《材料力学》期末考试试卷A、B卷及答案.doc

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*学院期末考试试卷 考试科目材料力学考试成绩试卷类型A考试形式闭卷考试对象土木本科一、 填空题(总分20分,每题2分)1、杆件在外力作用下,其内部各部分间产生的 ,称为内力。2、杆件在轴向拉压时强度条件的表达式是 。3、低碳钢拉伸时,其应力与应变曲线的四个特征阶段为 阶段, 阶段, 阶段, 阶段。 4、线应变指的是 的改变,而切应变指的是 的改变。5.梁截面上弯矩正负号规定,当截面上的弯矩使其所在的微段梁凹向下时为 。6.梁必须满足强度和刚度条件。在建筑中,起控制做用的一般是 条件。7、第一和第二强度理论适用于 材料,第三和第四强度理论适用于 材料。8、求解组合变形的基本方法是 。9、力作用于杆端方式的不同,只会使与杆端距离在较小的范围内受到影响,该原理被称为 。10、欧拉公式是用来计算拉(压)杆的 ,它只适用于 杆。二、 单项选择(总分20分,每题2分)1、用截面法可求出图示轴向拉压杆a-a截面的内力,下面说法正确的是( ) A. N其实是应力 B. N是拉力 C. N是压力 D. N的作用线与杆件轴线重合2、构件的强度是指( ) A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力 B. 在外力作用下构件保持原有平衡态的能力C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力 D. 在外力作用下构件保持原有平稳态的能力3、现有钢、铸铁两种杆材,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. 2杆均为钢 D. 2杆均为铸铁AB1C2F4、从拉压杆轴向伸长(缩短)量的计算公式可以看出,E和A值越大,越小,故( )。A. E为杆的抗拉(压)刚度。 B. 乘积EA表示材料抵抗拉伸(压缩)变形的能力。C. 乘积EA为杆的抗拉(压)刚度 D. 以上说法都不正确。5、空心圆轴的外径为D,内径为d,=d /D。其抗扭截面系数为( )。A B C D 6、在没有荷载作用的一段梁上,( )A. 剪力图为一水平直线 B.剪力图为一斜直线C没有内力 D.内力不确定7、在平行移轴公式中,其中轴和轴轴互相平行,则( )。A. Z轴通过形心 B. 轴通过形心C . 都不一定要通过形心 D. a是Z轴与轴之间的距离。所以a08、梁弯曲时,梁的中性层( )。A. 不会弯曲 B. 不弯曲但长度会改变C.会弯曲但长度不会改变 D.弯曲的同时长度也改变9、铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀而被胀裂,而管内的冰却不会破坏。这是因为( )。A.冰的强度较铸铁高; B.冰处于三向受压应力状态; C.冰的温度较铸铁高; D.冰的应力等于零。10、设和分别是压杆的稳定系数和柔度系数,( )。A对同一种材料制成的压杆,值较大则值就越小;B值越大,值就越小,这与压杆所用材料无关;C当1时,压杆肯定是稳定的,不必对其进行稳定计算;D值与压杆杆端的约束情况无关。三、 简答题(总分24分,每题6分)1、拉(压)杆通过铆钉连接在一起时,连接处的强度计算包括哪些计算?2、在梁横截面的中性轴上,其正应力和切应力的值如何?3、梁的变形用什么来度量的?这些量的几何意义各是什么?4、工程中提高压杆稳定性的措施主要从哪几个方面入手?四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。(10分)五、计算(总分26分)1. 试用解析法求图中平面应力状态的主应力,图中应力单位为MPa。(7分)2. 一钢制的空心圆管,外径和内径分别为12mm和10mm,杆长380mm,钢材的弹性模量E=210GPa。试用欧拉公式求钢管的临界力。已知在实际使用时,其承受的最大工作压力Fmin=2250N,规定的稳定安全系数为nst=3.0,试校核钢管的稳定性(两端作铰支考虑)。(7分)3. 工字钢制成的简支梁如图所示,已知l=6m,P=60KN,q=8KN/m,材料的容许应力。试选择工字钢的型号。(12分)工字钢型号腹板宽度b(mm)Wz (cm)28a8.550824.632a9.569227.5*学院期末考试试卷 考试科目材料力学考试成绩试卷类型B考试形式闭卷考试对象土木本科一、 填空题(总分20分,每题2分)1、求杆件任一截面上的内力时,通常采用 法。2、工程中常以伸长率将材料分为两大类:伸长率大于5%的材料称为 材料。3、梁截面上剪力正负号规定,当截面上的剪力使其所在的分离体有 时针方向转动趋势时为负。4、虎克定律可以写成,其中E称为材料的 ,EA称为材料的 。5、材料力学在研究变形固体时作了连续性假设、 假设、 假设。6、在常温、静载情况下,材料的强度失效主要有两种形式:一种是 ,一种是 。7、在设计中通常由梁的 条件选择截面,然后再进行 校核。8、外力的作用平面不与梁的形心主惯性平面重合或平行,梁弯曲后的扰曲轴不在外力作用平面内,通常把这种弯曲称为 。9、在工程实际中常见的组合变形形式有斜弯曲、 , 。10、当材料一定时,压杆的柔度越大,则其稳定系数值越 。二、 单项选择(总分20分,每题2分)1、构件的刚度是指( ) A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力 B. 在外力作用下构件保持原有平衡态的能力C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力 D. 在外力作用下构件保持原有平稳态的能力2、轴向拉伸细长杆件如图所示,则正确的说法应是( )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PP11223、如图所示受力杆件的轴力图,其中正确的是( )。