哈工大材料力學(xué)試卷及答案

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁一、填空題：請將準(zhǔn)確答案寫在劃線內(nèi)（每空1分，計(jì)16分）⒈工程構(gòu)件正常工作的條件是――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。⒉工程上將延伸律的材料稱為脆性材料。⒊矩形截面梁橫截面上最大剪應(yīng)力浮上在―――――――――――各點(diǎn)，其值。4．平面彎曲梁的q、Fs、M微分關(guān)系的表達(dá)式分離為、、、、。5．四個常用的古典強(qiáng)度理論的表達(dá)式分離為―――――――――――――――――、―――――――――――――――――――――、――――――――――――――、―――――――――――――――――――――――――――――――――。6．用主應(yīng)力表示的廣義虎克定律為―――――――――――――――――――――；――――――――――――――――――――――；－―――――――――――――――――――――――。二、單項(xiàng)挑選題⒈沒有顯然屈服平臺的塑性材料，其破壞應(yīng)力取材料的――――――――――――。⑴比例極限；⑵名義屈服極限；⑶強(qiáng)度極限；⑷按照需要決定。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御能力；⑷桿件對彈性變形的抵御能力；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。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＝――――――――――――。A.B.C.D.6、當(dāng)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(jì)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？２．分離按第三和第四強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)彎扭組合變形桿件的截面,按第三強(qiáng)度論設(shè)計(jì)的桿件截面比按第四強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)的截面那個大？為什麼？得分評卷人四、（１2分）某形截面的外伸梁如圖所示,已知：,截面向中性軸的慣性矩,,。梁上的荷載。材料的許用拉應(yīng)力,許用壓應(yīng)力，試校核梁的強(qiáng)度。五、（14分）荷載Ｆ作用在梁AB及的聯(lián)接處，試求每根梁在銜接處所受的力。已知其跨長比和剛度比分離為六、（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軸成角，已知，，，材料的容許應(yīng)力，試求梁容許承受的最大荷載七、（１４分）矩形截面受壓柱如圖所示，其中的作用線與柱軸線重合，的作用點(diǎn)位于ｙ軸上，，，的偏心距。求（１）柱的橫截面上不浮上拉應(yīng)力時的最小尺寸；（２）當(dāng)h決定后求柱橫截面上的最大壓應(yīng)力。一、判斷題：準(zhǔn)確的劃√，錯誤的劃×（每小題2分,計(jì)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(qiáng)度，并以表示。（）2、空心截面與實(shí)心截面比較，因?yàn)槌渥惆l(fā)揮了截面各點(diǎn)的承載能力，因此是扭改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(diǎn)離截面核心越遠(yuǎn)，則中性軸離截面越遠(yuǎn)。（）5、塑性鉸單向自由轉(zhuǎn)動,形成塑性鉸處彎矩為零。（）二、單項(xiàng)挑選題：請將準(zhǔn)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(xué)性能發(fā)生了變化。試判斷以下結(jié)論哪一個是準(zhǔn)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.τ1＝－τ2；B.τ2＝－τ3；C.τ3＝－τ4；D.τ4＝－τ2；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_____.A.多余約束力為FC，變形協(xié)調(diào)條件為ωC=0;B.多余約束力為FC，變形協(xié)調(diào)條件為θC=0;C.多余約束力為MC，變形協(xié)調(diào)條件為ωC=0;D.多余約束力為MC，變形協(xié)調(diào)條件為θC=0;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(dāng)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（）B．二倍（）C．三倍（）D．