材料力学试题与答案.docx
- 文档编号:10075198
- 上传时间:2023-02-08
- 格式:DOCX
- 页数:31
- 大小:178.69KB
材料力学试题与答案.docx
《材料力学试题与答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《材料力学试题与答案.docx(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
材料力学试题与答案
2010—2011材料力学试题及答案A
、单选题(每小题2分,共10小题,20分)
1、工程构件要正常安全的工作,必须满足一定的条件。
下列除()项,其他各项是必
须满足的条件。
A、强度条件B、刚度条件C、稳定性条件D、硬度条件
2、内力和应力的关系是()
A、内力大于应力B、内力等于应力的代数和C、内力是矢量,应力是标量D、应力是分布内力的集度
3、根据圆轴扭转时的平面假设,可以认为圆轴扭转时横截面()。
A、形状尺寸不变,直径线仍为直线。
B、形状尺寸改变,直径线仍为直线。
C、形状尺寸不变,直径线不保持直线。
D、形状尺寸改变,直径线不保持直线。
4、建立平面弯曲正应力公式MyIz,需要考虑的关系有()
A、平衡关系,物理关系,变形几何关系;B、变形几何关系,物理关系,静力关系;
C、变形几何关系,平衡关系,静力关系;D、平衡关系,物理关系,静力关系;
5、利用积分法求梁的变形,不需要用到下面那类条件()来确定积分常数。
光滑性条件
a分别为()。
A-10、20、10;
1
C3、20、10;
应力幅度
A、平衡条件。
B、边界条件。
C、连续性条件。
D、
6、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、
B30、10、20;
1
D3、10、20
参考
)。
D、
7、一点的应力状态如下图所示,则其主应力A30MPa、100MPa、50MPaB50MPa、30MPa、-50MPaC50MPa、0、-50Mpa、D-50MPa、30MPa、50MPa
8、对于突加载的情形,系统的动荷系数为(A、2B、3C、4
9、压杆临界力的大小,()。
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与压杆材料无关;D与压杆的柔度大小无关。
10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移,要求结构满足三个条件。
以下那个条件不是必须的()
A、EI为常量B、结构轴线必须为直线。
C、M图必须是直线。
D、M和M至少有一个是直线。
二、按要求作图(共12分)
1、做梁的剪力、弯矩图(10分)
参考
2、画出右图所示空心圆轴横截面上沿半径OA方向应力分布示意图.(2分)
三、结构尺寸及受力如图所示,AB可视为刚体,为圆截面钢杆,直径为D35mm,材料为Q235钢,
应力为180MPa,E200GPa(共15分)
的剪
T
A
CD许用
1)求许可载荷F。
(6分)
(2)计算当F50KN时,B点竖向位移(6分)
面简支变为b,h,a,l.
(3)若D处(双剪切)铆钉许用切应力[]100MPa,试设计铆钉直径d。
(3分)
四、(13分)在受集中力偶矩Me作用的矩形截梁中,测得中性层上k点处沿45o方向的线应
45o,已知材料的E,ν和梁的横截面及长度尺寸
试求集中力偶矩Me
参考
五、(14分)如图所示结构,杆AB横截面面积A21.5cm2,抗弯截面模量Wz102cm3,材料的许用应力[]180MPa。
圆截面杆CD,其直径d20mm,材料的弹性模量
E200Gpa,s250MPa,六、(12分)重为Q的物体从高度h处自由落下,若已知梁的抗弯刚度为EI,
200
MPa,,
1100,250,如果压杆不为
杆时采用直线拟合。
A、C、D均为球铰约束,若已知:
l11.25m,l20.55m,F25kN,稳定安全系数[n]st1.8,校核此结构是否安
细长
三处
参考
EIk3支座的弹簧刚度为k(产生单位长度变形所需的力),且l3,试求C点冲击挠度。
参考
七、(14分)平面刚架如图所示,EI为常量,试用力法作其弯距图
参考
a
2010—2011材料力学试题及答案B
一、单选或多选题(每小题2分,共10小题,20分)
1、工程构件要正常安全的工作,必须满足一定的条件。
下列除()项,其他各项是必须满足的条件。
A、强度条件B、刚度条件C、稳定性条件D、硬度条件
2、内力和应力的关系是()
A、内力大于应力B、内力等于应力的代数和C、内力是矢量,应力是标量D、应力是分布内力的集度
3、根据圆轴扭转时的平面假设,可以认为圆轴扭转时横截面()。
A、形状尺寸不变,直径线仍为直线。
B、形状尺寸改变,直径线仍为直线。
C、形状尺寸不变,直径线不保持直线。
D、形状尺寸改变,直径线不保持直线。
4、设某种钢的屈服应力为s200MPa,弹性模量为E200GPa。
