材料力学选择题附答案2015
2015年12《材力学》概念复习题（选择题）
纺织参考题目：．题号为红色，不作为考试内容
1．构件的强度、刚度和稳定性 C 。
（A）只与材料的力学性质有关；（B）只与构件的形状尺寸有关；
（C）与二者都有关；（D）与二者都无关。2．轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面D 。
（A）分别是横截面、45°斜截面；（B）都是横截面；
（C）分别是45°斜截面、横截面；（D）都是45°斜截面。
3．某轴的轴力沿杆轴是变化的，则在发生破坏的截面上D 。
（A）外力一定最大，且面积一定最小；（B）轴力一定最大，且面积一定最小；
（C）轴力不一定最大，但面积一定最小；（D）轴力和面积之比一定最大。
5．下图为木榫接头，左右两部形状相同，在力P作用下，接头的剪切面积为 C 。
（A）ab；（B）cb；（C）lb；（D）lc。
6．上图中，接头的挤压面积为 B 。
（A ）ab ； （B ）cb ； （C ）lb ； （D ）lc 。
7．下图圆轴截面C 左右两侧的扭矩M c-和M c+的 C 。
（A ）大小相等，正负号相同； （B ）大小不等，
正负号相同；
（C ）大小相等，正负号不同； （D ）大小不等，
正负号不同。
8．下图等直径圆轴，若截面B 、A 的相对扭转角φAB =0，则
外力偶M 1和M 2的关系为 B 。
（A ）M 1=M 2； （B ）M 1=2M 2； （C ）2M 1=M 2； （D ）
M 1=3M 2。
A C B
A 点固定不动，则ΦAB=ΦAC,
；）（p rad GI TL =?Ip 、G 相等，TL 也要相等。
9．中性轴是梁的 C 的交线。
（A ）纵向对称面与横截面； （B ）纵向对称面
与中性层；
（C ）横截面与中性层； （D ）横截面与顶
面或底面。
10．矩形截面梁，若截面高度和宽度都增加1倍，则其弯曲强度将提高到原来的 C 倍。
（A ）2； （B ）4； （C ）8； （D ）16。
11．在下面关于梁、挠度和转角的讨论中，结论 D 是正确的。
（A ）挠度最大的截面转角为零； （B ）挠度最大的
截面转角最大；
（C ）转角为零的截面挠度最大； （D ）挠度的
一阶导数等于转角。
12．下图杆中，AB 段为钢，BD 段为铝。在P 力作用下
D 。
M2
M1
（A ）AB 段轴力最大； （B ）BC 段轴力最大；
（C ）CD 段轴力最大； （D ）三段轴力一样大。
13．下图桁架中，杆1和杆2的横截面面积均为A ，许用应力均为[σ]。设N 1、N 2分别表示杆1和杆2的轴力，则
在下列结论中，C 是错误的。
（A ）载荷P=N 1cos α+N 2cos β； （B ）N 1sin α=N 2sin
β；
（C ）许可载荷[P]= [σ]A(cos α+cos β)； （D ）许可载荷[P]≦ [σ]A(cos α+cos β)。
14．下图杆在力P 作用下，m-m 截面的 c 比n-n 截面大。
（A ）轴力； （B ）应力；
（C ）轴向线应变； （D ）轴向线位移。
15．下图连接件，插销剪切面上的剪应力τ为 B 。 （A ）4P/(πd 2); （B ）2P/(πd 2) ; （C ）P/(2dt)； （D ）
班级:___________学号:___________姓名:___________得分:___________ 题目部分，(卷面共有20题,100分,各大题标有题量和总分) 一、选择题(14小题,共42分) 1．开有小圆孔的矩形截面拉杆如图所示。通过圆孔中心的m-m横截面上的正应力分布应为______所示 2． 1、2两杆材料的弹性模量为E，横截面面积为A，受力如图所示。若使节点C没有竖直方向的位移，则集中力和应满足的条件是______ A、 B、 C、 D、 3．在板状试件的表面上，沿纵向和横向粘贴两个应变片、。在P力作用下，若测得，则该试件材料的泊松比为_________。 A、 B、 C、 D、 4．简支梁极其弯矩图如图所示。梁的受载情况是_____。 5．矩形截面的简支梁受均布荷载作用，如图．以下结论中_______是错误的（分别表示横截面上的正应力和剪应力)． A、在点A处，，. B、在点B处．，. C、在点C处，，． D、在点D处．，.
