材料力学精彩试题及问题详解全.docx
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材料力学精彩试题及问题详解全
江苏科技大学
学年第二学期材料力学试(A卷)
级班
----------------------------I-----------------一/土----I-------------------------------I---------I_
题号
-一一
-二二
-三
四
五
六
总分
得分
、选择题(20分)
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Ai和A2,面积()。
A、Ai〈A2
B、Ai〉A2
C、Ai=A2
D、Ai、A2为任意
若载荷P使刚梁平行下移,则其横截面
P
题一、i图
2、建立圆周的扭转应力公式tp=Mpp/Ip时需考虑下列因素中的哪几个?
答:
()
(1)扭矩Mt与剪应力tp的关系Mt=/atppdA
(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=/ap2dA
A、(i)B、(i)
(2)C、(i)
(2)(3)D、全部
3、二向应力状态如图所示,其最大主应力
A、(T
B、2c
C、3c
D、4c
ci=(
题一、4
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,
(15分)
则Pl/P2=()
A、2
B、4
C、8
D、16
二、作图示梁的剪力图、弯矩图
PL=6kN
7=15kN/m
m=12kN
|-仙J.如J
—4m
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45°方向的正应变,试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、卩均为已知。
(15分)
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,〔c〕=60MPa,用
第三强度理论校核轴的强度。
(15分)
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
江苏科技大学
学年第二学期材料力学试曙卷)
题号
-一一
-二二
-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Di,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、0.74B、0.62C、0.55D、0.47
3、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大致可分为四个阶段,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()
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,
—'
一「1
题一、
5图
则P〃P2=()
A、2
B、4
C、8
D、16
、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。
(15分)
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45°方向的正应变,试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、卩均为已知。
(15分)
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,〔c〕=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点挠度比。
(15分)
访—
I1/21必1
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)
A
”77
*0
六题图
江办科技大学-学年第二学期材料力学考试题
课程名任课教师评卷
专业班级姓学考试日期
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tp=Mpp/Ip时需考虑下列因素中的哪几个?
答:
()
(5)扭矩Mt与剪应力tp的关系Mt=/atppdA
(6)变形的几何关系(即变形协调条件)
(7)剪切虎克定律
(8)极惯性矩的关系式It=/ap2dA
A、
(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(T1=()
A、(T
B、2c
C、3c
D、4c
题一、3图
4、有两根圆轴,一根为实心轴,直径为Di,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、0.74B、0.62C、0.55D、0.47
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,
—'
一「1
题一、
5图
则P〃P2=()
A、2
B、4
C、8
D、16
、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。
(15分)
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45°方向的正应变,试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、卩均为已知。
(15分)
三题图
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170X10-6,试求罐内压p
设这时E=68GPa尸0.33。
(15分)
号学二二二二二二名姓级班业专
四题图
院学术技程工
题答准不内线封密
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,lz=101.8X106mm4,尺寸如图,试校核其强度。
(15分)
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)
PEC
得分
评卷人
六题图