4、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。5、当梁的某段上作用均布荷载时。该段梁上的( )。A. 剪力图为水平直线 B 弯矩图为斜直线。C. 剪力图为斜直线 D 弯矩图为水平直线6、应用叠加原理求梁横截面的挠度、转角时,需要满足的条件是( )。A 梁必须是等截面的 B 梁必须是静定的C 变形必须是小变形; D 梁的弯曲必须是平面弯曲7.若某轴通过截面的形心,则( )A该轴一定为主轴, B. 该轴一定是形心轴C在所有轴中,截面对该轴的惯性矩最小。 D. 截面对该轴的静矩等于零。8、关于中性轴,下列说法正确的是( )。A. 中性轴是梁的轴线 B. 中性轴的位置依截面上正应力的分布而定C. 梁弯曲时,中性轴也随之弯曲 D. 中性轴是中性层与横截面的交线。9、影响梁弯曲程度越大的原因是( )。A. 抗弯刚度越大 B.抗弯刚度越小,而截面上的弯矩越大C. 抗弯刚度越大,而截面上的弯矩越小 D. 截面上的弯矩越小10、某点的应力状态如图所示,当x,y,z不变,x增大时,关于x值的说法正确的是( )A. 不变 B. 增大 C. 减小 D. 无法判定三、 简答题(总分24分,每题6分)1、梁的受力图如图所示,画剪力图时应分几段?画弯矩图时应分几段?2、一般条件下,梁的强度条件是由什么强度来控制的?3、用叠加法求梁的位移,应具备什么条件?4、什么是强度理论?怎样分类的?常用的强度理论有那些?四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。(10分)五、计算(总分24分)1、试用解析法求图中平面应力状态的主应力,图中应力单位为MPa。(7分)2、图示结构中,AB及AC均为圆截面细长杆,材料弹性模量E=200GPa,截面惯性矩,试求此结构的临界荷载。(7分)3、图示外伸梁中,已知l=3m,b=80mm,h=120mm,q=2KN,材料的容许应力,试校核梁的强度。(12分)A卷参考答案一、 填空题(总分20分,每题2分)1、 相互作用力 2、3、弹性、屈服、强化、颈缩 4、长度 角度5、负 6、强度7、脆性、塑性 8、叠加法9、圣维南原理 10、临界力、细长二、选择题(总分20分,每题2分)1、D 2、C 3、A 4、C 5、D 6、A 7、A 8、C 9、B 10、A三、简答题(总分24分,每题6分)1、答:拉(压)杆通过铆钉连接在一起时,连接处的强度计算包括:(1)拉杆本身的受拉或者受压强度计算;(2)铆钉所受剪切力引起的剪切强度计算;(3)杆件与铆钉之间的挤压强度计算。2、答:一般来说,在梁横截面的中性轴上,正应力为零,而切应力达到最大值。3、答:描述梁的变形有两个相互关联的量:(1)梁横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移称为挠度;(2)横截面绕中性轴发生转动的角位移称为转角。4、答:由计算临界力的欧拉公式可知,提高压杆稳定性的措施主要从压杆的截面形状和尺寸、压杆的长度、杆端约束以及材料的力学性能方面入手。四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。(10分)五、计算(总分26分)1.(7分)解: 所以, ,。2. (7分)解:钢管横截面的惯性矩应用欧拉公式临界压力与实际工作压力之比,即为压杆工作时的安全系数,故所以,钢管是满足稳定性要求的。3.(12分)解:(1)首先求得两支座反力值为。最大剪力发生在两个支座处,其值为:;最大弯矩发生在跨中,其值为:(或者:)(2)由最大弯矩确定最大正应力,从而选择截面:,所以查表得:No.32a号工字梁,满足要求,其它参数为:。(3)校核最大剪应力:最大剪应力为:,故剪应力也满足要求。最后,选择No.32a号工字梁。B卷参考答案一、填空题(总分20分,每题2分)1、截面 2、塑性3、逆 4、弹性模量、抗拉(压)刚度5、均匀性、各向同性 6、塑性屈服、脆性断裂7、强度、刚度 8、斜弯曲9、拉伸(或压缩)与弯曲的组合、扭转与弯曲的组合 10、小二、选择题(总分20分,每题2分)1、A 2、B 3、C 4、A 5、C 6、C 7、D 8、D 9、B 10、A三、简答题(总分24分,每题6分)1、答:(1)画剪力图时应分为三段:AB、BD、DE;(2)画弯矩图时应分为四段:AB、BC、CD、DE。2、答:一般条件下,梁的强度条件是由弯矩引起的正应力强度条件所控制的,同时还要验证由横向荷载引起的切应力强度条件。3、答:应用叠加法计算梁的位移应具备以下基本条件:(1)所发生的变形为小变形;(2)材料服从胡克定律。在此条件下,梁的转角或者位移与荷载之间是线性关系。4、答:强度理论是关于材料发生强度失效力学因素的假说。在常温、静载情况下,一般是按材料的强度失效形式进行分类的。常用的强度理论有适用于脆性断裂的强度理论:最大拉应力理论(第一强度理论)和最大拉应变理论(第二强度理论),以及适用于塑性屈服的强度理论:最大切应力理论(第三强度理论)和畸变能理论(第四强度理论)。四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。(10分) 五、计算(总分26分)1.(7分)解: 所以, ,。2.(7分)解:分别计算各杆可承担的临界荷载,取其中小值。1) 计算在F力作用下各杆的轴力由A点的静力平衡方程得2) 用欧拉公式计算各杆的临界力,确定结构的临界荷载取该结构的临界荷载中的较小者,即。3、(12分)解:(1) 求支座反力(2) 正应力强度条件校核,(3)切应力强度条件校核,或者:综上分析,梁的强度条件满足。
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