材料力学试题.pdf

第一章 绪论 是非判断题 1材料力学是研究构件承载能力的一门学科。（ ） 2材料力学的任务是尽可能使构件安全地工作。（ ） 3材料力学主要研究弹性范围内的小变形情况。（ ） 4因为构件是变形固体，在研究构件的平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。（ ） 5外力就是构件所承受的载荷。（ ） 6材料力学研究的内力是构件各部分间的相互作用力。（ ） 7用截面法求内力时，可以保留截开后构件的任一部分进行平衡计算。 ( ) 8压强是构件表面的正应力。（ ） 9应力是横截面上的平均内力。（ ） 10材料力学只研究因构件变形引起的位移。（ ） 11线应变是构件中单位长度的变形量。（ ） 12构件内一点处各方向线应变均相等。（ ） 13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。（ ） 14构件上的某一点，若任何方向都无应变，则该点无位移。（ ） 15材料力学只限于研究等截面直杆。（ ） 16杆件的基本变形只是拉（压）、剪、扭、和弯四种，如果还有另一种变形，必定是这四种变形的 某种组合。（ ） (a) (b) 填空题 第 1 页 共 12 页 = a = b 17图中所示两个微元体受力变形后如虚线所示，图 (a)、 (b)所示 微元体的切应变分别是 _； _。 18构件的承载能力包括 _、 _和 _三个方面；根据材料的主要性 能作如下三个基本假设 _、 _、 _。 19构件的强度是指 _；刚度是指 _；稳定性是指 _。 20在材料力学中分析杆件内力的基本方法是 _，步骤是 _。 第二章 拉伸、压缩与剪切 一、是非判断题 1使杆件产生轴向拉压变形的外力必须是一对沿杆件轴线的集中力。（ ） 2拉杆伸长后，横向会缩短，这是因为杆有横向应力存在。（ ） 3胡克定律适用于弹性变形范围内。（ ） 4材料的延伸率与试件的尺寸有关。（ ） 5只有超静定结构才可能有装配应力和温度应力。（ ） 6铸铁构件由于没有屈服阶段，所以在静载作用时可以不考虑其应力集中的影响。（ ） 7杆件的某横截面上，若各点的正应力均为零，则该截面上轴力为零。（ ） 8两根材料、长度 都相同的柱子，一根的横截面面积为 ，另一根为 ，且 。如图所示。两 杆都受自重作用。这两杆的最大压应力相等，最大压缩量也相等。（ ） l 1 A 2 A 12 AA 9直径为 的圆截面拉伸试件，其标距是指试件两端面之间的 距离。（ ） d 2 A l l 1 A 10低碳钢拉伸试件的强度极限是其拉伸试验中的最大实际应 力值。（ ） 11在联接件挤压实用计算中，挤压面积 是实际挤压面的面 积。（ ） bs A ( )b ( )a 二、填空题 12轴向拉伸的等直杆，杆内任一点处最大切应力的方向与轴线成 _。 13低碳钢由于冷作硬化，会使 _提高，而使 _降低。 14铸铁试件的压缩破坏和 _应力有关。 15工程上通常把延伸率 的材料称为塑性材料。 16一空心圆截面直杆，其内、外径之比为 8.0= ，两端承受轴向拉力作用，如将内外径增加一倍，则 其抗拉刚度将是原来的 _倍。 17衡量材料塑性的两个指标是 _、 _。 18 低碳钢在拉伸过程中的四个阶段分别是 _ 、 _ 、 _ 和 _。 h d P 19构件由于截面的 _会发生应力集中现象。 20图示在拉力 作用下的螺栓，已知材料的剪切许用应力 p 是拉伸许用 应力 的 0.6 倍，则螺栓直径 和螺栓头高度 的合理比值为 _。 d h 三、选择题 第 2 页 共 12 页 21应用拉压正应力公式 A F N = 的条件是（ ）。 （ A）应力小于比例极限；（ B）外力的合力沿杆轴线；（ C）应力小于弹性极限；（ D）应力小于屈服极限。 22图示拉杆的外表面上有一斜线，当拉杆变形时，斜线将（ ）。 F （ A）平动； （ B）转动； （ C）不动； （ D）平动加转动。 23图示四种材料的应力 应变曲线中，强度最大的是材料（ ） ，塑性 最好的是材料（ ）。 24图示三杆结构，欲使杆 3 的内力减小，应该（ ）。 （ A）增大杆 3 的横截面积； （ B）减小杆 3 的横截面积； （ C）减小杆 1 的横截面积； （ D）减小杆 2 的横截面积。 