现将直径为2mm的钢丝绕在一个刚性圆柱上,欲使钢丝放松后不产生残余变形,则圆柱直径不能小于(
A、0.8米B、1.6米C、2.0米D、2.4米
5、利用积分法求梁的变形,不需要用到下面那类条件()来确定积分常数。
A、平衡条件。
B、边界条件。
C、连续性条件。
性条件。
)。
D、光滑
6、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅度a分别为()。
A
-10、20、10;
1
3、20、10;
B30、10、20;
1
D3、
10、20。
参考
m、
7、一点的应力状态如下图所示,则其主应力A30MPa、100MPa、50MPaB50MPa、30MPa、-50MPaC50MPa、0、-50Mpa、D-50MPa、30MPa、50MPa
8、对于突加载的情形,系统的动荷系数为(A、2B、3C、4
9、压杆临界力的大小,()。
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与压杆材料无关;
D与压杆的柔度大小无关。
1、2、3分别为()
10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移,要求杆件满足三个条件。
以下那个条件不是必须的()
C、M图必须是直线。
D、M和M至少有一个是直线。
A、EI为常量B、结构轴线必须为直线。
、按要求做图(10分)
1)做轴力图
(2)做剪力、弯矩图
参考
三、图示结构中,BC由一束直径为2mm的钢丝组成,若钢丝的许用应力为160MPa,q30KN/m。
试求BC需由多少根钢丝组成。
(10分)
四、(14分)已知圆轴直径d20mm,在其上边缘A点处测得纵向线应变0400106,在水平直径平面的外侧B点处,测得45300106,已知材料的弹性模量E200GPa,泊松比
0.25,a2m。
若不计弯曲切应力的影响,试求作用在轴上的载荷F和Me的大小。
参考
五、(16分)如图所示结构,杆AB横截面面积A21.5cm2,抗弯截面模量
Wz102cm3,材料的许用应力[]180MPa。
圆截面杆CD,其直径d20mm,材料的弹性模量E200Gpa,s250MPa,p200MPa,,1100,250,如果压杆不为细长杆
时采用直线拟合。
稳定安全系数[n]st否安全。
参考
2、
、选择题
1.D;
6.D;
、作图题
每空
2.D;
7.B;
2010—2011材料力学A卷参考答案
1分)
3.A;4.C;5.A;
8.A;9.B;10.C.
1、
切应力分布
2分
三、解:
(1)对AB进行受力分析
MA0:
N1000F(10002000)0
1分)
(2分)
参考
解得N3F
CD杆轴向拉伸与压缩,由强度条件有
FN
3F
MPa180MPa
解得
3535
4
(2分)
3535180N57.7KN
F
2)
34
(1分)
2分)
LCD
EA
2分)
根据胡克定律,有
35010322000
3mm1.8mm
2001093535106
4
根据变形图得到D3.6mmB5.4mm
(2分)
3)铆钉是双剪切
由剪切名义应力计算公式得到
FS150000
2
2d2
100MPa
解得d31mm
(1分)
1分)
(1分)
四、解:
B点的单元体如图所示
B点应力状态为纯剪切状态。
由广义胡克定理有
参考
(7分)
根据应力弯曲剪应力公式
FSMe
1.5S1.5e
(3分)
bhlbh
代入广义胡克定理,
得到
2lbhEMe45
(3分)
31
五、解:
(1)
计算CD杆的临界压力(7分)
d
i5mm
4
l10.55
l10.553110,1所以CD杆为大柔度杆i51031
用欧拉公式计算临界压应力和临界压力
2E
2E
PcrcrA
3.142200109
1102
3.1420210
4
51KN
(2).(5分)AB杆平衡有MA0:
Fsin302l1TCl1得TC25KN
AB杆拉弯组合变形,弯矩图和轴力图下图所示
拉应力
253
2
AB杆最大
163.2MPa
MmaxFN125103253103
WZA8102106221.5104
3.校核
Pcr512.05nst1.8压杆稳定性足够(1分)
Tc25st
max163.2MPa180MPa梁强度足够(1分)
六、解:
弹簧引起的静位移为
1Q
Ql3
33K9EI
3分)
梁的静位移为:
参考
st1l2Ql22l
st2333
12l2Ql22l
2333
Ql3
9EI
5Ql
9EI
6分)
动荷系数
C点的动挠度dKdst59QElI
2分)
5Ql318EIh
5Ql3
1分)
七、解:
以C处的约束为多余约束,原结构的基本体系为:
(2分)
由力法典型方程X1111P0(1分)
1P
EI
1a2q2aqa2aa
2232
5ql4
8EI
3
112a4
11(aaaaaa)
11EI233EI
(各3分)
将11和1P代入力法典型方程,得刚架的弯矩图右图示(2分)
X1
15
32
2分)
参考
2010—2011材料力学B卷参考答案
、选择题(每空1分)
1.
