材料力学习题现有钢和铸铁两种棒材.docx

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材料力学习题现有钢和铸铁两种棒材

选择题

1.构件在外力作用下（B）的能力称为稳定性。

A.不发生断裂B.保持原有平衡状态C.不产生变形D.保持静止

2.物体受力作用而发生变形，当外力去掉后又能恢复原来形状和尺寸的性质称为（A）

A.弹性B.塑性C.刚性D.稳定性

3.小变形指的是（C）。

A.构件的变形很小

C.构件的变形比其尺寸小得多

4.材料力学主要研究（D）。

A.材料的机械性能

C.构件中力与材料的关系

B.刚体的变形

D.构件的变形可以忽略不计

B.材料的力学问题

D.构件受力后的变形与破坏的规律

二、判断题（正确的打“V”，错的打“X”）

1.材料力学的任务是在保证安全的原则下设计构件。

（X）

2.构件的强度、刚度和稳定性与所用材料的力学性质有关。

（V）

3.要使结构安全正常地工作，就必须要求组成它的大部分构件能安全正常地工作。

（X）

4.任何物体在外力作用下，都会产生变形。

（V）

5.自然界中的物体分为两类：

绝对刚体和变形固体。

（X）

6.设计构件时，强度越高越好。

（X）

三、填空题

1.材料力学的任务是研究构件在外力作用下的（变形、受力与破坏或失效）的规律，为合理设计构建提供有关（强度、刚度、稳定性）分析的基本理论和计算方法。

2.构件的强度表示构件（抵抗破坏的）能力；刚度表示构件（抵抗变形的）能力；稳定性表示构件（保持原有平衡形式的）能力。

3.杆件在外力作用下的四种基本变形分别是：

（拉压），（剪切），（弯曲），（扭

拉伸与压缩

选择题（有4个备选答案选出其中一个正确答案。

）

1•若两等直杆的横截面面积为A，长度为I，两端所受轴向拉力均相同，但材料不同，那么下列结论正确的是（B）。

A.两者轴力不相同

C.两者变形不相同

B.两者应变不同

D.两者伸长量相同

2.设和i分别表示拉压杆的轴向线应变和横向线应变，为材料的泊松比，则下列结论正确的是（B）。

A.

D.p时，常数

-B.-C.

3.图I-2I表示四种材料的应力一应变曲线，则:

（1）弹性模量最大的材料是（A）;

（2）强度最高的材料是（B）;

（3）塑性性能最好的材料是（D）0

4.若直杆在两外力作用下发生轴向拉伸（压缩）变形，则此两外力应满足的条件是（B）

A.等值、同向、作用线与杆轴线重合

B.等值、反向、作用线与杆轴线重合

C.等值、反向、作用线与轴线垂直

D.等值、同向、作用线与轴线垂直

5.材料安全正常地工作时容许承受的最大应力值是（d）。

A.pB.C.bD.[]

6.图示阶梯形杆，CD段为铝，横截面面积为A;BC和DE段为钢，横截面面积均为2A。

设

1-1、2-2、3-3截面上的正应力分别为c1、c2、c3,则其大小次序为（A）。

A、c1>c2>c3B、c2>c3>c1

C、c3>c1>c2D、c2>c1>c3

7.轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面（A）

A、分别是横截面、45°斜截面B、都是横截面

C、分别是45°斜截面、横截面D、都是45°斜截面

8.材料的塑性指标有（C）。

A、cs和SB、cs和书C、S和书D、cs、S和书

9.由变形公式△匕PI/EA即E=PI/A△可知，弹性模量（A）

A、与载荷、杆长、横截面面积无关B、与载荷成正比

C、与杆长成正比D、与横截面面积成正比

10.在下列说法，（A）是正确的。

A、力随外力增大而增大B、力与外力无关

C、力随外力增大而减小D、力沿杆轴是不变

11.现有钢、铸铁两种棒材，其直径相同。

从承载能力和经济效益两方面考虑，图示结构中的两杆的合理选材方案是（D）

A、两杆均为钢；

C、1杆为铸铁，2杆为钢;

B、两杆均为铸铁；

D、1杆为钢，2杆为铸铁

12.图示等直杆，杆长为3a,材料的抗拉刚度为EA,受力如图。

杆中点横截面的铅垂位移为（B）

A、0;

E、Fa/（EA）;

C、2Fa/（EA）;

D、3Fa/（EA）。

、判断题（正确的打“/”，错的打“X”）

1.应力分为两种，即正应力和剪应力。

并且同一截面上的正应力和剪应力必须互相垂直

（v）

2•正应力的“正”字指的是正负的意思，所以正应力恒大于零。

（X）

3.轴力是拉压杆横截面上唯一的力。

（V）

4•公式NA,E,INLEA仅当p时才能用。

（X）

6•因E，故E随应力的增大而提高。

（X）

7.在轴向拉伸时，轴向应力与轴向应变的比始终保持为常数，直到破坏。

（X）

8•仅由平衡条件求不出超静定问题的全部未知力。

（V）

9.设计构件时，须在节省材料的前提下尽量满足安全工作的要求。

（X）

10.拉压变形时其力称为轴力，常用表示，若用截面法计算出轴力为正，表示杆件受拉伸，若轴力为负，则表示杆件受压缩。

（V）三、填空题

1.在图1-27所示的应力-应变曲线上，对应a点的应力称为（比例极限），对应b点的应力称为（弹性极限），对应c点的应力称为（屈服极限），对应d点的应力称为（强度极限）。

