材料力学试卷与答案7套

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1、第 1 页 共 22 页 材料力学试卷 1 一、绘制该梁的剪力、弯矩图。 （15 分）二、梁的受力如图,截面为 T 字型，材料的许用拉应力+=40MPa，许用压应力- =100MPa。试按正应力强度条件校核梁的强度。 （20 分）mkNq/20kN20mkN 160ABCDm8m2kNFCY148kNFAY72m23017030200q=10KN/mP=20KNABC CD2m3m1mQM第 2 页 共 22 页三、求图示单元体的主应力及其方位，画出主单元体和应力圆。 （15 分）四、图示偏心受压柱，已知截面为矩形，荷载的作用位置在 A 点，试计算截面上的最大压 应力并标出其在截面上的位置，画

2、出截面核心的形状。(15 分)302050单位：MPaA(yp,zp)yzbh第 3 页 共 22 页五、结构用低碳钢A3制成，A端固定，B、C为球型铰支，求：允许荷载P。已 知：E=205GPa，s=275MPa，cr=338-1.12,，p=90，s=50，强度安全系数 n=2，稳定安全系数nst=3，AB梁为N016工字钢， Iz1130cm4，Wz141cm3，BC杆为圆形截面，直径d=60mm。 （20分）六、结构如图所示。已知各杆的 EI 相同，不考虑剪力和轴力的影响，试求：D 截面的线位 移和角位移。BAC1m 1mP1mZ第 4 页 共 22 页 （15 分）材料力学 2 一、

3、回答下列各题（共 4 题，每题 4 分，共 16 分）1、已知低碳钢拉伸试件，标距，直径，拉断后标距的长度变为，mml100 0mmd10mml1251断口处的直径为，试计算其延伸率和断面收缩率。mmd0 . 612、试画出图示截面弯曲中心的位置。3、梁弯曲剪应力的计算公式，若要计算图示矩形截面 A 点的剪应力，试计算。zz bIQSzSABCDP2aaahb4/h A第 5 页 共 22 页4、试定性画出图示截面截面核心的形状（不用计算） 。二、绘制该梁的剪力、弯矩图。 （15 分） 三、图示木梁的右端由钢拉杆支承。已知梁的横截面为边长等于 0.20m 的正方形,q=4OKN/m,弹 性模量

4、 E110GPa；钢拉杆的横截面面积 A2250mm2,弹性模量 E2=210GPa 。试求拉杆的伸长及梁中点沿铅垂方向的位移。（14 分）lFsMmkNq/20kN20mkN 160ABCm10m2矩形圆形矩形截面中间挖掉圆形圆形截面中间挖掉正方形第 6 页 共 22 页四、砖砌烟窗高，底截面的外径，内径，自重mh30mmmd31md22，受的风力作用。试求：（1）烟窗底截面的最大压应力；kNP20001mkNq/1mm（2）若烟窗的基础埋深，基础及填土自重按计算，土壤的许用压mh40kNP10002应力，圆形基础的直径 D 应为多大？（20 分）MPa3 . 0注：计算风力时，可略去烟窗直

5、径的变化，把它看成是等截面的。五、图示结构中钢梁 AB 和立柱 CD 分别由 16 号工子钢和连成一体的两根角钢制成，杆 CD 符合钢结构设计规范中实腹式 b 类截面中心受压杆mmmmmm56363mmDh0hqP1第 7 页 共 22 页的要求。均布荷载集度。梁及柱的材料均为 Q235 钢，mkNq/48MPa170。试验算梁和立柱是否安全。 （20 分）MPaE210 (16 号工字钢：I IZ Z=1130cm=1130cm4 4 ,W,WZ Z=141cm=141cm3 3。6363563635 角钢：角钢：I IZ Z=23.17cm=23.17cm4 4 , , i iZ Z=1.

