材料力学试题含答案.docx
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材料力学试题含答案
学年第二学期材料力学试题(A卷)
一、
1、图示刚性梁AB由杆1和杆2支承,已知两杆的材料相同,长度不等,横截面积分别为A1和A2,若载荷P使刚梁平行下移,则其横截面
面积(
题一、1图
B、A1〉A2
C、A1=A2
D、A1、A2为任意
2、建立圆周的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个?
答:
()
(1)扭矩MT与剪应力τρ的关系MT=∫AτρρdA
(2)变形的几何关系(即变形协调条件)
(3)剪切虎克定律
(4)极惯性矩的关系式IT=∫Aρ2dA
A、
(1)B、
(1)
(2)C、
(1)
(2)(3)D、全部
3、二向应力状态如图所示,其最大主应力σ1=()
A、
4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁,承受垂直方向的载荷,若
仅将竖放截面改为平放截面,其它条件都不变,则梁的强度(
A、提高到原来的2倍
B、提高到原来的4倍
C、降低到原来的1/2倍
D、降低到原来的1/4倍
、作图示梁的剪力图、弯矩图。
(15分)
题图
三、如图所示直径为d的圆截面轴,其两端承受扭转力偶矩m的作用设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变,试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。
(15分)
三题图
四、电动机功率为9kW,转速为715r/min,皮带轮直径D=250mm,
主轴外伸部分长度为l=120mm,主轴直径d=40mm,〔σ〕=60MPa,用
第三强度理论校核轴的强度。
(15分)
五、重量为Q的重物自由下落在图示刚架C点,设刚架的抗弯刚度为
EI,试求冲击时刚架D处的垂直位移。
(15分)
六、结构如图所示,P=15kN,已知梁和杆为一种材料,E=210GPa。
梁ABC的惯性矩I=245cm4,等直圆杆BD的直径D=40mm。
规定杆BD的稳定安全系数nst=2。
学年第二学期材料力学试题(B卷)
1、下列结论中正确的是()
A、材料力学主要研究各种材料的力学问题
B、材料力学主要研究各种材料的力学性质
C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律
D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系
2、有两根圆轴,一根为实心轴,直径为D1,另一根为空心轴,内外径比为d2/D2=0.8。
若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同,则它们的重量之比W2/W1为()
A、0.74B、0.62C、0.55D、0.47
3、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大致可分为四个阶段,这四个阶段是()
A、弹性变形阶段、塑性变形阶段、屈服阶段、断裂阶段
B、弹性变形阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段
C、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段
D、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段
4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁,承受垂直方向的载荷,若仅将竖放截面改为平放截面,其它条件都不变,则梁的强度()
A、提高到原来的2倍
B、提高到原来的4倍
C、降低到原来的1/2倍
D、降低到原来的1/4倍
则P1/P2=()
A、2
B、4
C、8
D、16
二题图
三、如图所示直径为d的圆截面轴,其两端承受扭转力偶矩m的作用。
设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变,试求力偶矩m之值、
材料的弹性常数E、μ均为已知。
(15分)
三题图
四、电动机功率为9kW,转速为715r/min,皮带轮直径D=250mm,主轴外伸部分长度为l=120mm,主轴直径d=40mm,〔σ〕=60MPa,用第三强度理论校核轴的强度。
(15分)
五、如图所示,重物Q由高度H处自由下落,落在AB梁的中点C处,
设EI=常数,求这时C点挠度ΔC。
(15分)
五题图
六、图示刚架,已知刚架各梁抗弯刚度为EI,求:
1)C点支座反力;
2)作刚架弯矩图。
(20分)
山西农业大学-学年第二学期材料力学考试题
、选择题(20分)
1、下列结论中正确的是()
A、材料力学主要研究各种材料的力学问题
B、材料力学主要研究各种材料的力学性质
C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律
D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系
2、建立圆周的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个?
