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1、材料力学期末考试试卷 AB卷及答案 *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就是 。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、线应变指的就是 的改变,而切应变指的就是 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、梁必须满足强度与刚度条件。在建筑中,起控制做用的一般就是 条件。7、第一与第二强度理论适用于 材料,第三与第四强度理
2、论适用于 材料。8、求解组合变形的基本方法就是 。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、欧拉公式就是用来计算拉(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12NPP,下面说法正确的就是()A、N 其实就是应力 B、N 就是拉力 C、N 就是压力 D、N 的作用线与杆件轴线重合 2、构件的强度就是指()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
3、、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就是()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 材料力学期末考试试卷 AB卷及答案 4、从拉压杆轴向伸长(缩短)量的计算公式EANll 可以瞧出,E 与 A 值越大,l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 )1(163DWP B )1(1623DWP C )1(
4、1633DWP D )1(1643DWP 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21ZZIIa A中,其中Z轴与轴1Z轴互相平行,则()。A、Z 轴通过形心 B、1Z轴通过形心 C、都不一定要通过形心 D、a 就是 Z 轴与1Z轴之间的距离。所以 a0 8、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。这就是因为()。A、冰的强度较铸铁高;B、冰处于三向受压应力状态;C、冰
5、的温度较铸铁高;D、冰的应力等于零。10、设与分别就是压杆的稳定系数与柔度系数,()。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,压杆肯定就是稳定的,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,其正应力与切应力的值如何？3、梁的变形用什么来度量的？这些量的几何意义各就是什么？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与弯矩图。(10 分)A B 1 C 2 F
6、材料力学期末考试试卷 AB卷及答案 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,外径与内径分别为 12mm 与 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MPaMPa90,160。试选择工字钢的型号。(12 分)工字钢型号 腹板宽度 b
7、(mm)Wz 3()cm*zzIS(cm)28a 8、5 508 24、6 32a 9、5 692 27、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/NlF l EA,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
8、温、静载情况下,材料的强度失效主要有两种形式:一种就是 ,一种就是 。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、构件的刚度就是指()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 材料力学期末考试试卷 AB卷及答案 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
9、 2、轴向拉伸细长杆件如图所示,则正确的说法应就是()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 3、如图所示受力杆件的轴力图,其中正确的就是()。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,需要满足的条件就是()。A 梁必须就是等截面的 B
10、 梁必须就是静定的 C 变形必须就是小变形;D 梁的弯曲必须就是平面弯曲 7、若某轴通过截面的形心,则()A.该轴一定为主轴,B、该轴一定就是形心轴 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,下列说法正确的就是()。A.中性轴就是梁的轴线 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、中性轴就是中性层与横截面的交线。9、影响梁弯曲程度越大的原因就是()。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
11、时,关于x值的说法正确的就是()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？P P 1 1 2 2 P2PP2PP2PP2PP2P()A()B()C()D材料力学期末考试试卷 AB卷及答案 2、一般条件下,梁的强度条件就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、什么就是强度理论？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与弯矩图。(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
12、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642.01 10Im,试求此结构的临界荷载crF。(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MPa10,MPa2.1,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、maxmax NFA 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
13、 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与尺寸、压杆的长度、杆端约束以及材料的力学性能方面入手。
14、四、画出下列梁的剪力图与弯矩图。(10 分)SF4kN2kN材料力学期末考试试卷 AB卷及答案 五、计算(总分 26 分)1、(7 分)解:2max2229010 xyxyxminMPa 所以,1max90MPa,20,3min10MPa。2、(7 分)解:钢管横截面的惯性矩 4484()0.0527 1064IDdm 应用欧拉公式 229822210 100.0527 1075640.38crEIFNl 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 min75643.362250crstFnnF 所以,钢管就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 1
15、(2)8422qlNPqlPKN。最大剪力发生在两个支座处,其值为:,max842SqlFPKN;最大弯矩发生在跨中,其值为:22max2()13()266 12868qlqllllPlMPqql (或者:22max()223868qlllqlPlqlMPP)(2)由最大弯矩确定最大正应力,从而选择截面:2maxmax168 zzPlqlMWW,所以32326560 10618 10663668 160 10zPlqlW 330.0006600mcm M6kN4kN m8kN m材料力学期末考试试卷 AB卷及答案 查表得:No、32a 号工字梁3692zWcm,满足要求,其它参数为:*27.5
16、,9.5zzIcm bmmS。(3)校核最大剪应力:最大剪应力为:*,maxmaxSzzFSI b*()2zzqlPSI b33238 10660 10227.5 109.5 10632.15 1032.15PaMPa 90MPa,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
17、 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,梁的强度条件就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就是线性关系。4、答:强度理论就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,一般就是按材料的强度失效形式进行分类的。常用的
18、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)与最大拉应变理论(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)与畸变能理论(第四强度理论)。四、画出下列梁的剪力图与弯矩图。(10 分)五、计算(总分 26 分)1、(7 分)解:/8ql/2ql2/8ql232qlM材料力学期末考试试卷 AB卷及答案 2max22211010 xyxyxminMPa 所以,1max110MPa,2min10MPa,30。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 11cos60,2;
19、2oNNFFFFF 22232sin60,1.1523oNNNFFFFFF 2)用欧拉公式计算各杆的临界力,确定结构的 临界荷载 22961221200 102.01 10330.71 4 cos30NoEIFKNl 112661.4crNFFKN 22962222200 102.01 109901 4 cos30NoEIFKNl 221.151139crNFFKN 取该结构的临界荷载中的较小者,即661.4crFKN。3、(12 分)解:(1)求支座反力 34.54BCFFqlKN (2)正应力强度条件校核 max2716MKN mg,maxmaxmax28.8 6zMMMPabhW(3)切应力强度条件校核,max3SFKN,*,maxmax0.47SZZFSMPaIb,或者:,maxmax30.472SFMPaA 综上分析,梁的强度条件满足。