A 第 3 页 共 12 页 25图示有缺陷的脆性材料拉杆中，应力集中最严重的是杆（ ）。 F F ( )A ( )B F F F F ( )C ( )D F F 26等直拉杆如图所示，在 F 力作用下，正确的是（ ）。 （ A）横截面 上的轴力最大； （ B）曲截面 b 上的轴力最大； a （ C）斜截面 c 上的轴力最大； （ D）三种截面上的轴力一样大。 27低碳钢的 曲线如图所示，应力加至 k 点，然后逐渐卸载时，相应的 关系为（ ）。 （ A）曲线 ；（ B）折线 ；（ C）直线 ； （ D）直线 ki 。 kfeo kjo kj bs bs = 28如图所示连接件，方形销钉将两块等厚板连接在一起，上面这块板同时存 在拉伸正应力 ，切应力 ，挤压应力 ，比较其数值大小可得（ ）。 （ A） 最大； （ B） 最大； （ C） 最大； （ D） 。 bs P a2 2 a a 题 28 P P P 29. 结构由于制造误差或温度误差，则有 ( )。 （ A） 静定结构中将引起应力，静不定结构中也能引起应力； B C D 题 23 F 1 2 3 题 24 F a b c O j i e f k 题 27 （ B）静定结构中将引起变形，静不定结构中将引起应力； （ C）无论静定或静不定结构，都将引起应力和变形； （ D）静定结构中将引起应力和变形，静不定结构中将引起应力。 30现有钢、铸铁两种棒材，其直径相同。从承载能力与经济效益两个方面考虑，图示结构中两种合理 选择方案是 ( )。 （ A） 1 杆为钢， 2 杆为铸铁； （ B） 1 杆为铸铁， 2 杆为钢； （ C）两杆均为钢； （ D）两杆均为铸铁。 第三章 扭转 一、是非判断题 1圆轴受扭时，杆内各点均处于纯剪切状态。（ ） 2圆轴受扭时，横截面上的最大切应力发生在距截面形心最远处。（ ） 3圆轴扭转变形实质上是剪切变形。（ ） 4当剪应力超过材料的剪切比例极限时，切应力互等定理亦成立。（ ） 5一点处两个相交面上的切应力大小相等，方向指向（或背离）该两个面的交线。（ ） 6直径 和长度 l 相同、材料不同的两根轴，两端受相同扭转力偶矩作用，它们的最大切应力及最大扭 转角都相同。（ ） d 7在线弹性范围内，拉伸圆杆的体积发生变化，而扭转圆杆的体积不发生变化。（ ） 8材料相同的圆杆，它们的剪切强度条件和扭转强度条件中，许用切应力的意义相同，数值相等。（ ） 二、填空题 9单元体的两个 _面上垂直于二面交线的切应力大小相等、方向都指向（或背离）两个面 的交线，此称为切应力互等定理。 10铸铁圆杆发生扭转破坏的破断线如图，试画出圆杆两端所受外力偶的方向。 T T 11画出圆杆扭转时，两种截面的切应力分布图。 12圆轴扭转时，在外表面轴线方向贴有应变片，在线弹性范围内时， 该应变片的读数为 _。（已知直径 ，扭矩 d T ，剪切弹性模量 ） G 第 4 页 共 12 页 13若将受扭实心圆轴的直径增加一倍，则其刚度是原来的 _倍。 14 阶梯形实心圆轴承受扭转变形，圆轴最大切应力 _。 = max 三、选择题 15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。 16空心圆轴的外径为 D ，内径为 ， d D d = 。其抗扭截面系数为（ ）。 T2 T d2 d （ A） )1( 16 3 = D W t ； （ B） )1( 16 2 3 = D W t ； （ C） )1( 16 3 3 = D W t ； （ D） )1( 16 4 3 = D W t 。 17扭转切应力公式 p I T = 适用于（ ）杆件。 （ A）任意截面； （ B）任意实心截面； （ C）任意材料的圆截面； （ D）线弹性材料的圆截面。 18单位长度扭转角 与（ ）无关。 （ A）杆的长度； （ B）扭矩； （ C）材料性质； （ D）截面几何性质。 19图示圆轴由钢管和铝套管牢固的结合在一起。扭转变形时，横截面上切应力分布如图（ ）所示。 第 5 页 共 12 页 钢 铝 T T T T ()A ( )B ( )C ()D ） 1( 。 O T 20空心圆轴，其内外径之比为 ，扭转时轴内的最大切应力为 ，这时横截面上内边缘的切应力为（ ）。 （ A） ； （ B） ； （ C） 0； （ D ) 4 F B A C 1 2 题 30 21实心圆轴扭转，已知不发生屈服的极限扭矩为 ，若其横截面积增加 1 倍，那么极限扭矩是（ ）。 （ A） 0 2T ； （ B） ； （ C） 0 2T 0 22 T ； （ D） 。 0 4T 第五章 弯曲内力 一、选择题 1梁在集中力作用的截面处，它的内力图为（ ）。 （ A） Q 图有突变， M 图光滑连续； （ B） 图有突变，Q M 图有转折； M 图有突变， Q 图光滑连续； （ D） M 图有突变， Q 图有转折。 （ C） 2梁在集中力偶作用的截面处，它的内力图为（ ）。 （ A） Q 图有突变， M 图无变化； （ B） Q 图有突变， M 图有转折； M 图有突变， Q 图无变化； （ D） M 图有突变， 图有转折。 Q（ C） 3梁在某一段内作用有向下的分布力时，则在该段内 M 图是一条（ ）。 （ A）上凸曲线；（ B）下凸曲线；（ C）带有拐点的曲线；（ D）斜直线。 4如图示悬臂梁上作用集中力 F 和集中力偶 M ，若将 M 在梁上移动时，将（ ）。 （ A）对剪力图大小、形状均无影响； F M （ B）对弯曲图形状无影响，只大小有影响； （ C）对剪力图、弯矩图的形状及大小均有影响； （ D）对剪力图、弯矩图的形状及大小均无影响。 第六章 弯曲应力 一、填空题 1应用公式 y I M Z = 时，必须满足的两个条件是 _和 _。 2. 梁在弯曲时，横截面上正应力沿高度是按 _分布的；中性轴上的正应力为 _；矩形截 面梁横截面上剪应力沿高度是按 _分布的。 3矩形截面梁若最大剪应力、最大弯矩和截面宽度不变，而将高度增加一倍，则最大弯曲正应力为原来 的 _倍，最大弯曲剪应力为原来的 _倍。 4 下面所示的梁跨中截面上 A 、 两点的应力 _； _； _。 B = A = A = B q 第 6 页 共 12 页 2l 2l l1.0 l A 1.0 C Z B B 5两梁的几何尺寸和材料相同，由正应力强度条件可得 的承载能力为 A 的 倍。 qq l 5l 5l 53l ()A ( )B 6. 对于相同横截面积，同一梁采用下列何种截面，其强度最高的是：（ ）。 ( )C()A ( )B ( )D 7梁拟用图示两种方式搁置，则两种情况下的最大应力之比 为：（ ）。 ba )/()( maxmax P l h h4 ( )a h h4 ( )b （ A） 1/4； （ B） 1/16； （ C） 1/64； （ D） 16。 8. 图示梁的材料为铸铁，截面形式有四种如下图。最佳形式为（ ）。 q A B C D 9如图所示的悬臂梁，自由端受力偶 M 的作用，梁中性层上正应力 及切应力 有四种答案，正确的是 （ ）。 第 7 页 共 12 页 ()A 0,0 = ； B 0,0 = ； ()C 0,0 = ； D 0,0 = 。 第八章 应力状态理论 一、是非判断题 1 包围一点一定有一个单元体，该单元体各面只有正应力而无切应力。（ ） 2 单元体最大切应力作用面上必无正应力。（ ） 3 一点沿某一方向的正应力为零，则沿该方向的线应变也为零。（ ） 4 纯剪切应力状态是二向应力状态。（ ） 5 两个二向应力状态叠加仍然是一个二向应力状态。（ ） 6 受扭圆轴除轴心外，轴内各点均处于纯剪切应力状态。（ ） 7 单向应力状态的应力圆和三向均匀拉伸或压缩应力状态的应力圆相同，且均为 轴上的一个点。（ ） 8 若单元体上 MPa xyyx 50 = ，则该单元体必定是二向应力状态。（ ） 二、填空题 9 一点的应力状态是该点 。 10 在平面应力状态下，单元体相互垂直平面上的正应力之和等 于 。 11 图示三棱柱体的 AB 面和 面上作用有切应力 ，则 面上的应力 是 BC AC 。 12 图示纯剪切应力状态单元体的体积应变为 。 13 滚珠轴承中，滚珠和外圆接触点处的应力状态是 。 14 矩形截面梁在横力弯曲下，梁的上下边缘各点处于 向应力状态，中性 轴上各点处于 应力状态。 15 二向应力状态的单元体的应力情况如图所示，若已知该单元体的一个主应力为 ，则另一个主应力的值为 MPa5 。 16 二向应力状态（已知 ）的应力圆圆心的横坐标值为 xyyx , ，圆 M h l MPa80 A B C o 45 o 45 11 题 12 题 15 题 的半径为 。 