答:
()
(5)扭矩MT与剪应力τρ的关系MT=∫AτρρdA
(6)变形的几何关系(即变形协调条件)
(7)剪切虎克定律
(8)极惯性矩的关系式IT=∫Aρ2dA
A、
(1)B、
(1)
(2)C、
(1)
(2)(3)D、全部
3、二向应力状态如图所示,其最大主应力σ1=()
A、σ
B、2σ
C、3σ
D、4σ
4、有两根圆轴,一根为实心轴,直径为D1,另一根为空心轴,内外
径比为d2/D2=0.8。
若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同,则它们的重量之比W2/W1为()
A、0.74B、0.62C、0.55D、0.47
D、16
、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。
(15分)
三、如图所示直径为d的圆截面轴,其两端承受扭转力偶矩m的作用。
设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变,试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。
(15分)
三题图
四、如图所示,未开启的易拉罐上沿其轴向粘贴有一应变片,其半径厚度之比为200。
打开易拉罐,应变片变化为170×10-6,试求罐内压p
设这时E=68GPa,ν=0.33。
(15分)
四题图
五、悬臂梁ACB由铸铁材料制成,其许用拉应力[σt]=40MPa,许用压应力[σc]=160MPa,载荷FP=44kN,梁截面为T型,Iz=101.8×106mm4,尺寸如图,试校核其强度。
(15分)
五题图
六、图示刚架,已知刚架各梁抗弯刚度为EI,求:
1)C点支座反力;
2)作刚架弯矩图。
(20分)
六题图
山西农业大学-学年第二学期课程考试试卷A卷()
三、选择题
1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ,则450斜截面上的正应力和剪应力。
A分别为σ/2和σB均为σ
C分别为σ和σ/2D均为σ/2
2、图示铆接件,若板与铆钉为同一材料,且已知[σjy]=2[τ],为充分提高材料的利用率,则铆钉的直径d应为。
Ad=2tBd=4tCd=4t/πDd=8t/π
3一点的应力状态如右图所示,则其主应力1、2、3分别为
A30MPa,100MPa,50MPa
B50MPa,30MPa,-50MPa
C50MPa,0,-50MPa
D-50MPa,30MPa,50MPa
4、两根材料和柔度都相同的压杆,
A临界应力一定相等,临界压力不一定相等B临界应力不一定相等,临界压力一定相等C临界应力和临界压力一定相等D临界应力和临界压力不一定相等
5、图示交变应力循环特征r,应力振幅σa和平均应力σm分别为
Ar=2,σa=20MPa,σm=-10Mpa
Br=2,σa=-40MPa,σm=10Mpa
Cr=-2,σa=30MPa,σm=-10Mpa
Dr=-2,σa=30MPa,σm=30MPa
6、图示十字架,AB杆为等直均质杆,o-o为圆轴。
当该十字架绕o-o轴匀速旋转时,在自重和惯性力作用下杆AB和轴o-o分别发生
A、拉伸变形、压缩变形;
B、拉弯组合变形、压弯组合变形;
C、拉弯组合变形、压缩变形;
D、拉伸变形、压弯组合变形。
、计算题(共80分,适用农机、机制、建环)
1、(15分)梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图。
2、(15分)已知平面应力状态如图所示(单位为MPa),试用解析法求
1、主应力及主平面,并画出正应力单元体。
2、面内最大剪应力。
20
3、(10分)一受扭转的圆轴,直径d=260mm,材料的的弹性模量E=200GPa,泊松比v=0.3,现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45方向的线应变ε45=5.2×10-4。
试求转矩m。
4、(15分)直径d60mm的圆截面折杆,A端固定,受力与其他尺寸如图所示。
若材料的许用应力[]100MPa,试按最大剪应力强度理论(第三强度理论)校核A端外表面点b的强度(忽略剪力影响)。
5、(15分)平面刚架如图所示。
其各部分的抗弯刚度均为常量EI,已
知m0、a,试求点D在铅垂方向的位移VD。
(忽略截面剪力与轴力)
6、(10分)重为Q的物体从高度h处自由落下,若已知梁的抗弯刚度为
k
EI,支座的弹簧刚度为k(产生单位长度变形所需的力),且试求C点的挠度。
山西农业大学2006-200学7年第二学期课程考试试卷A卷()
四、选择题(每题4分,共20分)
1、材料的失效模式。
A只与材料本身有关,而与应力状态无关;
B与材料本身、应力状态均有关;
C只与应力状态有关,而与材料本身无关;
D与材料本身、应力状态均无关。
2、图中应力圆a、b、c表示的应力状态分别为
A二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态;
B单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态;
C单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态;D单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。
正确答案是
3、关于压杆临界力的大小,说法正确的答案是
A与压杆所承受的轴向压力大小有关;
B与压杆的柔度大小有关;
C与压杆所承受的轴向压力大小有关;
D与压杆的柔度大小无关。