B;10.C.
D;2.D;3.A;4.C;5.A;
6.D;7.B;8.A;9.
二、作图题
1.(3分)做轴力图2
三、解:
(1).取AC为研究对象,受力分析下图所示
剪力图4分,弯矩图5分
MA(F)0:
3T43042
5
解得T100KN
6分)
2)设需要n根钢丝
由钢丝的强度条件
T
nA
4100103
B
T
4
4分)
FAY
C
4T
d23.1422106160106
199(根)
参考
四、解:
B点的单元体如图所示
B点应力状态为纯剪切状态。
由广义胡克定理有
11
1E123E450
(8分)
根据扭转应力公式
d
16
代入广义胡克定理,得到
Me94.2NM(3分)
又由应变公式,得到
6
00/EFA/E400106
得到
F31.4N(5分)
五、解:
(1)计算CD杆的临界压力
8分)
id5mm
4
1所以CD杆为大柔度杆
l10.55,
3110,
i5103用欧拉公式计算临界压应力和临界压力
2E
cr
2PcrcrA22EA
2926
3.1422001093.142021051KN
1102
(2).(6分)AB杆平衡有MA0:
Fsin302l1TCl1
得TC25KN
AB杆拉弯组合变形,弯矩图和轴力图下图所示
125
253
2
AB杆最大
拉应力
163.2MPa
MmaxFN125103253103
WZA8102106221.5104
3.校核
参考
Tccr252.05nst1.8
压杆稳定性足够
1分)
max
163.2MPa180MPa梁强度足够
1分)
六、解:
弹簧引起的静位移为
3
1QQl3
33K
9EI
3分)
梁的静位移为:
12221222
stlQll2lQllst23332333
Ql3
9EI
5Ql3
9EI
8分)
动荷系数Kd112h15Ql3138EIh
dst5Ql3
2分)
点的动挠度
dKdst
5Ql31
9EI
5Ql318EIh
5Ql3
七、解:
以C处的约束为多余约束,
基本体系(2分)
q
1P11l1ql2l
1PEI32
3
1124l
11(llllll)
11EI233EI
ql4
6EI
(1分)
构的基本体系为
分)
(各4分)
参考
将11和1P代入力法典型方程,得
X1
1P
ql4
6EI
3EIql
4l38
刚架的弯矩图右图示(2分)
参考
材料力学试题
一、填空题(每空2分,共10分)
1.根据强度条件可以进行以及确定许可载荷三个方面的强度计算
2.直径为D的实心圆轴,最大的许可扭矩为T,若将轴的横截面积增加一倍,则其最大许可扭矩为。
3.纯剪切状态属于(单、双、三)向应力状态。
4.构件受自由落体冲击时,静变形愈大,则动荷系数。
5.一梁在集中力F作用下,其应变能为U,若将力F改为2F,其他条件不变,则其应变能为
二、单项选择题:
(每题3分,共15分)
1.扭转切应力公式TI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
2.梁在某一段内作用有向下的均布力时,则在该段内弯矩图是一条()
A.上凸曲线B.下凸曲线C.带有拐点的曲线D.斜直线
参考
3.梁的截面为T字型,Z轴通过横截面的形心,弯矩图如图所示,则有A.B.C.D.