17 单向受拉杆，若横截面上的正应力为 ，则杆内任一点的最大正应力为 0 ，最大剪应力为 。 18 处于二向应力状态的单元体，已知 ， ，则该单元体的最大剪应力 MPa100 1 = MPa40 2 = = max 。 19 A 、 两点的应力状态如图所示，已知两点处的主拉应力 相同，则 点 B 1 B = xy 。 第 8 页 共 12 页 MPa40 MPa60 B A xy MPa20 MPa10 19 题 20 题 20 图示单元体的三个主应力为： = 1 ； = 2 ； = 3 。 21 广义虎克定律 ( ) E kjii += 的适用条件 是 。 22 与图示应力圆对应的单元体是 向应力状态。 O 23 图示应力圆，它对应的单元体属 应力状态。 24 单元体的体积应变 与三个主应变 之间的关系 为 V 321 ， 。 题22图 题23图 选择题 25 对一受静水压力的小球，下列结论中错误的是：（ ） （ A）球内各点的应力状态均为三向等压； （ B）球内各点不存在切应力； （ C）小球的体积应变为零； （ D）小球的形状改变比能为零。 26 关于单元体的定义，下列提法中正确的是（ ）。 （）单元体的三维尺寸必须是微小的； （）单元体是平行六面体； （）单元体必须是正方体； （）单元体必须有一对横截面。 27 在单元体的主平面上（ ）。 （ A）正应力一定最大； （ B）正应力一定为零； （ C）剪应力一定最大； （ D）剪应力一定为零。 28 图示直角三角形单元体，若斜截面上无应力，则该单元体的（ ）。 （ A）三个主应力均为零； （ B）两个主应力为零； （ C）一个主应力为零； （ D）三个主应力均不为零。 题28图 1 2 3 a b c 题29图 1 2 3 4 O 29 三向应力状态及其相应的应力圆如图所示。单元体上任意斜截面 上的应力可能对应于应力圆中的 哪一点？（ ） abc （ A） 1 点； （ B） 2 点； （ C） 3 点； （ D） 4 点。 P P 30 当三向应力状态的三向应力圆成为一个应力圆时，单元体上的主应力情况一定是 （ ）。 （ A） （ B） （ C） （ D） 或 21 = 32 = 31 = 21 = 32 = 31 两根横截面相等的等直杆，一根处于自由状态，另一根放入无空隙的刚性模中， 如图所示，若两杆承受相同的轴向压力作用，试问两杆中任一点什么量值相等？（ ） （ A）轴向压应力； （ B）轴向线应变； （ C）最大剪应变； （ D）最大剪应力。 题31图 32 已知单元体 AB 、 面上只作用有剪应力 ，则 面上应力为：（ ） BC AC 2/ = AC B C （ A） ， ； （ B） ，2/ = AC 0 = AC 2/3 = AC ； o 30 A （ C） ， 2/ = AC 2/3 = AC ； （ D） ，2/ = AC 2/3 = AC = yx = 0 xy yx 0 = xy 33 平面应力状态下，对于任意两斜截面上的正应力 成立的充分必要条件，有下列四种答案，正 确的是（ ） （ A） ， ； （ B） ， ； yx = 0 = xy （ B） ， ； （ D） 。 xyyx = 第十章 组合变形 是非判断 1 拉伸（压缩）和弯曲组合变形时中性轴一定不过截面的形心。（ ） 2 圆杆两面弯曲时，可分别计算梁在两个平面内弯曲的最大应力，叠加后即为圆杆的最大应力。（ ） 3 圆杆两面弯曲时，各截面的和弯矩矢量不一定在同一平面内。（ ） 4 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形杆件，其中性轴尽管是一条不通过形心的直线，但它总是将横截面分 成大小不等的受拉和受压区域。（ ） 5 在偏心拉（压）的杆件内，所有横截面上的内力均相同。（ ） 6 在偏心拉（压）的杆件内，横截面上各点的应力状态均是单向应力状态。（ ） 7 在弯扭组合变形圆杆的外边界上，各点都处于平面应力状态。（ ） 第 9 页 共 12 页 8 在弯扭组合变形圆杆的外边界上，各点主应力必然是 ， ， 。（ ） 0 1 0 2 = 0 3 9 在脆性材料制成的拉伸（压缩）与弯曲组合变形杆件中，其中所有的危险点都可以按第一强度理论进 行强度计算。（ ） 填空题 10 利用叠加法计算杆件组合变形的条件是：为 ；材料处于 范围。 