_材料力学试题及答案要点.pdf
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1、第 1 页 共 34 页 20102011 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。
2、4、建立平面弯曲正应力公式 z I My ,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、应力幅度 a分别为( ) 。 A -10、20、10;B 30、10、20; C 3 1 、20、10;D 3 1 、10、20 。 第 2 页 共 34 页 7、一点的应力状态如下图所示,则其
3、主应力 1、2、3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。
4、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) 第 3 页 共 34 页 2、画出右图所示空心圆轴横截面上沿半径OA 方向的 剪 应力分布示意图 .(2 分) 三、结构尺寸及受力如图所示,AB 可视为刚体,CD 为圆截面钢杆,直径为35Dmm, 材料为 Q235 钢,许 用 应力为180MPa,200EGPa(共 15 分) (1)求许可载荷F。 (6 分) (2) 计算当50FKN时,B 点竖向位移 (6 分) (3) 若 D 处(双剪切)铆钉许用切应力MPa100,试设计铆钉直径d 。 (3 分) 四、 (13 分)在受集中力偶矩Me作
5、用的矩形截面简支 梁中, 测得中性层上k点处沿 45 o 方向的线应变为 o 45 ,已知材料的 E,和梁的横截面及长度尺寸 b,h,a,l. 试求集中力偶矩Me 。 A T O 第 4 页 共 34 页 五、(14 分)如图所示结构,杆AB 横截面面积 5.21A cm2,抗弯截面模量 102 z W cm3, 材料的许用应力 180 MPa。圆截面杆 CD,其直径20d mm,材料的弹性模量 200EGpa,250 s MPa , 200 p MPa, , 12100,50, 如果压杆不为 细长 杆时采用直线拟合。 A、 C、D三处 均为球铰约束,若已知: 25.1 1 l m, 55.0
6、 2 l m, 25F kN,稳定安全系数 8.1 st n ,校核此结构是否安全。 第 5 页 共 34 页 六、 (12 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 EI , 支座的弹簧刚度为 k(产生单位长度变形所需的力) ,且 3 l EI k ,试求 C点冲击挠度。 第 6 页 共 34 页 七、 (14 分)平面刚架如图所示,EI 为常量,试用力法作其弯距图。 欲索取更多考研资料,请上北京天问教育 网站官网! q a C B A a 第 7 页 共 34 页 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的 括号内。每小题
7、2 分,共 20 分) 1.轴的扭转剪应力公式= T I P 适用于如下截面轴( ) A.矩形截面轴B.椭圆截面轴 C.圆形截面轴D.任意形状截面轴 2.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哪 个?( ) A.实心圆轴B.空心圆轴C.两者一样D.无法判断 3.矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时,从正应力强度考虑,该梁的承载能力的 变化为 ( ) A.不变B.增大一倍C.减小一半D.增大三倍 4.图示悬臂梁自由端B 的挠度为 ( ) A. ma a EI ()l 2 B. ma a EI 3 2 ()l C. ma EI D. ma a
8、EI 2 2 ()l 5.图示微元体的最大剪应力max为多大 ?( ) A. max=100MPa B. max=0 C. max=50MPa D. max=200MPa 6.用第三强度理论校核图示圆轴的强度时,所采用的强 度条件为 ( ) A. P A M W T W ZP ()() 2 4 2 B. P A M W T WZP C. ()() P A M W T W ZP 22 D. ()() P A M W T W ZP 2 4 2 7.图示四根压杆的材料、截面均相同,它 们在纸面内失稳的先后次序为( ) A. (a),(b),(c),(d) 第 8 页 共 34 页 B. (d),(a
9、),(b),(c) C. (c),(d),(a),(b) D. (b),(c),(d),(a) 8.图示杆件的拉压刚度为EA,在图示外力作用下 其变形能 U 的下列表达式哪个是正确的?( ) A. U= P a EA 2 2 B. U= P EA P b EA 22 22 l C. U= P EA P b EA 22 22 l D. U= P EA P b EA 22 22 a 9 图示两梁抗弯刚度相同,弹簧的刚度系数 也相同,则两梁中最大动应力的关系为 ( ) A. ( d) a =(d) b B. (d) a (d) b C. (d) a (d) b D. 与 h 大小有关 二、填空题 (
10、 每空 1 分,共 20 分) 1.在材料力学中,为了简化对问题的研究,特对变形固体作出如下三个假设:_, _, _。 2.图示材料和长度相同而横截面面积不同的两杆,设材料的重度为,则在杆件自重的作用下,两 杆在 x 截面处的应力分别为(1)=_, (2)=_。 3.图示销钉受轴向拉力P 作用,尺寸如图,则销钉内的剪应力=_,支承面的挤压应力 bs=_。 第 9 页 共 34 页 4.图示为一受扭圆轴的横截面。已知横截面上的最大剪应力max=40MPa,则横截面上A 点的剪应力 A=_。 5.阶梯形轴的尺寸及受力如图所示,其AB 段的最大剪应力max1与 BC 段的最大剪应力 max2 之比