)。
最大拉应力和最大压应力位于同一截面C最大拉应力位于截面C,最大压应力位于截面最大拉应力位于截面D,最大压应力位于截面最大拉应力和最大压应力位于同一截面D
4.等截面直梁在弯曲变形时,挠曲线的曲率最大发生在
A.挠度最大B.转角最大
C.剪力最大
(
5.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.切应力一定最小;
D.切应力一定为零。
得分
三、(13分)作图题
1.(4分)作图示杆的轴力图
2.(6分)作图示梁的剪力图和弯矩图
3F
3F
3.(3分)作图示杆的扭矩图
2F
2m
2m
3KN/m
参考
四、(62分)计算题
1.(9分)图示结构AB为刚性杆,杆1和杆2为长度相等的钢杆,E200GPa,两杆横截面面
积均为A10cm2。
已知F100kN,试求杆1、杆2的轴力和应力
2.(9分)一传动轴传递的外力偶矩为1.06KNm=40MPa,G=80GPa,轴的单位长度许
可扭转角
θ]
=1°/m,试确定该轴的直径。
参考
3.(10分)
f1l,
250
q
AB
h
4.(6分)单元体各面上的应力如图所示,试求其主应力以及最大切应力。
应力单位为
MPa
参考
若许用挠度
图所示矩形截面悬臂梁,已知l3m,b90mm,h180mm
120MPa,E200GPa,试求该梁的许可载荷q。
5.(10分)如右图所示梁、柱混合结构,A、B、C处均为铰接,当重物W2.88kN从高度H60mm处自由下落到AB梁上时,试校核立柱BC的稳定性。
已知梁的弹性模量E100GPa,截面惯性矩I1106m4,柱的弹性模量E72GPa,横截面面积A11104m2,
4F8lE3I)
48EI
1m
1m
1m
截面惯性矩I16.25108m4,稳定安全因数为nw3。
(简支梁中点挠度f
F21kN
作用。
已知材料的许用应力
160MPa,折杆的直径d40mm。
试根据第三强度
B
F1
6.(10分)水平放置的钢制折杆如图所示,在B、D处各受竖直向下的集中力F0.5kN和
理论校核折杆的强度。
参考
7.(8分)刚架各部分的EI相等,试求在一对P力作用下,A、B两点之间的相对位移。
(要计轴力)
3.梁的截面为T字型,Z轴通过横截面的如图所示,则有()。
形心,弯矩图
A.最大拉应力和最大压应力位于同一截面C
B.最大拉应力位于截面C,最大压应力位于截面C.最大拉应力位于截面D,最大压应力位于截面
D.最大拉应力和最大压应力位于同一截面D
4.等截面直梁在弯曲变形时,挠曲线的曲率最大发生在()处。
A.挠度最大B.转角最大C.剪力最大D.弯矩最大
B.正应力一定为零;D.切应力一定为零。
5.在单元体的主平面上()
A.正应力一定最大;C.切应力一定最小;
2.(6分)作图示梁的剪力图和弯矩图
3F
3F
1.(4分)作图示杆的轴力图
2F
2m
2m
3KN/m
得分
三、(13分)作图题
3.(3分)作图示杆的扭矩图
参考
四、(62分)计算题
1.(9分)图示结构AB为刚性杆,杆1和杆2为长度相等的钢杆,E200GPa,两杆横截面面
积均为A10cm2。
已知F100kN,试求杆1、杆2的轴力和应力
2.(9分)一传动轴传递的外力偶矩为1.06KNm=40MPa,G=80GPa,轴的单位长度许可
扭转角[θ]=1°/m,试确定该轴的直径。
梁,
1
3.(10分)下图所示矩形截面悬臂梁,已知l3m,b90mm,h180mm。
若许用挠度f1l,250
B
b
h
120MPa,E200GPa,试求该梁的许可载荷q。
q
参考
4.
MPa
(6分)单元体各面上的应力如图所示,试求其主应力以及最大切应力。
应力单位为
4F8lE3I)
48EI
参考
1m
1m
1m
5.(10分)如右图所示梁、柱混合结构,A、B、C处均为铰接,当重物W2.88kN从高度H60mm处自由下落到AB梁上时,试校核立柱BC的稳定性。
已知梁的弹性模量E100GPa,截面惯性矩I1106m4,柱的弹性模量E72GPa,横截面面积A11104m2,截面惯性矩
I16.25108m4,稳定安全因数为nw3。
(简支梁中点挠度f
7.(8分)刚架各部分的EI相等,试求在一对P力作用下,A、B两点之间的相对位移。
(要计轴力)
6.(10分)水平放置的钢制折杆如图所示,在B、D处各受竖直向下的集中力F0.5kN和F1kN作用。
已知材料的许用应力160MPa,折杆的直径d40mm。
试根据第三强度理论校核折
杆的强度。
B
F1
参考
参考
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 材料力学 试题 答案