限疔⑵名義屈服極限0.2;⑶強度極限b；@）根據(jù)需要確定。2.矩形截面的核心形狀為。⑴矩形；⑵菱形；⑶正方形；⑷三角形。3.桿件的剛度是指。⑴桿件的軟硬程度；⑵桿件的承載能力；⑶桿件對彎曲變形的抵抗能力；⑷桿件對彈性變形的抵抗能力；4.圖示二向應(yīng)力單元體，如剪應(yīng)力改變方向，則。⑴主應(yīng)力的大小和主平面的方位都將改變；⑵主應(yīng)力的大小和主平面的方位都不會改變；⑶主應(yīng)力的大小不變，主平面的方位改變；⑷主應(yīng)力的大小改變，主平面的方位不變。5、圖示拉桿頭和拉桿的橫截面均為圓形，拉桿頭的剪切面積A.DhB.dhC.d二2A.DhB.dhC.d二2/4）.二（D2f）/46、當系統(tǒng)的溫度升高時，下列結(jié)構(gòu)中的不會產(chǎn)生溫度應(yīng)力.ABCD三、簡答題（每小題6分，計12分）1.支承情況不同的圓截面壓桿如圖所示，已知各桿的直徑和材料均相同且都為大柔度桿。①若只考慮紙平面內(nèi)的穩(wěn)定，問：那個桿的臨界力最大？②若在保持截面的面積不變的條件下將各壓桿的截面改成正方形，試問各壓桿的穩(wěn)定性是提高了還是降了？(h)W(d)2.分別按第三和第四強度理論設(shè)計彎扭組合變形桿件的截面，按第三強度論設(shè)計的桿件截面比按第四強度理論設(shè)計的截面那個大？為什麼？四、（12分）某形截面的外伸梁如圖所示，已知：l=600mm，截面對中性軸的慣性矩Iz=5/306mm4,y=72mm,2片38mm梁上的荷載Ij=24kN,f=9kN材料的許用拉應(yīng)力^七］=30MPa,許用壓應(yīng)力&c90田Pa，試校核梁的強度。五、（14分）荷載F作用在梁AB及CD的聯(lián)接處，試求每根梁在連接處所受的力。已知其l3EI跨長比和剛度比分別為1-一和ZZZl22EI

D六、（14分）承受均布荷載的矩形截面簡支梁如圖所示,F的作用線通過截面形心且與y軸成15角，已知1=4m,b=80mm,h=120mm,材料的容許應(yīng)力二-10MPa，試求梁容許承受的最大荷載FaxmaxD六、（14分）承受均布荷載的矩形截面簡支梁如圖所示,F的作用線通過截面形心且與y軸y七、（14分）矩形截面受壓柱如圖所示，其中于y軸上，耳=F2=80kNb=240mm橫截面上不出現(xiàn)拉應(yīng)力時的h最小尺寸；（2F2當?shù)淖饔镁€與柱軸線重合，F(xiàn)2的作用點位的偏心距e=100mm。求（1）柱的h確定后求柱橫截面上的最大壓應(yīng)力。一、填空題：請將正確答案寫在劃線內(nèi)（每空足夠的強度，足夠的剛度，足夠的穩(wěn)定性；1分，計16分）20「L一0一、填空題：請將正確答案寫在劃線內(nèi)（每空足夠的強度，足夠的剛度，足夠的穩(wěn)定性；1分，計16分）20「L一05；中性軸上各點，maxdFs—二FdxZr1Z1tZr2=Z1-vZ2Z3,Zr3=Z1一Z3,2?z-z311(-ZvZ)J，￡=一二、單項選擇題：請將正確答案的序號填入劃線內(nèi)(每小題1.(2)；2.(2)；3.(4)；4.(3)5.(2)6.(三、簡答題(每小題6分，計1.2.四、五、(4)；4?12分)￡=—[-ZV分。\E3分，計18分)1)(d)，提高了；按第三強度理論設(shè)計的軸徑大，因為按第三強度理論按第四強度理論(12分)(步驟(1)(b)正確，12—也132'0.75T2-)3.M2■>3分；步驟(2)4分、(3)正確，5分)l.Skbtn.(M)解:⑴畫梁的彎矩圖，如圖b示.⑵校核最大拉應(yīng)力。由圖可知MC1.MCy2M'By，故知最大拉應(yīng)力在即拉應(yīng)力強度滿足。t,maxIz5MB,y11.895y2，所以B截面的上邊緣各點1.810X72=22.5.731066MPa⑶校核最大壓應(yīng)力。