6、94cm=1.94cm , , A=6.143cmA=6.143cm2 2 ) ) 。(20(20 分分) ) 实腹式 b 类截面中心受压杆的稳定系数 1011021031040.5490.5420.5360.529六、试用能量法求图示刚架截面 A 的铅垂位移和截面 B 的转角。略去剪力和轴力的影响， EIEI 为已知。 （15 分）材料力学 3一、填空题（每空 2 分，共计 10 分）1、构件强度计算时，塑性材料以 屈服极限 作为极限应力，脆性材料以 强度极限 作为 极限应力。2、圆柱扭转时，影响扭转角的因素有 ,如果只将直径增大一倍扭转角PIGTl、将减小 16 倍。3、一拉杆横截面上的正

7、应力为 ，斜截面上最大切应力= 。max2第 8 页 共 22 页 二、简答题（8 分） 1、构件设计中，一受弯的碳素钢轴刚度不够，为了提高刚度而改用优质合金钢是否合理？ 为什么？ 。 答：不合理。因为各种钢材的弹性模量 E 非常接近。2、铸铁 T 形截面悬臂梁，在自由端上作用向下的集中荷载。若保证在任何情況下都无扭 转变形，即只产生弯曲变形，截面如何放置，梁的强度最高。 （画出截面放置图，并说 明理由。 ）三、图示结构中的 AB 杆可视为刚体，斜杆 CD 为直径 d=20mm 的圆形杆，许用应力 =160MPa。试求结构的许可载荷P。 (15 分)四、图示等直圆轴，已知外力偶矩 TA2.99

8、kNm,TB7.20kNm, TC4.21kNm,许用切 应力70MPa,许用单位长度扭转角1/m,剪切模量 G80GPpa.试确定该轴的直径。 （20 分）P A100010001500ABCD第 9 页 共 22 页五、画出梁的剪力图和弯矩图。 （12 分）TBTATc1.0m0.5mdABC6m2mq=2kN/mP=6kN第 10 页 共 22 页六、简支梁受力和尺寸如图所示，材料为钢，许用应力=160MPa， （1）按正应力强度条 件分别设计两种截面的尺寸。 （2）比较两种截面的 Wz/A 值，以说明那种形式比较经济。 (15 分)七、图示托架中杆 AB 的直径 d=40mm，长度 L

9、=800mm，两端可视为铰支，材料为 Q235 钢。=100, =60,a=300MPa,b=1.14MPa. =240MPa.（1）试求托架的临界载荷pssQC；（2）若已知工作载荷 Q=70kN，并要求 AB 杆的稳定安全系数nst=2，试问此托架是否 安全？（20 分）材料力学 4一、选择题（每小题 2 分，共计 10 分。 ）、应力和内力有何不同。 （ ）a、应力等于内力。 b、应力等于内力的代数和。 c、应力是矢量。 d、应力是内力的集度。2、实心圆轴受扭，当其直径增加一倍时，则最大剪应力是原来的（ ）q=15kN/mBdbh(h=2b)AAC600BD300LQd第 11 页 共

10、22 页a、倍。 b、倍。 c、倍。 d、倍。 21 41 81 1613、关于剪力、弯矩的正负号与坐标的选择有无关系有以下四种说法，那种方法正确。 （ ）a、它们都与坐标系的选择无关。 b、它们都与坐标系的选择有关。 c、剪力正负号与坐标系的选择无关；而弯矩则有关。d、剪力正负号与坐标系的选择有关；而弯矩则无关。4、弯曲正应力公式的应用条件是：（ ）a、适用所有弯曲问题。 b、纯弯曲、等截面直梁。c、平面弯曲、弹性范围。d、平面弯曲、剪应力为零。5、在压杆稳定问题中，临届力什么时候可以用Pcr=2EI/(l)2计算。 （ ）a、很长的杆。 b、很细的杆。 c、弹性模量小的杆。 d、柔度大于一