4、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅值a的值分别是
A40、20、10
C0、20、10
B20、10、20
D0、20、20
5、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁,冲击时动荷系数
Q
二、计算题
1、(16分)简支梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图
2、(15分)已知三向应力状态如图所示(图中应力单位:
求:
1)主应力;2)主切应力;3)形变应变能密度uf
MPa),试
3、(16分)圆截面杆,受横向外力F和绕轴线的外力偶m0作用。
由实
4104验测得杆表面A点处沿轴线方向的线应变0410,杆表面B点处沿与轴线成45方向的线应变453.7510。
材料的弹性模量E=200GPa,泊松比v=0.25,a=0.25L,L=800mm,d=60mm。
试求横向外
力F和绕轴线的外力偶m0
4、(16分)精密磨床砂轮轴如图所示(单位:
mm),已知电动机功率N=3kW,转速n=1400rpm,转子重量Q1=101N,砂轮直径D=25mm,砂轮重量Q2=275N,磨削力Py/Pz=3,轮轴直径d=50mm,材料为轴承钢,[]60MPa,试用第三强度理论校核轴的强度。
5、(17分)平面刚架ABC与二力杆CD构成如图所示结构,并承受外力偶m0作用。
若m0、a已知,刚架的抗弯刚度为EI,CD杆的抗拉刚
3EI
m0
度为EA,且EA2a2。
试求CD杆的变形量l。
6、(17分)用积分法求梁B点的挠度和转角,梁的EI,L已知
山西农业大学2006-200学7年第二学期课程考试试卷B卷()
五、选择题(每题4分,共20分)
M(x)M(x)
dx
3、对莫尔积分lEI的下述讨论,正确的是。
A只适用于弯曲变形;
B等式两端具有不相同的量纲;
C对于基本变形、组合变形均适用;
D只适用于直杆。
4、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅值a的值分别是
5、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁,冲击时动荷系数
kd1
d
12h
kd1
1
h
A
VC
B
VB
2h
2h
kd1d
1
kd1
1
C
VB
D
VCVB
3、(16分)由五根直径为d=50mm的圆钢杆组成正方形结构,如图所示,结构连接处均为光滑铰链,正方形边长a=1m,材料Q235钢,试求结构的临界载荷值。
(Q235钢,当P132时,
cr(2350.00682)Mpa。
)
4、(16分)精密磨床砂轮轴如图所示(单位:
mm),已知电动机功率N=3kW,转速n=1400rpm,转子重量Q1=101N,砂轮直径D=25mm,砂轮重量Q2=275N,磨削力Py/Pz=3,轮轴直径d=50mm,材料为轴承钢,[]60MPa,试用第三强度理论校核轴的强度。
5(、17分)平面刚架如图所示。
其各部分的抗弯刚度均为常量EI,m0、a,试求点D在铅垂方向的位移VD。
(忽略截面剪力与轴力)
a2
6、(17分)用积分法求梁B点的挠度和转角,梁的EI,L已知
山西农业大学2007-200学8年第二学期课程考试试卷A卷()
六、选择题(每题4分,共20分,机制、农机做1-5,
建环做1-4,6)
1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ,则450斜截面上的正应力和剪应力。
A分别为σ/2和σB均为σ
C分别为σ和σ/2D均为σ/2
3、图示铆接件,若板与铆钉为同一材料,且已知[σjy]=2[τ],为充分提高材料的利用率,则铆钉的直径d应为。
Ad=2tBd=4tCd=4t/πDd=8t/π
__3一点的应力状态如右图所示,则其主应力1、2、3分别为
__A30MPa、100MPa、50MPa
_业.
专
B50MPa、30MPa、-50MPa
C50MPa、0、-50MPa
D-50MPa、30MPa、50MPa
4、两根材料和柔度都相同的压杆,
A临界应力一定相等,临界压力不一定相等
B临界应力不一定相等,临界压力一定相等C临界应力和临界压力一定相等D临界应力和临界压力不一定相等
5、图示交变应力循环特征γ,应力振幅σa和平均应力σm分别为
A
γ=2,σa=20MPa,σm=-
10Mpa
B
γ=2,σa=-40MPa,
σm=
10Mpa
C
γ=-2,σa=30MPa,
σm=
-10Mpa
D
γ=-2,σa=30MPa,
σm=
30MPa
6、图示十字架,AB杆为等直均质杆,o-o为圆轴。
当该十字架绕o-o
轴匀速旋转时,在自重和惯性力作用下杆AB和轴o-o分别发生
A、拉伸变形、压缩变形;
B、拉弯组合变形、压弯组合变形;
C、拉弯组合变形、压缩变形;
D、拉伸变形、压弯组合变形。
二、计算题(共80分)
1、(15分)梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图
2、(15分)已知平面应力状态如图所示(单位为MPa),试用解析法求
1、主应力及主平面,并画出正应力单元体。
2、面内最大切应力。
20
3、(10分)一受扭转的圆轴,直径d=260mm,材料的的弹性模量E=
200GPa,泊松比v=0.3,现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45方向的
线应变ε=5.2×10-4。
试求转矩m。
4、(15分)直径d60mm的圆截面折杆,A端固定,受力与其他尺寸