6．图所示铆钉连接，铆钉直径为d,铜板厚度分别为和,材料的许用剪应力为，许用挤压应力为．若荷载为P,铆钉数为n，则n值应由条件______确定． A、. B、， C、，. D、，，． 7．在下列说法中，_________是正确的。 A、在有正应力作用的方向，必有线应变； B、在无正应力作用的方向，必无线应变； C、在线应变为零的方向，正应力也一定为零； D、在正应力最大的方向，线应变也一定最大。 8．在厂房建筑中使用的“鱼腹梁”实质上是根据简支梁上_______而设计的等强度梁。 A、受集中力、截面宽度不变； B、受集中力、截面高度不变； C、受均布截荷、截面宽度不变； D、受均布载荷、截面高度不变。 9．图示等直杆分别在自由状态(图(a))和刚性模中(图(b))承受轴向下压力p，则该杆任一点在两种状态下的__________相等。 A、轴向压应 力； B、轴向线应变； C、最大剪应 力； D、最大剪应变。 10．图示两个应力状态的是大主应力的________。
精心整理 江苏科技大学 学年第二学期材料力学试题(A 卷) 一、 选择题（20 分 ） 1 A 1和A 22时需考虑下列因素中的哪几个？答：（1ρdA （2（3（4A 、（1、全部 3A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ 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 题一、3图 ---------------------------------------------------密封线内不准答题------------------------------------------------------------- 题一、4 题一、1
D 、降低到原来的1/4倍 5.已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（） A 、2 B 、4 C 、8 D 、16 轴线成 四、，皮带轮直径D =250mm ，主轴外伸部分长度为， ，用第三强度理论校核轴的强度。（15分） 的重物自由下落在图示刚架C 点，设刚架的抗弯刚度为EI D 处4，求BD 用欧拉公式判断BD 杆是否失稳。（20分） 江苏科技大学 学年第二学期材料力学试题(B 卷) 二、 选择题（20 分 题一、5图 三题图 六题图 五题图 四题图 -------------------------------密封线内不准答题------------------------------------------------------------- -------------------------------------------
第15章疲劳与断裂 材料力学习题 第15章 15-1 如图所示交变应力，试求其平均应力、应力幅值、循环特征。 15-2 如图所示滑轮与轴，确定下列两种情况下轴上点B的应力循环特征。 1．图a为轴固定不动，滑轮绕轴转动，滑轮上作用着不变载荷F。 2．图b为轴与滑轮固结成一体而转动，滑轮上作用着不变载荷F。 15-3 图示旋转轴，同时承受横向载荷Fy=500N和轴向拉力Fx=2kN作用，试求危险截面边缘任一点处的最大应力、最小应力、平均应力、应力幅值、应力循环特征。已知，轴径d=10mm，轴长l=100 mm。 15-4 火车轮轴受力情况如图所示。a=500mm，l=1435mm ，轮轴中段直径 d=15cm。若F=50kN，试求轮轴中段截面边缘任一点处的最大应力、最小应力、平均应力、应力幅值、应力循环特征，并作出σ-t曲线。 15-5 阶梯轴如图所示。材料为铬镍合金钢，σb=920MPa，σ-1=420MPa，τ- 1=250MPa。轴的尺寸是：d=40mm，D=50mm，R=5mm。分别确定在交变弯矩与交变扭矩作用时的有效应力集中系数与尺寸系数。 σb=600MPa，15-6 如图所示阶梯形旋转轴上，作用有不变弯矩M=1kN.m。已知材料为碳素钢， σ-1=250MPa，轴表面精车加工，试求轴的工作安全系数。
第15章疲劳与断裂
15-7 图示传动轴上作用交变扭矩 Tx，变化范围为（800~-800）N.m。材料为碳素钢，σb=500MPa，τ-1=110MPa。轴表面磨削加工。若规定安全系数[nf]=1.8，试校核该轴的疲劳强度。 15-8 图示圆截面钢杆，承受非对称循环轴向拉力F作用，其最大与最小值分别为Fmax=100kN和Fmin=10kN。若已知：D=50mm，d=40mm，R=5mm， σb=600MPa，σt-1=σc-1=170MPa，ψσ=0.05，杆表面精车加工，[nf]=2，试校核杆的疲劳强度。 15-9 精车加工的钢制转轴，在50mm直径处承受如图所示的交变应力作用。材料的σb=500MPa，σs=450MPa，σ-1=345MPa，τ-1=154MPa，ψσ=0.1，ψτ=0.05。（a）对弯曲正应力计算工作安全系数。 （b）对扭转切应力（与正应力数值相同）计算工作安全系数。 15-10 直径D=50mm、d=40mm的阶梯轴，承受交变弯 矩与扭矩联合作用。正应力从50MPa变到-50 MPa；切应力从40MPa 变到20 MPa。轴的材料为碳钢，σb=550MPa，σ-1=220MPa， σs=300MPa，τ-1=120MPa，τs=180MPa。若R=2mm，选取ψτ=0.1，设β=1，试计算工作安全系数。 15-11 一构件承受变幅对称循环交变正应力作用，以1s为一周期，习题15-11图所示为一个周期内的应力谱。已知材料的σ-1=400MPa，m=9，循环基数 N0=3?10次。若每一周期内应力循环了15次，构件累积工作时间为50h， K6fσ=1.2，ε=β=1.0，试计算工作安全系数。 15-12 图示平板，宽度2h=100mm，厚度b=10mm，板中心含一穿透裂纹，其长度2a=20mm，在远离裂纹处承受拉应力σ=700MPa，板的材料为30CrMnSiNi2A，1 σs=1500MPa，断裂韧度KIc=85.1MPa?m2，试问板是否会断裂。