由于迎一yM~B-y2,故知最大壓應(yīng)力C截面上邊緣點Ixc,maxIz2.71057233.8MPa5.73106即壓應(yīng)力強度也滿足。(14分)二解：一次超靜定問題，基本靜定系如圖b所示。（4分）變形協(xié)調(diào)條件為WBWC（2分）六、變形協(xié)調(diào)方程F-Xl13XI23由此解得X(b)（6分）3EI13E：2135（2分）16714分）（二Flsin04Fl二—cos,Wy,Wz寫出正確，各得2分）二_20^N——4^0.259二5.1810420kN4m=0.966二19.3106Nmm3Nmm二128二103mm3bh2二1921033mmmaxMz中Wz5.18106Nmm…312810mm6Nmm19.310+19210mm-141MPaZ-3（5分）該梁強度足夠（1分）七（14分）解：偏心壓縮問題，移至F］作用線處Me二F2e二45'200kNmm（2分）(1)若使截面上不出現(xiàn)拉應(yīng)力則有（6分）F1?2F_6F2e=0bhbh2解得h=372mm(2)柱截面上的最大壓應(yīng)力(6分)--二F1-2F.?6F2%2.17.2.17_4.34MPaJmaxbhbh2一、判斷題：正確的劃"，錯誤的劃X（每小題2分，計10分）1、對于沒有屈服極限的塑性材料，通常將總應(yīng)變?yōu)?.2%時的應(yīng)力值，定為屈服強度，并以CTP0.2表示。（）2、空心截面與實心截面比較，由于充分發(fā)揮了截面各點的承載能力，因此是扭轉(zhuǎn)變形的合理截面形狀。（）3、不論荷載怎樣變化，簡支梁的最大撓度可用梁跨中截面的撓度來代表。（）4、若壓力作用點離截面核心越遠，則中性軸離截面越遠。（）5、塑性鉸單向自由轉(zhuǎn)動，形成塑性鉸處彎矩為零。（）二、單項選擇題：請將正確答案的序號填入劃線內(nèi)（每小題2分，共12分）1、塑性材料冷作硬化后，材料的力學性能發(fā)生了變化。試判斷以下結(jié)論哪一個是正確的（）：A.屈服應(yīng)力提高，彈性模量降低；B.屈服應(yīng)力提高，塑性降低；C.屈服應(yīng)力不變，彈性模量不變；D?屈服應(yīng)力不變，塑性不變。2、在圖所示狀態(tài)中，按剪應(yīng)力互等定理，相等的是。A.T1=一T2;B.T2=一T3;C.T3=一T4;D.T4=—T2；3、等直梁受載如圖所示.若從截面C截開選取基本結(jié)構(gòu)，則多余約束力為F，變形協(xié)調(diào)條件為3「0；多余約束力為F，變形協(xié)調(diào)條件為0C=0；多余約束力為虬，變形協(xié)調(diào)條件為3「0;多余約束力為虬，變形協(xié)調(diào)條件為0「0;I.4、圖示三根壓桿，橫截面面積及材料各不相同，但它們的相同。A.長度因數(shù)；B.相當長度；C.柔度；D.臨界壓力5、構(gòu)件由突加荷載引起的應(yīng)力，是相應(yīng)靜載引起應(yīng)力的。A.一倍（Kd=5、構(gòu)件由突加荷載引起的應(yīng)力，是相應(yīng)靜載引起應(yīng)力的。A.一倍（Kd=1）B,二倍（、=2）ddC.三倍(Kd=3)D?四倍（Kd二4）6、圖示拉桿頭和拉桿的橫截面均為圓形，拉桿頭的剪切面積和擠壓面積分別為（）。DhA.■，-B兀，C.d2分，共DhA.■，-B兀，C.d2分，共10）三、填空題（每空L直徑為D的實心圓軸，最大的容許扭矩為若將軸的橫截面積增加一倍，則其最大容許扭矩為2、圖示為某點的應(yīng)力狀態(tài)，，構(gòu)件長期在此應(yīng)力3、若構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力隨時間作交替變化，則該應(yīng)力稱為，構(gòu)件長期在此應(yīng)力作用下，會發(fā)生無明顯塑性變形的驟然斷裂，這種破壞現(xiàn)象稱為4、桿件的剛度代表桿件的能力。