四倍（）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離為（）。A.，B.，C.，D.，三、填空題（每空2分，共10）1、直徑為D的實(shí)心圓軸，最大的容許扭矩為T，若將軸的橫截面積增強(qiáng)一倍，則其最大容許扭矩為______。2、圖示為某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，其最大切應(yīng)力τmax=_____MPa。3、若構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力隨時光作交替變化，則該應(yīng)力稱為，構(gòu)件持久在此應(yīng)力作用下，會發(fā)生無顯然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?xiàng)U件的能力。５、圖示低碳鋼拉桿的外表面上有斜線，當(dāng)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(jì)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A、B、C三點(diǎn)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A、B、C三點(diǎn)的應(yīng)力圓。

（3）在各點(diǎn)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）試按照第一強(qiáng)度理論，說明（畫圖表示）梁破壞時裂縫在B、C兩點(diǎn)處的走向。六、計(jì)算題（12分）鑄鐵梁受荷載情況如圖示。已知截面向形心軸的慣性矩Iz=403×10－7m4，鑄鐵抗拉強(qiáng)度［σ＋］=50MPa，抗壓強(qiáng)度［σ－］=125MPa。試按正應(yīng)力強(qiáng)度條件校核梁的強(qiáng)度七、計(jì)算題（13分）圖示結(jié)構(gòu)中,AC為剛桿,CD桿的材料為Q235鋼,C、D兩處均為球鉸,已知d=20mm,材料的E=200Gpa,,穩(wěn)定安全因數(shù).試決定該結(jié)構(gòu)的許可荷載。八、計(jì)算題（10分）作等直桿的軸力圖一、判斷題：準(zhǔn)確的劃√，錯誤的劃×（每小題2分,計(jì)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(qiáng)度，并已表示。（）2圓軸扭轉(zhuǎn)時，實(shí)心截面上沒有切應(yīng)力等于零的點(diǎn)。（）3、在變截面梁中，最大正應(yīng)力不一定浮上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(biāo)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(xiàng)挑選題：請將準(zhǔn)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，請判斷哪一個是準(zhǔn)確的：A．應(yīng)力和塑性變形很快增強(qiáng)，因而認(rèn)為材料失效；B．應(yīng)力和塑性變形固然很快增強(qiáng)，但不意味著材料失效；C．應(yīng)力不增強(qiáng)，塑性變形很快增強(qiáng)，因而認(rèn)為材料失效；D．應(yīng)力不增強(qiáng)，塑性變形很快增強(qiáng)，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銜接)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.ABCD3、當(dāng)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.ABCD4、現(xiàn)有兩種說法：（1）塑性材料中若某點(diǎn)的最大拉應(yīng)力σmax=σs，則該點(diǎn)一定會產(chǎn)生屈服；（2）脆性材料中若某點(diǎn)的最大拉應(yīng)力σmax=σb，則該點(diǎn)一定會產(chǎn)生斷裂，按照第一、第四強(qiáng)度理論可知，說法.A.（1）準(zhǔn)確、（2）不準(zhǔn)確；B.（1）不準(zhǔn)確、（2）準(zhǔn)確；C.（1）、（2）都準(zhǔn)確；D.（1）、（2）都不準(zhǔn)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C.將壓桿兩端約束對其臨界力的影響折算成桿長的影響D.對壓桿截面面積的修正。6、在電梯內(nèi)放置分量為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)⑻羁疹}（每空2分，共14分）1、實(shí)心圓軸，兩端受扭轉(zhuǎn)外力偶矩作用。直徑為D時，設(shè)軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力為τ，若軸的直徑改為D/2，其他條件不變，則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)開_____。