1.变形与位移关系描述正确的是（A） （A）变形是绝对的，位移是相对的；（B）变形是相对的，位移是绝对的；（C）两者都是绝对的；（D）两者都是相对的； 2.2.下列内力说法正确的是（C） （A）F1≠F2, F2≠F3 ；（B）F1=F2, F2>F3 ； （C）F1=F2, F2=F3 ；（D）F1=F2, F2 一、填空题： 1、材料力学根据构件的典型受力情况及截面上的内力分量可分为拉伸或压缩、 、 、 四种基本变形。 2、现有三种材料的拉伸曲线如图所示。分别由此三种材料制成同一构件，其中：1）强度最高的是_____；2）刚度最大的是_____；3）塑性最好的是_____；4）韧性最高，抗冲击能力最强的是_____。 题2图 题3图 3、杆件的横截面A=1000mm2，受力如图所示。此杆处于平衡状态P=_________、σ1-1=_________。 4、用塑性材料的低碳钢标准试件在做拉伸实验过程中，将会出现四个重要的极限应力；其中保持材料中应力与应变成线性关系的最大应力为 ；使材料保持纯弹性变形的最大应力为 ；应力只作微小波动而变形迅速增加时的应力为 。 5、两材料、重量及长度均相同的实心轴和空心轴，从利于提高抗扭刚度的角度考虑，以采用 轴更为合理些。 6、图示圆轴，受到四个外力偶作用，则其外力偶矩m=_ _ __、 T 1=__ 、T 2=__ _。 题6图 7、胡克定律的应力适用范围若更精确地讲，则应是应力不超过材料的 极限。 8、衡量材料强度的两个重要指标是 和 。 9、圆轴扭转时，在横截面上距圆心等距离的各点其剪应变必然 。 10．悬臂梁受力如图示，当梁直径减少一倍，则最大挠度wmax 是原梁的_____倍，当梁长增加一倍，而其他不变，则最大转角θmax 是原梁的____倍。 题3图 11、在轴向拉、压杆的斜截面上，有正应力也有剪应力，在正应力最大的截面上剪应力为 。 12、一级减速箱中的齿轮直径大小不等，在满足相同的强度条件下，高速齿轮轴的直径要比低速齿轮轴的直径 。 13、剪力图和弯矩图是通过 和 的函数图像表示的。 14、由同一种材料组成的变截面杆的横截面面积分别为2A 和A ，受力如图示，弹性模量为E 。截面D 水平位移为 。 题13图 15、应力是构件截面单位面积上 的集度。 三、简答题：（每小题5分，共计10分） 1、 低碳钢试件从开始拉伸到断裂的整个过程中，经过哪几个阶段？有哪些变形 现象？(绘图并说明) 2、简述分析组合变形的步骤。 3、为了提高弯曲强度，应采用哪些措施？。 4、 一铸铁简支梁如图。当其横截面分别按图示两种情况放置时，哪种情况合理？简述理由。 材料力学习题答案2 7.3 在图示各单元体中，试用解析法和图解法求斜截面ab 上的应力。应力的单位为MPa 。 解 (a) 如受力图(a)所示 ()70x MPa σ=，()70y MPa σ=-，0xy τ=，30α= (1) 解析法计算（注：P217） () cos 2sin 222 70707070 cos 6003522x y x y xy MPa ασσσσσατα +-=+--+=+-= ()7070sin cos 2sin 60060.622 x y xy MPa ασστατα-+=+=-= (2) 图解法 作O στ坐标系, 取比例1cm=70MPa, 由x σ、xy τ定Dx 点, y σ、yx τ定Dy 点, 连Dx 、Dy , 交τ轴于C 点, 以C 点为圆心, CDx 为半径作应力圆如图(a1)所示。由CDx 起始, 逆时针旋转2α= 60°,得D α点。从图中可量得 D α点的坐标, 便是ασ和ατ数值。 7.4 已知应力状态如图所示，图中 应力单位皆为MPa 。试用解析法及图解 法求: (1) 主应力大小，主平面位置； (2) 在单元体上绘出主平面位置及主应力方向； (3) 最大切应力。 解 (a) 受力如图(a)所示 ()50x MPa σ=，0y σ=，()20xy MPa τ= (1) 解析法 （数P218） 2max 2min 22x y x y xy σσσσστσ+-?? ? =±+? ?? ?? () ( )2 25750050020722MPa MPa ?+-???=±+=? ?-???? 按照主应力的记号规定 ()157MPa σ=，20σ=，()37MPa σ=- 022 20 tan 20.8500xy x y τασσ?=-=-=---，019.3α=- ()13max 577 3222MPa σστ-+=== (2) 图解法 作应力圆如图(a1)所示。应力圆 与σ轴的两个交点对应着两个主应 力1σ、3σ 的数值。由x CD 顺时针旋 转02α，可确定主平面的方位。应力 圆的半径即为最大切应力的数值。 主应力单元体如图(a2)所示。 (c) 受力如图(c)所示 0x σ=，0y σ=，()25xy MPa τ= (1) 解析法 江 苏 科 技 大 学 学年第二学期材料力学试题(A 卷) 一、 选择题（20分） 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A 1和A 2，若载荷P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（ ）。 