5、圖示低碳鋼拉桿的外表面上有斜線，當桿件變形時，請將桿上斜線新的位置畫在圖上，低碳鋼的破壞是由應(yīng)力引起的。四、作圖題（13分）畫出所示梁的剪力圖和彎矩圖，在圖上注明控制截面的Fs和M的值，并指出剪力和彎矩絕對值的最大值。五、計算題（17分）1圖示為一矩形截面鑄鐵梁，受兩個橫向力作用。（1）從梁表面的AB、C三點處取出的單元體上，用箭頭表示出各個面上的應(yīng)力。（2）定性地繪出AB、C三點的應(yīng)力圓。（3）在各點的單元體上，大致地畫出主平面的位置和主應(yīng)力的方向。（4）試根據(jù)第一強度理論，說明（畫圖表示）梁破壞時裂縫在B、C兩點處的走向。六、計算題（12分）鑄鐵梁受荷載情況如圖示。+]=50MPa，抗壓強度_74已知截面對形心軸的慣性矩Iz=403X10六、計算題（12分）鑄鐵梁受荷載情況如圖示。+]=50MPa，抗壓強度_74已知截面對形心軸的慣性矩Iz=403X10m，鑄鐵抗拉強度[。[。-]=125MPa。試按正應(yīng)力強度條件校核梁的強度。.試確定該結(jié)構(gòu)的許3.0SIA13分）?,AC為剛桿'，CD桿的材料為:七、計算題d=20mm,材料的E=200Gpa,CDito^c鋼,C、為235MPas-D兩處均,穩(wěn)定安全因數(shù)-st30圖示結(jié)構(gòu)中球鉸,已知可荷載。八、計算題（10分）作等直桿的軸力圖一、填空題（每空2分計10分）1、2、J3、X4、X5、X二、單項選擇題：請將正確答案的序號填入劃線內(nèi)（每小題2分，共12分）1、B2、C3、A4、B5、B6、B三、填空題：（14分）1、2、,2"；2、30；3、交變應(yīng)力，疲勞破壞；4、抵抗變形5、切四、簡答題：（13分）?齡4歡巾2kNm?齡4歡巾2kNm2.444kNm求支座約束反力FA=10KNFB=2KN（3分）剪力圖（3分）彎矩圖（3分）FSmax7KNM二max3KN.m（4分）五、計算題（17分）

A、B、C三點的應(yīng)力狀態(tài)每個2分，（共6分）A、B、C三點的應(yīng)力圓每個2分，（共6分）A、B、C三點的主應(yīng)力圓每個1A、B、C三點的應(yīng)力狀態(tài)每個2分，（共6分）A、B、C三點的應(yīng)力圓每個2分，（共6分）A、B、C三點的主應(yīng)力圓每個1分，（共3分）梁破壞時裂縫在B、C兩點處的走向（2分）六、計算題（12分）求反力1分作圖2分作彎矩圖B截面241036110336.3MPa（3分）_-BmaxMI：二二403—1^=7x—24103139103XXX40310_782.8MPa（3分）C截面12.75,103.13910-■‘40310744MPaX-=（3分）七、計算題（12分）壓桿所受外力（1分）壓桿臨界力的計算_4-1=1l=1m（1分）di5mm（1分）4.』11000A200（2分）-i-5一200p二,-E--__91.6*s-一P大柔度6423.142043FPF2H2EI3.14X100020010610=15.5kN（3分）Fcr_n15一5二Fcr_nstst3.0八、計算題（10分）F一2F■1-（2分）、X=0_R1_P2RR20（1分）N1aR1a一1一EA-EA（1分）N22a（1R-P）2a?'2_EA_EA（1分）ALN3aR2a一3一EA一EA矣L1+iiL2-.\L3=0R1二-5/4PR2二7/4P（1分）（2分）（2分）7/4P1/4P（2分）一、判斷題：正確的劃J,錯誤的劃X（每小題2分,計10分）1、對于沒有屈服極限的塑性材料，通常將彈性應(yīng)變?yōu)?.2%時的應(yīng)力值，定為屈服強度，并表示。已二P0.2（）（）2圓軸扭轉(zhuǎn)時，實心截面上沒有切應(yīng)力等于零的點。3、在變截面梁中，最大正應(yīng)力不一定出現(xiàn)在彎矩值最大的截面上。（）4、承受斜彎曲的桿件，其中性軸必然通過橫截面的形心，而且中性軸上正應(yīng)力必為零。5、在通過截面形心的一對坐標軸中，若有一個為對稱軸，則該對稱軸就是形心主慣性軸。