材料力学练习题及答案-全(26页).doc

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1、-材料力学练习题及答案-全-第 26 页 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)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、建立圆轴的扭转应力公式=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)(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)

2、D、全部3、二向应力状态如图所示,其最大主应力1=( )题一、3图A、 B、2 C、3 D、4题一、4图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P1/P2=( )题一、5图A、2 B、4C、8 D、16二、作图示梁的剪力图、弯矩图。(分)二 题 图三题图三、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

3、应变,试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、均为已知。(15分)工程技术学院 _专业 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题- 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)四题图五、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EI,试求冲击时刚架D处的垂直位移。(15分)六、结构如图所示,P=15kN,已知梁和杆为一种材料,E=210GPa。梁ABC的惯性矩I=245cm4,等直圆杆BD的直径D=40mm。规定杆BD的稳定安全系数ns

4、t=2。求BD杆承受的压力。用欧拉公式判断BD杆是否失稳。(20分)六题图五题图 学年第二学期材料力学试题(B卷) 题 号一二三四五六总分得 分二、 选择题(20分)1、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2、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 C3、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大

5、致可分为四个阶段,这四个阶段是( )A、弹性变形阶段、塑性变形阶段、屈服阶段、断裂阶段 B、弹性变形阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段C、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段D、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段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( )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=( )题一、5图A、2 B、4C、8 D、16二、作图示刚架的轴力

6、图、剪力图、弯矩图。(分)二 题 图三、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)三题图工程技术学院 _专业 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题- 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)四题图五、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

7、,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)六题图工程技术学院 _专业 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题- - 学年第二学期材料力学考试题 题 号一二三四五六总分得 分三、 选择题(20分)1、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:( )(5) 扭矩MT与剪应力的关系MT=AdA(6) 变形的几何关系(即变形协调条件)(7

8、) 剪切虎克定律(8) 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、 题一、3图B、2 C、3 D、44、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 C5. 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=( )题一、5图A、2 B、4C、8 D、16二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。(分)二 题 图三、如图所示直

9、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)三题图工程技术学院 _专业 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题-四、如图所示,未开启的易拉罐上沿其轴向粘贴有一应变片,其半径厚度之比为200。打开易拉罐,应变片变化为17010-6,试求罐内压p。设这时E=68GPa,=0.33。(15分)四题图五、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

10、)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)六题图专业_ 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题- - 学年第二学期课程考试试卷(A卷) 考试科目材料力学 考试时间 考试方式闭卷 成绩 题 号一二三四核总分得 分评卷人(本试题满分100分,考试时间120分钟)四、 选择题(每题4分,共20分,机制、农机做1-5,建环做1-4,6)1、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 。 A 分别为/2和 B 均为C 分别为和/2 D 均为/22、 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

11、的利用率,则铆钉的直径应为 。A d=2t B d=4t C d=4t/ D d=8t/3一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,50MPa4、两根材料和柔度都相同的压杆, 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5、图示交变应力循环特征r,应力振幅a和平均应力m分别为A r2,a20MPa,m10MpaB r2,a40MPa,m10MpaC r

12、2,a30MPa,m10MpaD r2,a30MPa,m30MPa6、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_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。专业_ 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题- 二、计算题(共80分,适用农机、机制、建环)1、(15分)梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,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、面内最大剪应力。

13、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45=5.210-4。试求转矩m。4、(15分)直径mm的圆截面折杆,端固定,受力与其他尺寸如图所示。若材料的许用应力,试按最大剪应力强度理论(第三强度理论)校核端外表面点的强度(忽略剪力影响)。4题图 5题图5、(15分)平面刚架如图所示。其各部分的抗弯刚度均为常量,已知,试求点在铅垂方向的位移。(忽略截面剪力与轴力)6、(10分)重为的物体从高度处自由落下,若已知梁的抗弯刚度为,支座的弹簧刚度为(产生单位长度变形所需的力),且,试求点的

14、挠度。专业_ 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题- 学年第二学期课程考试试卷(A卷) 考试科目材料力学 考试时间 考试方式闭卷 成绩 题 号一二三四核总分得 分评卷人(本试题满分100分,考试时间120分钟)五、 选择题(每题4分,共20分)1、材料的失效模式 。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。2、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

15、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 3、关于压杆临界力的大小,说法正确的答案是 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 与压杆所承受的轴向压力大小有关;D 与压杆的柔度大小无关。4、图示交变应力的循环特征、平均应力、应力幅值的值分别是 A 40、20、10 B 20、10、20C 0、20、10 D 0、20、20 5、如图所示重量为的重物自由下落冲击梁,冲击时动荷系数 A B C D 二、计算题(共80分,)1、(16分)简支梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图。2、(15分)已知三向应力状态如图所示(图中应力单

16、位:MPa), 试求:1)主应力;2)主切应力;3)形变应变能密度。3、(16分)圆截面杆,受横向外力F和绕轴线的外力偶作用。由实验测得杆表面A点处沿轴线方向的线应变,杆表面B点处沿与轴线成45方向的线应变。材料的弹性模量E = 200GPa,泊松比v,a=,L=800mm,d=60mm。试求横向外力F和绕轴线的外力偶。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。5、(1