A 、A 1〈A 2 B 、A 1 〉A 2 C 、A 1=A 2 D 、A 1、A 2为任意 2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个答：（ ） （1）扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA （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I T =∫A ρ2dA 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 题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分 题一、3图 工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号 ---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题------------------------------------------------------------- 题一、1 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 5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ） A 、2 B 、4 C 、8 D 、16 二、作图示梁的剪力图、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） 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） 题一、5图 三题图 四题图 题一、4 二 题 名____________ 学号 线 内 不 准 答 题 华中农业大学本科课程考试试卷 考试课程与试卷类型：材料力学 A 姓名： 学年学期：2014-2015-2 学号： 考试时间：2015-07-07 班级： 一、判断题（每小题1分，共10分） 1．细长杆承受轴向压力的作用，其临界压力与轴向压力无关。 ( ) 2．研究杆件的应力与变形时，力可按力线平移定理进行移动。 ( ) 3. 当梁发生平面弯曲时，其横截面绕中性轴旋转。 ( ) 4．由低碳钢组成的细长压杆，经冷作硬化后，其稳定性和强度都提高。 ( ) 5．超静定结构的相当系统和补充方程不是唯一的，但其计算结果都是唯一的。( ) 6．切应变是变形后构件中任意两根微线段夹角角度的变化量。 ( ) 7．单元体上最大切应力作用面上必无正应力。 ( ) 8．弹性体的应变能与加载次序无关，只与载荷的最终值有关。 ( ) 9. 低碳钢试件扭转破坏是沿横截面剪断。 ( ) 10．应变能等于外力所做的功，由于功有正负，因此杆的应变能也有正负。 ( ) 二、填空题（每空2分，共30分。） 1．从材料力学的角度来讲,为了使构件能正常的工作，必需使构件具有足够的__________ 、__________ 和__________ 。 2．横截面和材料均相同的两根等长细长压杆，A为两端铰支，B为一端固定而另一端自由，则A杆与B杆的临界压力之比为____________。 3. 某空心圆轴的内外直径分别为d、D，则其抗扭截面系数为_____________。 4. 将圆截面压杆改为面积相等的圆环截面压杆，其它条件不变，则其柔度将 _____________，临界载荷将_____________。 5．材料的三个弹性常量（即弹性模量E、泊松比μ和剪变模量G）之间的关系式为 __________ 。 6．低碳钢拉伸经过冷作硬化后，其得到提高的指标是_____________ 。 7．用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的是_____________。 8．低碳钢标准试件在做拉伸实验过程中，会出现四个重要的应力极限；其中保持材料应力与应变成线性关系的最大正应力为_____________；使材料保持纯弹性变形的最 大正应力为_____________；材料应力只作微小波动而变形急剧增加时的正应力为 _____________；材料达到所能承受的最大载荷时的正应力为_____________。 一点的应力状态 一、判断 1、"单元体最大剪应力作用面上必无正应力” 答案此说法错误 答疑在最大、最小正应力作用面上剪应力一定为零；在最大剪应力作用面上正应力不一定为零。拉伸变形时，最大正应力发生在横截面上，在横截面上剪应力为零；最大剪应力发生在45度角的斜截面上，在此斜截面上正应力为o /2。 2、”单向应力状态有一个主平面，二向应力状态有两个主平面” 答案此说法错误 答疑无论几向应力状态均有三个主平面，单向应力状态中有一个主平面上的正应力不为零；二向应力状态中有两个主平面上的正应力不为零。 3、"受拉构件内B点的正应力为o =P/A” q B 、------------- -- ---------------- 答案此说法错误 答疑受拉构件内的B点在a =0度的方位上的正应力为a =P/A. 4、'‘弯曲变形时梁中最大正应力所在的点处于单向应力状态。” 答案此说法正确 答疑最大正应力位于横截面的最上端和最下端，在此处剪应力为零。 5、过一点的任意两平面上的剪应力一定数值相等，方向相反” 答案此说法错误 答疑过一点的两相互垂直的平面上的剪应力一定成对出现，大小相等，方向同时指向共同棱边或同时远离共同棱边 6、“梁产生纯弯曲时，过梁内任意一点的任意截面上的剪应力均等于零” 答案此说法错误 答疑梁产生纯弯曲时，横截面上各点在a =0的方位上剪应力为零，过梁内任意一点的任意截面上的剪应力不一定为零。