2、對于作勻加速直線運(yùn)動和等速轉(zhuǎn)動的構(gòu)件，其內(nèi)力的求解與靜力學(xué)主意相似，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充足的強(qiáng)度、充足的剛度和。５、對于超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)未知力個數(shù)多于平衡方程個數(shù)時，需補(bǔ)充條件，來求解問題。6、用積分法求圖示梁的撓度時，決定積分常數(shù)的條件是。并畫出撓曲線的大致形狀。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(jì)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［τ］＝70MPa，許可單位長度扭轉(zhuǎn)角［φ’］=1(°)/m，切變模量G=80GPa。試決定該軸的直徑d。（共11分）得分評卷人六、計(jì)算題在受擴(kuò)散力偶矩Me作用的矩形截面簡支梁中，測得中性層上k點(diǎn)處沿45o方向的線應(yīng)變?yōu)?，已知材料的E,ν和梁的橫截面及長度尺寸b,h,a,l.試求擴(kuò)散力偶矩Me。（13分）七、計(jì)算題Q235鋼制成的矩形截面桿,兩端約束以及所承受的載荷如圖示（（a）為正視圖（b）為鳥瞰圖），在AB兩處為銷釘銜接。若已知L＝2300mm，b＝40mm，h＝60mm。材料的彈性模量E＝205GPa。試求此桿的臨界載荷。(14分)八、計(jì)算題圖示木梁受以可移動荷載F=40kN作用.已知,。木梁的截面為矩形,其高寬比。試挑選梁的截面尺寸。(13分)一、填空題：請將準(zhǔn)確答案寫在劃線內(nèi)（每空1分，計(jì)16分）充足的強(qiáng)度，充足的剛度，充足的穩(wěn)定性；；中性軸上各點(diǎn)，；；；，，。二、單項(xiàng)挑選題：請將準(zhǔn)確答案的序號填入劃線內(nèi)（每小題3分，計(jì)１8分）1．（２）；２．（２）；３．（４）；４．（３）．5.（2）6.（1）三、簡答題（每小題6分，計(jì)12分）１．（ｄ），提高了；２．按第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)的軸徑大，因?yàn)榘吹谌龔?qiáng)度理論按第四強(qiáng)度理論四、（１2分）（步驟（１）準(zhǔn)確，3分；步驟（２）4分、（３）準(zhǔn)確，５分）（a）(b)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,，所以，故知最大拉應(yīng)力在B截面的上邊緣各點(diǎn)即拉應(yīng)力強(qiáng)度滿意。⑶校核最大壓應(yīng)力。因?yàn)?，故知最大壓?yīng)力C截面上邊緣點(diǎn)即壓應(yīng)力強(qiáng)度也滿意。五、（14分）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（２分）變形協(xié)調(diào)方程（６分）由此解得（２分）六、（14分）（寫出準(zhǔn)確，各得2分）（5分）該梁強(qiáng)度充足（１分）七（１４分）解：偏心壓縮問題，移至作用線處（2分）若使截面上不浮上拉應(yīng)力,則有（６分）解得（2）柱截面上的最大壓應(yīng)力（６分）一、填空題（每空2分計(jì)10分）1、2、√3、×4、×5、×二、單項(xiàng)挑選題：請將準(zhǔn)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、30；３、交變應(yīng)力，疲勞破壞；４、抵御變形５、切四、簡答題：（13分）求支座約束反力（3分）剪力圖（3分）彎矩圖（3分）（4分）五、計(jì)算題（17分）A、B、C三點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)每個２分，（共６分）A、B、C三點(diǎn)的應(yīng)力圓每個２分，（共６分）A、B、C三點(diǎn)的主應(yīng)力圓每個1分，（共3分）梁破壞時裂縫在B、C兩點(diǎn)處的走向（２分）六、計(jì)算題（12分）求反力1分求反力1分作圖2分（3分）作彎矩圖（3分）B截面（3分）（3分）（3分）（3分）C截面七、計(jì)算題（12分）壓桿所受外力（1分）壓桿臨界力的計(jì)算l=1m（1分）（1分）（2分）大柔度（2分）（3分）由穩(wěn)定性條件：（2分）八、計(jì)算題（10分）（1分）（1分）（1分）（1分）（2分）（2分）（2分）一、填空題（每空2分計(jì)10分）1、2、×3、√4、√5、√二、單項(xiàng)挑選題：請將準(zhǔn)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：（14分）1、８；2、慣性力；３、雙；４、充足的穩(wěn)定性；５、變形協(xié)調(diào)