11、定数值的杆。二、简答题（每题 4 分，共计 8 分）1、切应力 正应力 分别表示什么？2、试叙述求解静不定梁的变形比较法。三、两钢杆如图所示，已知截面积 A1=1cm2, A2=2cm2；材料的弹性模量E=210GPa,线膨胀系数12.510-61/oC。当温度升 40oC 时，试求两杆内的最大应力。 （18 分）200100200A2A1A2A1第 12 页 共 22 页四、图示传动轴，偶矩 mA2.99kNm，mB7.20kNm，mC4.21kNm，许用应力70Mpa,许用单位长度扭转角1o/m,剪切模量G80Gpa。确定该轴的直径。 （16 分）五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。 （1

12、2 分）六、由铸铁制造的外伸梁，受力和截面尺寸如图所示。其中 z 为中性轴。已知铸铁的拉伸 许用应力+=40MPa, 压缩许用应力-=60MPa。 ，Iz=7.65106mm4。试校核该粱的强度。 （16 分）mA1.0m0.5mdmCmBABC2mMe=2kNm q=2kN/m2m2mEABC1m12kN6kN1m1mE第 13 页 共 22 页七、图示托架中的 AB 杆，直径 d=40mm，长度 l=800mm, 两端可视为铰支，材料为 Q235 钢，弹性模量 E=200GPa，p =100,s =60, a=310MPa,b=1.14 Mpa。(1)试求托架的临界载荷 Qc；（2）若已知

13、工作载荷 Q=70kN，并要求AB 杆的稳定安全因数nst=2，试问此托架是否安全？(16 分)材料力学 5一、选择题（每小题 2 分，共计 10 分。 ）、关于力和变形及位移有下述论述:正确答案是（ ）a、有力一定有变形，有力不一定有位移； b、没有力就没有变形，因而也就没有位移；c、没有力也可以有变形和位移； d、没有变形和位移一定没有力。2、实心圆轴受扭，当其直径增加一倍时，则最大剪应力是原来的（ ）a、倍； b、倍； c、倍； d、倍。 21 41 81 1614、在利用积分计算梁位移时，积分常数主要反映了：a、剪力对梁变形的影响； b、支承条件与连续条件对梁变形的影响；c、横截面形心

14、沿梁轴方向的位移对梁变形的影响； d、对挠曲线微分方程误差的修正。4、平面弯曲时，如何确定中性轴的位置，有以下说法，那种方法正确。 （ ）a、 横截面上正应力为零的点之连线即为中性轴； b、梁横截面与中性层的交线即为中性轴；AC1mBD0.5mL30Q Q第 14 页 共 22 页c、过截面形心且与中性层的交线即为中性轴； d、梁的对称面与中性层的交线即为中性轴。5、在压杆稳定问题中，临界力什么时候可以用 Pcr=2EI/(l)2计算。 （ ）a、很长的杆。 b、很细的杆。 c、弹性模量小的杆。 d、柔度大于一定数值的杆。二、简答题（每题 4 分，共计 8 分）1、切应力 正应力 分别表示什么

15、？2、冬天自来水管因其中的水结冰而被涨裂，但冰为什么不会受水管的反作用而被压碎呢？三、两钢杆如图所示，已知截面积 A1=1cm2, A2=2cm2；材料的弹性模量 E=210GPa,线膨胀系数12.510-61/oC。当温度升 40oC 时，试求两杆内的最大应力。 （18 分）四、传动轴的转速 n=500r/min,主动轮输入功率 P1=368kW，从动轮 2、3 分别输出功率P2=147kW，P3=221kW。已知=70MPa，=1/m，G=80Gpa。试设计轴的直径。(16 分)200100200A2A1A2A1123400mm500mmP1P2P3第 15 页 共 22 页五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。 （12 分）六、由铸铁制造的外伸梁，受力和截面尺寸如图所示。其中 z 为中性轴。已知铸铁的拉伸 许用应力+=40MPa, 压缩许用应力-=60MPa。 ，Iz=7.65106mm4。试校核该粱的强度。 （16 分）2m1mABCP=30kNq=10kN/mABC1m12kNq=9kN/m1m1mE第 16 页 共 22 页七、图示托架中杆 AB 的直径 d=40mm，长度 L=800m