11、“从横力弯曲的梁上任意一点取出的单元体均处于二向应力状态" 答案此说法错误 答疑从横力弯曲的梁的横截面上距离中性轴最远的最上边缘和最下边缘的点取出的单元体为单向应力状态。 12、“受扭圆轴除轴心外，轴内各点均处于纯剪切应力状态” 答案此说法正确 答疑在受扭圆轴内任意取出一点的单元体如图所示，均为纯剪切应力状态。 选择一点的应力状态（共2页） 1、在单元体中可以认为：。 A：单元体的三维尺寸必须为无穷小；B：单元体必须是平行六面体。 C:单元体只能是正方体。D：单元体必须有一对横截面 答案 正确选择：A 答疑单元体代表一个点，体积为无穷小。 2、滚珠轴承中，滚珠与外圆接触点为应力状态。 西华大学课程考试（考查）试题卷 （ 卷） 试卷编号： （ 2014 至 2015 学年 第 2 学期 ） 课程名称： 材料力学B 考试时间： 分钟 课程代码： 试卷总分： 100 分 考试形式： 开卷 学生自带普通计算器: 允许 考生注意事项：要求将所有解答及有关图示均写在答题纸上，并写清楚相应的题号。若将答案写在试题卷、草稿纸或其他纸上，不予给分。 一、填空题（每题5分，共35分） 1．低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四种指标中哪种得到提高： （A ） 强度极限； （B ）比例极限； （C ）断面收缩率； （D ）伸长率（延伸率）。 正确答案是 。 2.标距为mm 100的标准试件，直径为mm 10，拉断后测得伸长后的标距为mm 123，颈缩处的最小直径为mm 4.6，则该材料的=δ ，=ψ 。 3.等截面直杆受力P 作用发生拉伸变形。已知横截面面积为A ，则横截面上的正应力和450斜截面上的正应力分别为： （A ）()A P A P 2,； （B ）()A P A P 2,； （C ）()()A P A P 2,2； （D ）A P A P 2, 。 正确答案是 。 4图示B ×H 的矩形中挖掉一个b ×h 的矩形，则此平面图形的I z = =Z W 5.图示木接头，水平杆与斜杆成α角，其挤压面积bs A 为： （A ） bh ； （B ）αtan bh ； （C ）αcos bh ； （D ）()ααsin cos bh 。 正确答案是 。 6.钢轴①、木轴②，两轴直径、长度和所受扭矩均相同，则两轴的单位长度扭转角之间的关系有四种答案： （A ）12??<； （B ）12??=； （C ）12??>； （D ）无法比较。 正确答案是 。 7. 如图所示三个单元体，虚线表示其受力的变形情况，则单元体（a ）的剪应变 a γ＝ ；单元体（b ）的剪应变b γ＝ ；单元体（c ）的剪应变c γ= 。 学年第二学期材料力学试题(A卷) 题号一二三四五六总分得分 一、选择题（20分） 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（）。 A、A1〈A2 题一、1图 B、A1〉A2 C、A1=A2 D、A1、A2为任意 2、建立圆轴的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（） （1）扭矩M T与剪应力τρ的关系M T=∫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I T=∫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、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 5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ） A 、2 B 、4 C 、8 D 、16 题一、3图 题一、5图 题一、4 二、作图示梁的剪力图、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） 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 三题图 四题图 二 题 图 姓名____________ 学号 ----------------------------------------------------------- 材料力考试题 学号 一、填空题：（每空1分，共计38分） 1、变形固体的变形可分为：弹性变形和塑性变形。 2、构件安全工作的基本要：构件必须具有足够的强度、足够刚度 和足够稳定性。 3、杆件变形的基本形式有拉（压）变形、剪切变形、扭转变形 和弯曲变形。 4、吊车起吊重物时，钢丝绳的变形是拉伸变形；汽车行驶时，传动轴的变 形是扭转变形；教室梁的变形是弯曲变形；螺旋千斤顶中的螺杆受压杆受压变形。 5、图中σ——ε曲线上，对应p点的应力为比例极限，符号__σp__、对应y点的应力称为屈服极限，符号_σs__、对应b点的应力称为强化极限符号_σb ___ __。 6、力是外力作用引起的，不同的外力引起不同的力，轴向拉、压变形时的力 称为轴力。剪切变形时的力称为剪力，扭转变形时力称为扭矩，弯曲变形时的力称为弯矩。 7、下图所示各杆件中受拉伸的杆件有AB、BC、CD、AD ；受力压缩杆件 有 BE 。 8、克定律的两种表达式为EA L N l ?=?和εσE =。E 称为材料的 弹性模量 。它是衡量材料抵抗 变形 能力的一个指标。E 的单位为MPa ，1 MPa=_106_______Pa 。 9、衡量材料强度的两个重要指标是 屈服极限 和 强化极限 。 10、通常工程材料丧失工作能力的情况是：塑性材料发生 屈服 现象， 脆性材料发生 强化 现象。 11、挤压面为平面时，计算挤压面积按 实际面积 计算；挤压面为半圆柱面的 投影 面积计算。 