A端外表面点b的强度(忽略剪切)
5(、15分)平面刚架如图所示。
其各部分的抗弯刚度均为常量EI,m0、a,试求点D在铅垂方向的位移VD。
(忽略截面剪力与轴力)
6、(10分)重为Q的物体从高度h处自由落下,若已知梁的抗弯刚度为
k
EI,支座的弹簧刚度为k(产生单位长度变形所需的力),且试求C点的挠度。
山西农业大学2007-200学8年第二学期课程考试试卷B卷()
七、选择题(每题4分,共20分)
1、轴向拉伸杆,正应力最大的截面和剪应力最大的截面()A分别是横截面、450斜截面B都是横截面C分别是450斜截面、横截面D都是450斜截面
M(x)M(x)
2、图中应力圆a、b、c表示的应力状态分别为A二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态;B单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态;C单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态;D单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。
dx
3、对莫尔积分lEI的下述讨论,正确的是
A只适用于弯曲变形;
B等式两端具有不相同的量纲;
C对于基本变形、组合变形均适用;
D只适用于直杆。
4、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅值a的值分别是
A40、20、10B20、10、20
C0、20、10D0、20、20
5、在连接件上,剪切面和挤压面分别于外力方向
A垂直、平行B平行、垂直
C平行D垂直
二、计算题(共80分)
1、(15分)q、a已知,试作梁的剪力、弯矩图
2、(15分)已知平面应力状态如图所示(单位为MPa),试用解析法求
1、主应力及主平面,并画出正应力单元体。
2、面内最大切应力。
3、(15分)皮带轮传动轴如图所示,皮带轮1的重量W1800N,直径
d10.8m,皮带轮2的重量W21200N,直径d21m,皮带的紧边拉力为松边拉力的二倍,轴传递功率为100kW,转速为每分钟200转。
轴材料为45钢,[]80MPa,试求轴的直径。
4、(10分))直径d60mm的圆截面折杆,受力与其他尺寸如图所示试计算点a的第三强度理论的相当应力。
5、(15分)总长度为l,抗弯刚度为EI的悬臂梁AB承受分布载荷q,试用能量法求截面B的挠度和转角。
6、(10分)重量为Q的重物以速度V水平运动,冲击梁的B点,梁的抗弯刚度EI为常量,若Q、EI、l、V均已知,试推出B的转角d的表达式。
2006-2007
(2)材料力学试卷A答案
一、选择题
1、B
2、C
3、B
4、D
5、C
二、计算题
RA
1、简支梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图。
4kN/mRB
C
1m
9kN
2.75m
mB
0
RA3.7592.754
3.75
2
RA0.9KN
Fy
0
RBRA943.75
RB5.1KN
Fq(KN)
剪力方程和弯矩方程:
AC段:
Fq(x)RA
0.94x;
M(x)
RA
4x20.9x2x2
2
CB
Fq(x)4
(3.75
x)
RB
9.94x
M(x)
5.1(3.75
x)
(3.75x)22
2、
165.3MPa,2
50MPa,3
15.3MPa
127.65MPa,23uf11.9103J/m3
32.65MPa,
1340.3MPa
3、
σ0
σxE080MPa
E45
60MPa
xy
xy
(1)
根据上面方程容易求出驻点、
零点和剪力、弯矩的极值,
如图。
My(Nm)18.18
213.2
第三强度理论:
W
故该轴满足强度要求。
5、
32
(50103)3
640.382
20.52
52.2MPa[]
11
6、
2a3
EI
1F
181EaI2m0,X1
8EI01
11
16am0
11
16EAm0
3ql36EI
vB
ql4
8EI
2006-2007
(2)
材料力学试卷
B答案
二、选择题
B
B
C
D
C
1、
2、
3、
4、
5、
计算题
q、a已知,试作梁的剪力、
2
qqa2
弯矩图。
B
2a
a
1、
qa
C
20
2
2
2
(20)2
50
2
2xy
57
MPa
7
2
tg2
0.8
0
32MPa
max
2
3、
2xy
应用截面法容易求出:
AB、AD、BC、DC
结构临界载荷:
19020'
四根压杆的内力N1
P
2,
BD拉杆的内力
N2P
(235
4a
0.0068
Pcr531.7KN
11
0.05
80
2)4d2
My(Nm)18.18
213.2
第三强度理论:
故该轴满足强度要求。
5、
2a3
113EI,1F
2
a
m0X1
3EI0,1
m0
2a
5a2
VDm0
,24EI(向下
6、
3
ql3
ql4
B,vB
B6EIB
8EI
2007-2008
(2)材料力学试卷A答案
三、
选择题
1、
D
2、
D
3、
B
4、
A
5、
C
6、
C
二、
计算题
1、简支梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图。
Rc1(qa22a3
RAqa
A4
2、
20
tg20
2xy
019020'
0.8
xy
(xy)22
32MPa
max
(2)xy
3、m=125.7N/m
r388.5MPa<[]180MPa
4、x
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