11、max max 1 2 =_。 6.图示正方形截面简支梁,若载荷不变而将截面边长增加一倍,则其最大弯曲正应力为原来的 _倍,最大弯曲剪应力为原来的_倍。 7.矩形截面悬臂梁的尺寸及受载如图所示, (1)若梁长 l 增大至 2l,则梁的最大挠度增大至原来的_倍; (2)若梁截面宽度由b 减为 b 2 ,则梁的最大挠度增大至原来的_倍; (3)若梁截面高度由h 减为 h 2 ,则梁的最大挠度增大至原来的_倍。 8.图示为某构件内危险点的应力状态,若用第四强度理论校核其强度,则相当应力 eq4=_。 第 10 页 共 34 页 9.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_,
12、临界载荷将 _。 三、分析题 ( 每小题 5 分,共 20 分) 1.在图示低碳钢和铸铁拉伸试验的“应力应变”图上,注明材料的强度指标(名称和代表符号),并 由图判断: _是脆性材料,_是塑性材料。 2.画出图示阶梯形圆轴的扭矩图,用图中m 和 d 写出圆轴最大剪应力的计算式,并指出其作用点位 置。 3.图示矩形截面悬臂梁,若已知危险截面上E点的应力为 E=40MPa, 试分析该截面上四个角点A、 B、C、D 的应力 (不必写出分析过程,只须写出分析结果,即四个角点的应力值)。 四、计算题 ( 每小题 10 分,共 40 分) 1.钢杆 1, 2 吊一刚性横梁AB 。已知钢杆的弹性模量E=20
13、0GPa, 两杆的横截面面积均为A=100mm 2, 载荷 P=20KN ,试求两钢杆的应力、伸长量及P 力作用点F 的位移 F。 第 11 页 共 34 页 2.外伸木梁各部分的尺寸和所受载荷如图所示。设梁材料的许用应力=10MPa。 试: (1)作梁的剪力图和弯矩图;(2)校核梁的正应力强度。 3.弓形夹紧器如图, 若夹紧力 P=2KN , 距离 e=120mm, 立柱为矩形截面, 其 h=25mm, =160MPa, 试设计截面尺寸b。 4.图示曲柄轴直径d=50mm ,受集中力 P=1KN 作用, 试: (1)画出危险点A 的应力状态并计算其应力 值; (2)若材料的许用应力=70MP
14、a,试按第四强度理论校核其强度。 浙江省 2001 年 10月高等教育自学考试 第 12 页 共 34 页 材料力学试题参考答案 一、单项选择题( 每小题 2 分,共 20 分) 1.C 2.C 3.B 4.B 5.A 6.D 7.A 8.A 9.C 二、填空题 ( 每空 1 分,共 20 分) 1. 连续性假设均匀性假设各向同性假设 2. (l-x) (l-x) 3. P d h 4 22 P Dd() 4. 33.3MPa 5. 3/8 6. 1/8 1/4 7. 8 2 8 8. 22 3 9.降低增大 三、分析题 (每小题 5 分,共 20 分) 1.低碳钢强度指标:强度极限b,屈服极
15、限 s 铸铁强度指标:拉伸强度极限 b 铸铁是脆性材料,低碳钢是塑性材料 2.作扭矩图 计算扭转剪应力: AB = 32 3 m d BC= 379 3 . m d m a x=BC ,作用于 BC 段表面 3.A=-60MPa,B=20MPa,C=50MPa,D=-20MPa 四、计算题 ( 每小题 10 分,共 40 分) 1.两钢杆轴力:N1=8KN( 拉),N2=12KN( 拉 ) 杆 1: 1=80MPa,l1=0.8mm 杆 2: 2=120MPa,l2=1.2mm P 力作用点位移: F= 23 5 12 ll =1.04mm 2.支反力: RA=17.5KN( ),RB=22.
16、5KN( ) 剪力图: 弯矩图: 第 13 页 共 34 页 强度校核: max=9.96MPa 3.N=p,M=pe = N A M W P bh pe bh 6 2 b p h pe h 6 2 =14.9mm 4.应力状态 应力值: =40.7MPa, =16.3MPa 强度校核: eq4= 22 3=49.5MPa 第 14 页 共 34 页 20102011材料力学试题及答案B 一、单选或多选题(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
17、 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、设某种钢的屈服应力为 200 s MPa ,弹性模量为 200EGPa。现将直径为 2mm 的钢丝 绕在一个刚性圆柱上,欲使钢丝放松后不产生残余变形,则圆柱直径不能小于() 。 A、0.8米B、1.6 米C、2.0 米D、2.4米 5、利用积分法求梁的变形,不需要
18、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、应力幅度a分 别为() 。 A -10、20、10;B 30、10、20; C 3 1 、20、10;D 3 1 、10、20 。 第 15 页 共 34 页 7、一点的应力状态如下图所示,则其主应力 1、2、3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、
19、 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,要求杆件满足三个条件。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、按要求做图 (10 分) q=F/a F 2 2 1 1 2F aaa 3m 1m (e) B 1m 20kN/m30kN CD (1)做轴力图(2) 做剪力、弯矩图 第 16 页 共 34 页 三、图示结构中, BC 由一束
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