12、在园轴的抬肩或切槽等部位，常增设 圆弧过渡 结构，以减小应力集中。 13、扭转变形时，各纵向线同时倾斜了相同的角度；各横截面绕轴线转动了不 同的角度，相邻截面产生了 转动 ，并相互错动，发生了剪切变形，所以横截面上有 剪 应力。 14、因半径长度不变，故切应力方向必与半径 垂直 由于相邻截面的间距不变，即园轴没有 伸长或缩短 发生，所以横截面上无 正 应力。 15、长度为l 、直径为d 的圆截面压杆，两端铰支，则柔度λ为 ，若压 杆属大柔度杆，材料弹性模量为E ，则临界应力σcr 为______________。 选择题（20分） 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A 1和A 2，若载荷P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（ ）。 A 、A 1〈A 2 B 、A 1 〉A 2 C 、A 1=A 2 D 、A 1、A 2为任意 2、建立圆周的扭转应力公式τρ =M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几 个？答：（ ） （1）扭矩M T 与剪应力τ ρ 的关系M T =∫A τ ρ ρdA （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I T =∫A ρ2dA 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、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 题一、3图 题一、1图 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 5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ） A 、2 B 、4 C 、8 D 、16 二、作图示梁的剪力图、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） 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） 题一、5图 三题图 材料力学习题答案1 2.1试求图各杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力，并作轴力图 40 30 20 50 kN，F2 2 30 20 10 kN ，F3 320 kN 解：⑻F 11 (b)F1 1 F，F2 2 F F 0，F3 3 F (c)F 0，F2 2 4F，F3 3 4F F 3F 1 1 轴力图如题2. 1图（a）、（ b ）、（ c）所示 2.2作用于图示零件上的拉力F=38kN，试问零件内最大拉应力发生在哪个截面上？并求其值。 解截面1-1的面积为 A 50 22 20 560 mm2 截面2-2的面积为 A 15 15 50 22 840 mm 2 因为1-1截面和2-2截面的轴力大小都为F , 1-1截面面积比2-2截面面积小, 故最大拉应力在截面1-1上，其数值为: 由 h 1.4，得 h 16 2.9 mm b 所以，截面尺寸应为 b 116.4 mm ， h 162.9 mm 。 2.12在图示简易吊车中，BC 为钢杆, AB 为木杆。木杆AB 的横截面面积 A , 100cm 2，许用应力 1 7MPa ；钢杆 BC 的横截面面积A 6cm 2，许用拉应 max F N A F 38 103 A 560 67.9 MPa 2.9冷镦机的曲柄滑块机构如图所示。镦压工件时连杆接近水平位置，承受的 镦压力F=1100kN 。连杆截面是矩形截面，高度与 宽度之比为h 1.4。材料为45钢，许用应力 b 58MPa ，试确定截面尺寸h 及b 。 解 连杆内的轴力等于镦压力F ,所以连杆内 正应力为 匚。 A 根据强度条件，应有 F — ，将h 1.4 A bh b 代入上式，解得 0.1164 m 116.4 mm 1100 103 1.4 58 106 (a) 考生注意：舞弊万莫做，那样要退学，自爱当守诺，最怕错上错，若真不及格，努力下次过。 材料力学试题A 成绩 课程名称 材料力学 考试时间 2010 年 7 月 日 时 分至 时 分 教 研 室 工程力学 开卷 闭卷 适用专业班级 08 机自1、2、3、4 班 提前 期末 班 级 姓名 学号 一、单选题（每小题2分，共10小题，20分） 1、 工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（ ）项，其他各项是必须满足的条件。 A 、强度条件 B 、刚度条件 C 、稳定性条件 D 、硬度条件 2、内力和应力的关系是（ ） A 、内力大于应力 B 、内力等于应力的代数和 C 、内力是矢量，应力是标量 D 、应力是分布内力的集度 3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（ ）。 A 、形状尺寸不变，直径线仍为直线。 B 、形状尺寸改变，直径线仍为直线。 C 、形状尺寸不变，直径线不保持直线。 D 、形状尺寸改变，直径线不保持直线。 4、建立平面弯曲正应力公式z I My =σ,需要考虑的关系有（ ）。 A 、平衡关系,物理关系，变形几何关系； B 、变形几何关系，物理关系，静力关系； C 、变形几何关系，平衡关系，静力关系； D 、平衡关系, 物理关系，静力关系； 5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（ ）来确定积分常数。 