二、單項選擇題：請將正確答案的序號填入劃線內(nèi)（每小題2分，共12分）1、關(guān)于低碳鋼試樣拉伸至屈服時，有以下結(jié)論，請判斷哪一個是正確的：A.應(yīng)力和塑性變形很快增加，因而認為材料失效；B.應(yīng)力和塑性變形雖然很快增加，但不意味著材料失效;C.應(yīng)力不增加，塑性變形很快增加，因而認為材料失效;D.應(yīng)力不增加，塑性變形很快增加，但不意味著材料失效。2、懸臂梁由兩根槽鋼背靠背（兩者之間未作任何固定連接）疊加起來放置，構(gòu)成如圖示.在載荷作用下，橫截面上的正應(yīng)力分布如圖所示.不會產(chǎn)生溫度應(yīng)力.不會產(chǎn)生溫度應(yīng)力.ABCD3、當系統(tǒng)的溫度升高時，下列結(jié)構(gòu)中的AB4、現(xiàn)有兩種說法：（1）塑性材料中若某點的最大拉應(yīng)力。max=。s,則該點一定會產(chǎn)生屈服；（2）脆性材料中若某點的最大拉應(yīng)力omax=。b，則該點一定會產(chǎn)生斷裂，根據(jù)第一、第四強度理論可知，說法.（1）正確、（2）不正確；（1）不正確、（2）正確；（1）、（2）都正確；（1）、（2）都不正確。5、長度系數(shù)的物理意義是。A.壓桿絕對長度的大小；B.對壓桿材料彈性模數(shù)的修正將壓桿兩端約束對其臨界力的影響折算成桿長的影響對壓桿截面面積的修正。6、在電梯內(nèi)放置重量為W的重物，若電梯以重力加速度下降，則重物對電梯的壓力A.加大B.減少C.為零D.不變?nèi)?、填空題（每空2分，共14分）1、實心圓軸，兩端受扭轉(zhuǎn)外力偶矩作用。直徑為T，若軸的D時，設(shè)軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力為

直徑改為D/2，其他條件不變，則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)椤?、對于作勻加速直線運動和等速轉(zhuǎn)動的構(gòu)件，其內(nèi)力的求解與靜力學方法相似，僅需加上即可。3、純剪切狀態(tài)屬于（單、雙、三）向應(yīng)力狀態(tài)。4、工程構(gòu)件正常工作的條件是足夠的強度、足夠的剛度和。5、對于超靜定結(jié)構(gòu)，當未知力個數(shù)多于平衡方程個數(shù)力，需補充條件，來求解問題。6、用積分法求圖示梁的撓度時，確定積分常數(shù)的條件是。并畫出撓曲線的大致形狀。1A四、作圖題（共13分）畫出所示梁的剪力圖和彎矩圖，在圖上注明控制截面的Fs和M的值，并指出剪力和彎矩絕對值的最大值。五、計算題圖示等直圓桿，已知外力偶矩MA=2.99kN?m，MB=7.20kN?m，MC=4.21kN-m，許應(yīng)切應(yīng)力[t]=70MPa，許可單位長度扭轉(zhuǎn)角[u']=1（°）/m，切變模量G=80GPa。定該軸的直徑五、計算題圖示等直圓桿，已知外力偶矩MA=2.99kN?m，MB=7.20kN?m，MC=4.21kN-m，許應(yīng)切應(yīng)力[t]=70MPa，許可單位長度扭轉(zhuǎn)角[u']=1（°）/m，切變模量G=80GPa。定該軸的直徑d。（共11分）試確六、計算題在受集中力偶矩Me作用的矩形截面簡支梁中，測得中性層上k點處沿45o方向的線應(yīng)變?yōu)?5。，已知材料的E,v和梁的橫截面及長度尺寸b,h,a,.l試求集中力偶矩Me。（13分）八、計算題圖示木梁受以可移動荷載F=40kN作用.已知10嘉，LU3MPa。木梁的截面為矩形，其高寬比h偵。試選擇梁的截面尺寸。（1分）—二一3b2一、填空題（每空2分計10分）1、-2、X3、J4、J5、J二、單項選擇題：請將正確答案的序號填入劃線內(nèi)（每小題2分，共12分）1、C2、D3、A4、B5、C6、C三、填空題:(