江苏科技大学-学年第二学期课程考试试卷卷)
题号
-一一
■——二
三——三
四
核总分
得分
评卷人
考试科目材料力学考试时间
考试方式闭卷成绩
(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c,则45°斜截面上的正应力和
剪应力。
A分别为c12和cB均为c
C分别为c和c/2D均为c/2
2、图示铆接件,若板与铆钉为同一材料,且已知[cjy]=2[T],为充分提高材料的利用率,则铆钉的直径d应为。
Ad=2tBd=4tCd=4t/nDd=8t/n
3一点的应力状态如右图所示,则其主应力匚1、二2、二3分别为
A30MPa,100MPa,50MPa
B50MPa,30MPa,-50MPa
C50MPa,0,-50MPa
D-50MPa,30MPa,50MPa
50MPa
4、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(Ta和平均应力(Tm分别为
r=2,(Ta20MPa,cm=—10Mpa
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。
1、(15分)梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图
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=5.2x10-4。
试求转矩m。
4、(15分)直径d=6Omm0勺圆截面折杆,A端固定,受力与其他尺寸如图所示。
若材料的许用应力[二]"OOMPa,试按最大剪应力强度理论(第三强度理论)校核A端外表面点b的强度(忽略剪力影响)。
5、(15分)平面刚架如图所示。
其各部分的抗弯刚度均为常量EI,已知mo、a,试求点D在铅垂方向的位移vd。
(忽略截面剪力与轴力)
且专
6、(10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,支座的弹簧刚度为k(产生单位长度变形所需的力)试求C点的挠度。
吸
江苏科技大学006-200学年第二学期课程考试试卷卷)
号学二二二二二二二名姓级班
-------------------------------------------I------一/土-
题号
一一一
二——二
.三
四
核总分
得分
评卷人
考试科目材料力学考试时间2007.7
考试方式闭卷成绩
(本试题满分100分,考试时间120分钟)
得分
评卷人
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ab、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、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。
5、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁,冲击时动荷系数
ch
kd=V.1Vb
3、4、6,非信息学院学生做1、2、3、4、5)
1、(16分)简支梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图
4kN/m
.1rn,L125mk
2、(15分)已知三向应力状态如图所示(图中应力单位:
MPa),试
求:
1)主应力;2)主切应力;3)形变应变能密度Uf。
3、(16分)圆截面杆,受横向外力F和绕轴线的外力偶m°作用。
由实验测得杆表面A点处沿轴线方向的线应变o410,杆表面B点处沿与轴线成45方向的线应变;45,3.7510“。
材料的弹性模量E=
200GPa,泊松比v=0.25,a=0.25L,L=800mm,d=60mm。
试求横向外
力F和绕轴线的外力偶mo
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Qi=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,[二]=60MPa,试用第三强度理论校核轴的强度。
5、(17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m0作用。
若m0、a已知,刚架的抗弯刚度为El,CD杆的抗拉刚
ea4
度为EA,且2a2。
试求CD杆的变形量J。
*1
Yd
4c
6、(17分)用积分法求梁B点的挠度和转角,梁的El,L已知
江苏科技大学006-200学年第二学期课程考试试卷卷)
内
线
封
密
ABCD
2、
A
B
C
D
1-1、2-2面上应力皆均匀分布;
1-1面上应力非均匀分布,2-2面上应力均匀分布;
1-1面上应力均匀分布,2-2面上应力非均匀分布;1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。
一点的应力状态如右图所示,则其主应力C1、二2、二3分别为
30MPa、100MPa、50MPa
50MPa、30MPa、-50MPa
50MPa、0、-50MPa
-50MPa、30MPa、50MPa
正确答案是
文案大全
△M(x)M(x)dx
3、对莫尔积分1EI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r、平均应力匚m、应力幅值匚a的值分别是
5、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁,冲击时动荷系数
h
kdN:
1Vb
kd「1V:
Vb
3、4、6,非信息学院学生做1、2、3、4、5)
1、(16分)q、a已知,试作梁的剪力、弯矩图。
2
qa
20
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■=132时,
%r=(235-0.00682)Mpa。
)
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Qi=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,[二]=60MPa,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El,m。