A 、平衡条件。 B 、边界条件。 C 、连续性条件。 D 、光滑性条件。 6、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅度a σ分别为（ ）。 A -10、20、10； B 30、10、20； C 31- 、20、10； D 31- 、10、20 。 ---------------------------------------------------------------------- 装--------------------订 --------------------线 ------------------------------------------------------------- 试 题 共 3 页 第 1 页 一、绪论 1．各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的 A 。(A)力学性质；(B)外力； (C)变形； (D)位移。2．均匀性假设认为，材料内部各点的 C是相同的。(A)应力； (B)应变； (C)位移； (C)力学性质。3．构件在外力作用下 B 的能力称为稳定性。A）不发生断裂；（B）保持原有平衡状态；（C）不产生变形；（D）保持静止。4．杆件的刚度是指 D 。（A）杆件的软硬程度；（B）件的承载能力；（C）杆件对弯曲变形的抵抗能力；（D）杆件对弹性变形的抵抗能力。 1．低碳钢材料在拉伸实验过程中，不发生明显的塑性变形时，承受的最大应力应当小于 D 的数值，A）比例极限；（B）许用应力；（C）强度极限；（D）屈服极限。2．对于低碳钢，当单向拉伸应力不大于 C 时，虎克定律σ=Eε成立。(A) 屈服极限σs；(B)弹性极限σe；(C)比例极限σp；(D)强度极限σb。 3．没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的 B 。（A）比例极限σp；（B）名义屈服极限σ；（C）强度极限σb；（D）根据需要确定。4．低碳钢的应力应变曲线如图所示，其上 C 点的纵坐标值为该钢的强度极限b。(A)e； (B)f； (C)g； (D)h。 3题图 5、三种材料的应力—应变曲线分别如图所示。其中强度最高、刚度最大、塑性最好的材料分别是。 (A)a、b、c； (B)b、c、a； (C)b、a、c； (D)c、b、a。 5．材料的塑性指标有 C 。 (A)σs和δ； (B)σs和ψ； (C)δ和ψ； (D)σs,δ和ψ。 6．确定安全系数时不应考虑 D 。 (A)材料的素质；(B)工作应力的计算精度；(C)构件的工作条件；(D)载荷的大小。 7．低碳钢的许用力［σ］= C 。(A)σp/n； (B)σe/n； (C)σs/n； (D)σb/n。 一、一结构如题一图所示。钢杆1、2、3的横截面面积为A=200mm 2，弹性模量E=200GPa ，长度l =1m 。 制造时3杆短了△=。试求杆3和刚性梁A B 连接后各杆的内力。（15分） 二、题二图所示手柄，已知键的长度30 mm l =，键许用切应力[]80 MPa τ=，许用挤压应力 bs []200 MPa σ=，试求许可载荷][F 。（15分） []τ、切变模量G ，试 （15分） 15分） 10分） 、梁长l 及弹性模量E 。试用积分法求截面 A C 七、如图所示工字形截面梁AB ，截面的惯性矩672.5610z I -=?m 4 ，求固定端截面翼缘和腹板交界处点 a 的主应力和主方向。（15分） 一、（15分） （1）静力分析（如图（a ）） 图（a ） ∑=+=231,0N N N y F F F F （a ） ∑==31,0N N C F F M （b ） （2）几何分析（如图（b ）） 图（b ） （3）物理条件 EA l F l N 11= ?，EA l F l N 22=?，EA l F l N 33=? （4）补充方程 ?=++EA l F EA l F EA l F N N N 3212 （c ） （5）联立（a ）、（b ）、（c ）式解得： 二、（15分） 以手柄和半个键为隔离体， 取半个键为隔离体，bs S 20F F F == 由剪切：S []s F A ττ=≤，720 N F = 由挤压：bs bs bs bs [][], 900N F F A σσ= ≤≤ 取[]720N F =。 三、（15分） 0AB ?=, A B M a M b ?=? 得 e B a M M a b =+, e A b M M a b =+ 当a b >时 d ≥b a >时 d ≥ 四、（15分） 五、（10分） 解：在距截面A 为x 由 d 0d x σ=，可求得 2 l x = 对应的max 3 12827π)a Fl d σ=( 六、（15分） 由边界条件,x l w w ==33 00b h b h 4302A ql w Eb h =-（↓） ， 3 3 083C ql Eb h θ=（ ） 七、（15分） 解：18.3610 56.7207 .075.010506 3=????=-σ MPa （压应力） 79.810 56.7203.010853015010506 93=???????=--τ MPa max min 2x y σσσσ+=±2.3802.2-MPa 02.21=σMPa ，20σ=，338.2σ=-MPa 一、题一图所示的杆件两端被固定，在C 处沿杆轴线作用载荷F ，已知杆横截面面积为A ，材料的许用拉应力为[]σ+，许用压应力为[]σ-，且[]3[]σσ-+=，问x 为何值时，F 的许用值最大？（本小题15分） 二、题二图所示接头，承受轴向载荷F 作用，试计算接头的许用载荷[F ]。