11 偏心压缩实际上是 和 的组合变形问题。 12 在组合变形中，当使用第三强度理论进行强度计算时，其强度条件可以写成三种公式，其中 适用于 313 = r 杆； 4 22 3 += r 适用于 杆； / 22 3 += WTM r 适用于 杆。 第 10 页 共 12 页 13 图示空间折杆 AB 是 变形， 段是 BC 变形。 A B C D F 选择题 题 13 图 15 图示铸铁制压力机立柱的截面中，最合理的是图（ ）。 F ()A ( )C( )B ( )D 16 图示圆轴同时受到转矩 T、弯曲力偶 M 和轴力 F 的作用，下列强度条件中（ ）是正确的。 M M T T F F 2 222 + + W T W M A F 1 22 + TM WA F （ A） （ B） （ D） 4 22 + + W T W M A F 22 + + W T W M A F （ C） 17 图示矩形截面拉杆中间开一深度为 2h 的缺口，与不开口中的拉杆相比，开口处的最大应力的增 大倍数为：（ ） （ A） 2 倍； （ B） 4 倍； （ C） 8 倍； （ D） 16 倍。 F F 2h h b 第十一章 压杆稳定 是非判断题 1 压杆失稳的主要原因是由于外界干扰力的影响。（ ） 2 同种材料制成的压杆，其柔度愈大愈容易失稳。（ ） 3 细长压杆受轴向压力作用，当轴向压力大于临界压力时，细长压杆不可能保持平衡。（ ） 4 若压杆的实际应力小于欧拉公式计算的临界应力，则压杆不失稳（ ） 5 压杆的临界应力值与材料的弹性模量成正比。（ ） 6 两根材料、长度、截面面积和约束条件都相同的压杆，则其临界力也必定相同。（ ） 7 若细长杆的横截面面积减小，则临界压力的值必然随之增大。（ ） 8 压杆的临界应力必然随柔度系数值的增大而减小。（ ） 9 对于轴向受压杆来说，由于横截面上的正应力均匀分布，因此不必考虑横截面的合理形状问题。（ ） 填空题 10 在一般情况下，稳定安全系数比强度安全系数要大，这是因为实际压杆总是不可避免地存在 以及 等不利因素的影响。 11 按临界应力总图， 的压杆称为 1 ，其临界应力计算公式为 ； 的压杆 称为 12 ，其临界应力计算公式为 ； 的压杆称为 2 ，其临界应力计算 公式为 。 12 理想压杆的条件是 ； ； 。 13 压杆有局部削弱时，因局部削弱对杆件整体变形的影响 ；所以在计算临界压力时，都采用 的横截面面积 A 和惯性矩 I。 16 对于不同柔度的塑性材料压杆，其最大临界应力将不超过材料的 。 17 提高压杆稳定性的措施有 ， ，以及 和 。 18 细长杆的临界力与材料的 有关，为提高低碳钢压杆的稳定性，改用高强度钢不经济，原 因时 。 19 按图示钢结构（ a）变换成（ b）的形式，若两种情形下 CD 为细长杆，结构承载能力将 。 P P ACB D A C B D (a) (b) 20 图示材料相同，直径相等的细长杆中， 杆能承受压力最大； 杆能承受的压力最小。 第 11 页 共 12 页 4m F 6m F 7m F (a) (b) (c) 选择题 21 在稳定性计算中，若用欧拉公式算得压杆的临界压力为 F cr ，而实际压杆属于中柔度杆，则（ ）。 （ A）并不影响压杆的临界压力值； （ B）实际的临界压力大于 F cr ，是偏于安全的； （ C）实际的临界压力大于 F cr ，是偏于不安全的； （ D）实际的临界压力小于 F cr ，是偏于不安全的； 22 方形截面压杆， ；如果将 改为 后仍为细长杆，临界力 是原来的多少倍？ ( ) 2:1: =hb b h cr P （ A） 16 倍； （ B） 8 倍； （ C） 4 倍； （ D） 2 倍。 第 12 页 共 12 页 23 在横截面积等其他条件均相同的条件下，压杆采用图（ ）所示的截 面形状，其稳定性最好。 F l P cr bh h 500 (A) (B) (C) (D) 题 23 图 题 24 图 1032 =a24 图示边长为 mm的正方形截面大柔度杆，承受轴向压力 F=4 2 KN，弹性模量 E=100GPa。 则该杆的工作安全系数为（ ）。 （ A） ； （ B） ； （ C） ； （ D） 。 1= w n 2= w n 3= w n 4= w n