材料力学试题答案.doc

题一、1图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、A1A2B、A1 A2C、A1=A2D、A1、A2为任意2、建立圆周的扭转应力公式=M/I时需考虑下列因素中的哪几个？答：（ ）（1） 扭矩MT与剪应力的关系MT=AdA（2） 变形的几何关系（即变形协调条件）题一、3图（3） 剪切虎克定律（4） 极惯性矩的关系式IT=A2dAA、（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1=（）A、 B、2 C、3 D、44、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，则梁的强度题一、4图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倍题一、5图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P1/P2=（）A、2 B、4C、8 D、166、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7、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、0.74 B、0.62 C、0.55 D、0.478、材料的失效模式 B 。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。9、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 C 10、关于压杆临界力的大小，说法正确的答案是 BA 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。 11、如图所示重量为的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数 C A B C D 12、轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确答案是_B_A 1-1、2-2面上应力皆均匀分布；B 1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布；C 1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布；D 1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。13、一点的应力状态如右图所示，则其主应力、分别为A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 50 MPa、0、-50MPaD -50 MPa、30MPa、50MPa正确答案是 B14、对莫尔积分的下述讨论，正确的是 C 。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。15、图示交变应力的循环特征、平均应力、应力幅值的值分别是 D A 40、20、10 B 20、10、20C 0、20、10 D 0、20、20 16、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为，则450斜截面上的正应力和剪应力 D 。 A 分别为/2和 B 均为C 分别为和/2 D 均为/217图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知jy2，为充分提高材料的利用率，则铆钉的直径应为 D 。A d=2t B d=4t C d=4t/ D d=8t/18、两根材料和柔度都相同的压杆， A 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19、图示交变应力循环特征，应力振幅a和平均应力m分别为 CA 2，a20MPa，m10MpaB 2，a40MPa，m10MpaC 2，a30MPa，m10MpaD 2，a30MPa，m30MPa20、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_C_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。21、轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面(A ) 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22、在连接件上，剪切面和挤压面分别 B 于外力方向。 A垂直、平行 B平行、垂直C 平行 D垂直二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。（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、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，=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C。（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）五、悬臂梁ACB由铸铁材料制成，其许用拉应力t=40MPa，许用压应力c=160MPa，载荷FP=44kN，梁截面为T型，Iz=101.8106mm4，尺寸如图，试校核其强度。（15分）专业_ 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 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。KN KNCBABCxx剪力方程和弯矩方程：AC段：；CB段：；2、（15分）已知三向应力状态如图所示（图中应力单位：MPa）， 试求：1）主应力；2）主切应力；3）形变应变能密度。 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，试用第三强度理论校核轴的强度扭矩： 进而可以求出磨削力：N；N故可以求出和的极值： NmNm弯矩 ：第三强度理论：故该轴满足强度要求。6、（17分）用积分法求梁B点的挠度和转角，梁的EI，L已知 ，1、（16分）、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、（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，当时，。）应用截面法容易求出：AB、AD、BC、DC四根压杆的内力， BD拉杆的内力 结构临界载荷： KN1、（15分）梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。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=5.210-4。试求转矩m。 m=125.7N/m5（15分）平面刚架如图所示。其各部分的抗弯刚度均为常量,，试求点在铅垂方向的位移。（忽略截面剪力与轴力） ， ， ， （向下）3、（15分）皮带轮传动轴如图所示，皮带轮1的重量, 直径，皮带轮2的重量, 直径，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，试求轴的直径。解：扭矩：=4775Nm皮带拉力 内力分析 B截面 4775 C截面 轴危险截面为B截面轴径计算 W= 236E-6 =0.134m4、（10分）直径mm的圆截面折杆，受力与其他尺寸如图所示。试计算点的第三强度理论的相当应力。MPa， MPa，MPa，MPa，MPa5、（15分）总长度为，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。在B点作用向下单位力B点向下位移 向下求转角：在B点作用顺时针单位力偶B点转角 顺时针二. 绘制结构的剪力、弯矩图。（15分） 三. 如图，左轮沿切线作用水平向前F1=6kN，右轮沿切线作用铅垂向上F2，a=0.4m，D1=0.4m，D2=0.6m，轴的材料许用应力=100MPa，。试按第三强度理论设计合理的d。（15分）四. 图示结构，梁AB的EI、a、h和重物的重量P已知。试求重物自由下落冲击C点所造成梁中的动态最大弯矩。（15分）五. 图示结构，各杆材料许用应力=120MPa；边杆长度l=1m，直径d1=0.04m；对角线杆的直径d=0.06m，稳定因数=0.527。试求该结构合理的允许载荷F。（10分）六. 梁AB尺寸a=1m，b=0.1m，h=0.2m；材料的弹性模量E=210GPa，泊松比=0.28；在C截面中间层处测得45度方向应变为110-5。试计算梁上集中力F。（10分）二. 绘制结构的剪力、弯矩图。（15分） 约束力2分，FAy=-qa()，FCy=3qa()，FDy=2qa()。剪力图7分，4值3线；弯矩图6分，3值3线。若剪力图对，约束力不写不扣；若图错，约束力对，最多给4分。三. 如图，左轮沿切线作用水平向前F1=6kN，右轮沿切线作用铅垂向上F2，a=0.4m，D1=0.4m，D2=0.6m，轴的材料许用应力=100MPa，F1=6kN。试按第三强度理论设计合理的d。（15分）解内力：（8分）危险截面A（2分）强度：（5分）四. 图示结构，梁AB的EI、a、h和重物的重量P已知。试求重物自由下落冲击C点所造成梁中的动态最大弯矩。（15分）解：协调：（2分）位移：（2，2分）结果：（2分）静位移：（4分）动荷因数：（2分）最大动弯矩：（1分）五. 图示结构，各杆材料许用应力=120MPa；边杆长度l=1m，直径d1=0.04m；对角线杆的直径d=0.06m，稳定因数=0.527。试求该结构合理的允许载荷F。（10分）解：拉杆内力：（2分）拉杆强度：（3分）对角线杆压力：F（1分）杆稳定：（3分）结论：（1分）六. 梁AB尺寸a=1m，b=0.1m，h=0.2m；材料的弹性模量E=210GPa，泊松比=0.28；在C截面中间层处测得45度方向应变为110-5。试计算梁上集中力F。（10分）解：测量点截面剪力：（3分）测量点纯剪切：（4分）力：（3分）422 梁的受力及横截面尺寸如图所示。试： 1绘出梁的剪力图和弯矩图； 2确定梁内横截面上的最大拉应力和最大压应力； 3确定梁内横截面上的最大切应力； 4画出横截面上的切应力流。(d)(a) 解：1图（a）： kN ，kN 剪力与弯矩图如图（b）、（c）；(c)(b) 2形心C位置 (e) MPa MPa 3 m3 MPa4切应力流如图（e）。636 梁AB和BC在B处用铰链连接，A、C两端固定，两梁的弯曲刚度均为EI，受力及各部分尺寸均示于图中。FP = 40kN，q = 20kN/m。试画出梁的剪力图和弯矩图。 解：变形协调 FX 代入 kN kN（）FX kNm（逆） kN（） kNm（顺）第14页共14页