已知铆钉直径d =20mm ，许用正应力[σ]=160MPa ，许用切应力[τ]=120MPa ，许用挤压应力 [σbs ]=340MPa 。板件与铆钉的材料相同。（本小题15分） 三、圆管A 套在圆杆B 上并二者焊在一起如题三图所示，它们的切变模量分别为A G 和B G ，当管两端作用外力偶矩e M 时，欲使杆B 和管A 的max τ相等，试求/B A d d 。（本小题15分） 四、试作题四图所示梁的剪力图和弯矩图。（本小题15分） 五、矩形截面外伸梁由圆木制成，已知作用力 5 kN F =，许用应力[ MPa σ]=10，长度 1 m a =，确定所需木材的最小直径d 。（本小题15分） F qa qa σ3 τa σa σ1 ο 04.77 2010—2011材料力学试题及答案A 一、单选题（每小题2分，共10小题，20分） 1、 工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（ ）项，其他各项是必须满足的条件。 A 、强度条件 B 、刚度条件 C 、稳定性条件 D 、硬度条件 2、内力和应力的关系是（ ） A 、内力大于应力 B 、内力等于应力的代数和 C 、内力是矢量，应力是标量 D 、应力是分布内力的集度 3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（ ）。 A 、形状尺寸不变，直径线仍为直线。 B 、形状尺寸改变，直径线仍为直线。 C 、形状尺寸不变，直径线不保持直线。 D 、形状尺寸改变，直径线不保持直线。 4、建立平面弯曲正应力公式z I My =σ,需要考虑的关系有（ ）。 A 、平衡关系,物理关系，变形几何关系； B 、变形几何关系，物理关系，静力关系； C 、变形几何关系，平衡关系，静力关系； D 、平衡关系, 物理关系，静力关系； 5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（ ）来确定积分常数。 A 、平衡条件。 B 、边界条件。 C 、连续性条件。 D 、光滑性条件。 6、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅度a σ分别为（ ）。 A -10、20、10； B 30、10、20； C 31- 、20、10； D 31-、10、20 。 7、一点的应力状态如下图所示，则其主应力1σ、2σ、3σ分别为（）。 A 30MPa、100 MPa、50 MPa B 50 MPa、30MPa、-50MPa C 50 MPa、0、-50Mpa、 D -50 MPa、30MPa、50MPa 8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（）。 A、2 B、3 C、4 D、5 9、压杆临界力的大小，（）。 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 与压杆材料无关； D 与压杆的柔度大小无关。 10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移，要求结构满足三个条件。以下那个条件不是必须的（） A、EI为常量 B、结构轴线必须为直线。 C、M图必须是直线。 D、M和M至少有一个是直线。 二、按要求作图(共12分) 1、做梁的剪力、弯矩图(10分) 考试类别[学生填写]（□正考 □补考 □重修 □补修 □缓考 □其它） 一、选择题（每小题3分，共30分） 1、工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（ ）项，其他各项事必须满足的条件。 A 、强度条件 B 、刚度条件 C 、稳定性条件 D 、硬度条件 2、低碳钢拉伸经过冷作硬化后，以下四种指标中哪种得到提高：（ ） A 、强度极限 B 、比例极限 C 、断面收缩率 D 、伸长率（延伸率） 3、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 4、阶梯圆轴的最大切应力发生在（ ） A 、扭矩最大的截面 B 、直径最小的截面 C 、单位长度扭转角最大的截面 D 、不能确定 5、危险截面是（ ）所在的截面。 A 、最大面积 B 、最小面积 C 、最大应力 D 、最大内力 6、机轴材料为45号钢，工作时发生弯扭组合变形，宜采用（ ）强度理论进行强度校核。 A 、 第一、第二 B 、第二、第三 C 、第三、第四 D 、 第一、第四 7、应用叠加原理求梁位移时的条件是：（ ）。 A 、必须是小变形的梁 B 、必须是静定的梁 C 、必须是等截面的梁 D 、必须是平面弯曲的梁 8、某直梁横截面面积为常数,，受力如下图所示，则以下四种截面形状中，抗弯能力最强的为（ ）截面形状。 A 、矩形 B 、工字形 C 、圆形 D 、正方形 9、在材料相同的条件下，随着柔度的增大（ ）。 A 、细长杆的临界应力是减小的，中长杆不是； B 、中长杆的临界应力是减小的，细长杆不是； C 、细长杆和中长杆的临界应力均是减小的； D 、细长杆和中长杆的临界应力均不是减小的。 10、构件的持久极限与构件的（ ）无关。 A 、材料 B 、变形形式 C 、循环特征 D 、最大应力 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 评阅人 线 订 装 郑州轻工业学院 2014— 2015 学年 第二学期 材料力学 试卷 专业年级及班级 姓名 学号 Y Y Y Y2015材料力学试题
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