、a,
试求点D在铅垂方向的位移Vd。
(忽略截面剪力与轴力)
江苏科技大学007-200学年第二学期课程考试试卷卷)
50MPa
30MPa
4、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丫,应力振幅(Ta和平均应力(Tm分别为
A尸2,(Ta20MPa,cm=—10Mpa
B尸2,ca—40MPa,cm=10Mpa
C尸—2,ca30MPa,cm=—10Mpa
D尸—2,ca30MPa,cm=30MPa
AO(MPa)
6、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
号学
名姓
级班
业专
得分
评卷人
二、计算题(共80分)
1、(15分)梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图
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。
20
题
答准不内线封密一
Tho
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£=5.2x10-4。
试求转矩m。
d
4、(15分)直径d=60mm勺圆截面折杆,A端固定,受力与其他尺寸如图所示。
若材料的许用应力[二]=100MPa,试按最大切(剪)应力强
5、(15分)平面刚架如图所示。
其各部分的抗弯刚度均为常量El,mo、a,试求点D在铅垂方向的位移Vdo(忽略截面剪力与轴力)
6、(10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,支座的弹簧刚度为k(产生单位长度变形所需的力)试求C点的挠度。
]
江苏科技大学007-200学年第二学期课程考试试卷卷)
答C分别是450斜截面、横截面D都是45°斜截面准2、图中应力圆a、b、c表示的应力状态分别为
不A二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态;内B单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态;
线C单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态;封D单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。
密
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r、平均应力二m、应力幅值二a的值分别是
5、在连接件上,剪切面和挤压面分别于外力方向
1、(15分)q、a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。
20
tg2:
o
J0.8二%=19°20'
二x-二y
"b^^)2+篇=±32MPa
3、(15分)皮带轮传动轴如图所示,皮带轮1的重量Wi=800N,直径
di=0.8m,皮带轮2的重量W2=1200N,直径d^1m,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,[㈡=80MPa,试求轴的直径。
不
内4、(10分))直径d=60mm勺圆截面折杆,受力与其他尺寸如图所示线试计算点a的第三强度理论的相当应力。
封
密
5、(15分)总长度为I,抗弯刚度为EI的悬臂梁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Q的重物以速度V水平运动,冲击梁的B点,梁的抗弯刚度EI为常量,若Q、EI、丨、V均已知,试推出B的转角二d的
表达式。
Q
2006-2007
(2)材料力学试卷A答案
一、选择题
1、B
2、C
3、B
4、D
5、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。
375mB=Q~RA3.759275=4上
=RA=0.9KN
'、•Fy二0二RbRA9=43.75
二Rb=5.1KN
Fq(KN)
AC段:
Fq(x)=■Ra-4x
=0.9-4x;M(x)=Ra
x—&"9x—2x2
2
CB
Fq(x)=4(3.75-x)-Rb=9.9-4x
M(x)=5.1(3.75-x)-4
(3.75-x)2
2
根据上面方程容易求出驻点、零点和剪力、弯矩的极值,如图。
=65.3MPa,J=50MPa,二3=—15.3MPa
2、
12
Uf
=—7.65MPa,23=—32.65MPa,13=—40.3MPa
=11.9103J/m3
3、
00
—ox~E-o—80MPa
xy
巳4560MPa
(i・)
M"y(Nm)18.18
213.2
彳
4
hlL.
扭矩:
Mx=9549—=9549320.5Nm
n1400
进而可以求出磨削力:
Pz卫=Mx=1640N;Py=3Pz=4920n
2
故可以求出My和Mz的极值:
My=Pz13010^=213.2Nm
ymax厶
Mzmax=(Py—Q2)1301°—603.85Nm
第三强度理论:
J640.382+20.52=52.2MPa平]
■:
(5010)3
故该轴满足强度要求。
5、
讷1
2a3
11a2
w11
A.L—PHc
X1
—
)■1F0:
EI
8EI
16a
6、
3
ql
ql4
,VB-
6EI
8EI
■:
l
11
16EA
2006-2007
(2)材料力学试卷B答案
二、选择题
1、B
2、B
3、C
4、D
5、C
二、计算题
1、q、a已知,试作梁的剪力、弯矩图
qa
|丨1
11i
rI1
B1
/
V
2a
-a_J.
2
qa
C
20
』"0
0.05
结构临界载荷:
2
二(235-0.0068')
Per=531.7KN
M"y(Nm)18.18
213.2
彳
4
hlL.
扭矩:
Mx=9549—=9549320.5Nm
n1400
进而可以求出磨削力:
Pz卫=Mx=1640N;Py=3Pz=4920n
2
故可以求出My和Mz的极值:
My=Pz13010^=213.2Nm
ymax
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- 材料力学 精彩 试题 问题 详解