17、7分)平面刚架ABC与二力杆CD构成如图所示结构,并承受外力偶作用。若、已知,刚架的抗弯刚度为,CD杆的抗拉刚度为,且。试求CD杆的变形量。6、(17分)用积分法求梁B点的挠度和转角,梁的EI,L已知。专业_ 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题-学年第二学期课程考试试卷(B卷) 考试科目材料力学 考试时间 2007.7 考试方式闭卷 成绩 题 号一二三四核总分得 分评卷人(本试题满分100分,考试时间120分钟)六、 选择题(每题4分,共20分)1、轴向拉伸细长杆件如图所示,则正确答案是_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

18、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。2、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 3、对莫尔积分的下述讨论,正确的是 。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。4、图示交变应力的循环特征、平均应力、应力幅值的值分别是 A 40、20、10 B 20、10、20C 0、20、10 D 0、20、20

19、 5、如图所示重量为的重物自由下落冲击梁,冲击时动荷系数 A B C D 二、计算题(共80分,)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,。)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=25m

20、m, 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。5、(17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)6、(17分)用积分法求梁B点的挠度和转角,梁的EI,L已知。专业_ 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题-学年第二学期课程考试试卷(A卷) 考试科目材料力学 考试时间 2008.7 考试方式闭卷 成绩 题 号一二三四核总分得 分评卷人(本试题满分100分,考试时间120分钟)七、 选择题(每题4分,共20分,机制、农机做1-5,建环做1-4,6)1、设轴

21、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 。 A 分别为/2和 B 均为C 分别为和/2 D 均为/23、 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 。A d=2t B d=4t C d=4t/ D d=8t/3一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、50MPa4、两根材料和柔度都相同的压杆, 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

22、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5、图示交变应力循环特征,应力振幅a和平均应力m分别为A 2,a20MPa,m10MpaB 2,a40MPa,m10MpaC 2,a30MPa,m10MpaD 2,a30MPa,m30MPa6、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_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。专业_ 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题- 二、计算题(共80分)1、(15分)梁受载荷如图所

23、示,请画出梁的剪力图,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、(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。4、(15分)直径mm的圆截面折杆,端固定,受力与其他尺寸如图所示。若材料的许用应力,试按最大切(剪)应力强度理论(第三强度理论)校核端外表面点的强度(忽略剪切)。4题图 5题图5、(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

24、的位移。(忽略截面剪力与轴力)6、(10分)重为的物体从高度处自由落下,若已知梁的抗弯刚度为,支座的弹簧刚度为(产生单位长度变形所需的力),且,试求点的挠度。专业_ 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题-学年第二学期课程考试试卷(B卷) 考试科目材料力学 考试时间 2008.7 考试方式闭卷 成绩 题 号一二三四核总分得 分评卷人(本试题满分100分,考试时间120分钟)八、 选择题(每题4分,共20分)1、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2、图中应力圆a、b

25、、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。3、对莫尔积分的下述讨论,正确的是 。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。4、图示交变应力的循环特征、平均应力、应力幅值的值分别是 A 40、20、10 B 20、10、20C 0、20、10 D 0、20、20 5、在连接件上,剪切面和挤压面分别 于外力方向。 A垂直、平行 B平行、垂直C 平行 D垂

26、直 二、计算题(共80分)1、(15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。2、专业_ 班级 姓名_ 学号 -密 封 线 内 不 准 答 题-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。4、(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。5、(15分)总长度为,抗弯刚度为EI的悬臂梁

27、AB承受分布载荷q,试用能量法求截面B的挠度和转角。6、(10分)重量为的重物以速度水平运动,冲击梁的点,梁的抗弯刚度为常量,若、均已知,试推出的转角的表达式。2006-2007(2)材料力学试卷A答案一、 选择题1、B 2、C3、B4、D5、C二、计算题1、简支梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图。RARBCx KN KNFq(KN)M(KNm)CBABCxx剪力方程和弯矩方程:AC段:;CB段:;根据上面方程容易求出驻点、零点和剪力、弯矩的极值,如图。2、3、4、Mx(Nm)Mz(Nm)My(Nm)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:

28、故该轴满足强度要求。5、6、2006-2007(2)材料力学试卷B答案二、 选择题1、B 2、B3、C4、D5、C二、计算题1、已知,试作梁的剪力、弯矩图。2、3、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: KN4、Mx(Nm)Mz(Nm)My(Nm)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。5、, , , (向下)6、2007-2008(2)材料力学试卷A答案三、 选择题1、D2、D3、B4、A5、C6、C二、计算题1、简支梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图。2、4、MPa

29、, MPa ,5、, , , (向下)6、2007-2008(2)材料力学试卷B答案四、 选择题1、A2、C3、C4、D5、B二、计算题1、已知,试作梁的剪力、弯矩图。2、3、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 =4、MPa, MPa,MPa,MPa,MPa5、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6、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=,D1=,D2=,轴的材料许用应力=100MP

30、a,。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=;对角线杆的直径d=,稳定因数。试求该结构合理的允许载荷F。(10分)六. 梁AB尺寸a=1m,b=m,h=m;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

31、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=,D1=,D2=,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=;对角线杆的直径d=,稳定因数。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=m,h=m;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)

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