2.写出虎克定律的两种表达式：

（E），

（lNlEA），它们的适用条（比例极限围之）。

3.材料的弹性模量E反映了材料的（抵抗弹性变形的）能力，它与构件的尺寸及构件所受外力无关。

4.材料破坏之前所能承受的最大应力是（强度极限）。

5.塑性材料的延伸率（＞5%），脆性材料的延伸率（＜5%）。

6.强度计算的三种问题：

（强度校核），（设计横截面尺寸），（设计许可载荷）。

7.脆性材料的压缩破坏主要是因（切应力）作用而破坏，破裂面大约与轴线成（55—60）角度。

8.名义屈服极限c0.2是对（塑性）材料规定的。

四、计算题

1.拉杆或压杆如图所示。

试用截面法求各杆指定截面的轴力，并画出各杆的轴力图

解：

FN1=-2kN（压）；FN2=2kN（拉）；FN3=-4kN（压）

2.阶梯状直杆受力如图所示。

已知AD段横截面

面积AAD=1000mrpDB段横截面面积

ADB=500mng材料的弹性模量E=200GPa求⑴

3.

4.

轴力图；

（2）该杆的总变形量△IAB。

用绳索吊起重物如图所示。

已知F=20kN,绳索横截面面积A=12.6cm,

许用应力[（T]=10MPcb试校核a=45°及a=60°两种情况下绳索的

强度。

（答案：

4511.22MPa，不安全；609.16MPa

安全）

某悬臂吊车如图所示。

最大起重荷载G=20kN杆BC为Q235A

圆钢，许用应力[t]=120MPa,试按图示位置设计BC杆的直径do（答案：

d=25mn）

5.图示正方形截面阶梯状杆件的上段是铝制杆，边长ai=20mn,材料的许

用应力[Ti]=80MPa下段为钢制杆，边长C2=10mm材料的许用应力

[T2]=140MPa试求许用荷载[F]o（答案：

[F]=14KN）

6•汽车离合器踏板如图所示。

已知踏板收到压力Fi二

400N作用，拉杆1的直径D=9mm，杠杆臂长L=330mm，I=56mm，拉杆的许用应力[t]=50MPa，校

核拉杆1的强度。

（答案：

37.1MPa）

7.在图示简易吊车中，BC为钢杆，AB为木杆。

木杆AB的横截面面积Ai=100cm2,许用应力[（T]i=7MPa;钢杆BC的横截面面积A2=6cm2,许用拉应力[（T]2=160MPa。

试求许可吊重F。

（答案：

F40.5kN）

形，拉杆头的挤

3.

4.

Dh

d24

B.dh

D.（D2

d2）4

图示木接头中剪切面积为

B.lb

C.2I

D.2lb

上题图示木接头中挤压面积为

（C）。

、选择题

1.图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积A=（B）。

A.DhB.dh

C.d24D.（D2d2）4

2.上题图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆

压面积A=（D）。

A.IB.lbC.2bD.2lb

5.无论实际挤压面为何种形状，连接件的计算挤压面皆应视为（D）。

A.圆柱面

B.原有形状C.圆平面

D.平面

二、判断题

1.利用公式

Fs

S计算名义剪应力时，可以大于

p°（V）

A

2.剪切变形是杆件的基本变形之一；挤压变形也属于基本变。

（X）

3.挤压变形的实质就是轴向压缩变形。

（X）

4.剪切虎克定律仅在纯剪切情况下才成立。

（X）

5.连接件的受剪面--定是平面，而挤压面却不--定是平面（V）。

二、计算题

1.图示螺栓受拉力

F作用。

已知材料的许用切应力

[T]和许用拉应力[（T]的关系为[T]=0.6[（T]。

试求螺

栓直径d与螺栓头高度h的合理比例。

（答案：

d/h=2.4）

2.已知螺栓的许用切应力[t]=100MPa,钢板的许用拉应力[d]=160MPa。

试计算图示焊接板的许用荷载

[F]。

（答案:

[F]=240）

、选择题

1.图示传动轴，主动轮A的输入功率为Pa=50kW，从动轮B,C,D,E的输出功率分

别为Pb=20kW，Pc=5kW，Pd=10kW，Pe=15kW。

则轴上最大扭矩T出现在max

（B）。

A.BA段B.AC段C.CD段D.DE段

2、如图所示的传动轴，（B）种布置对提高轴的承载能力最为有利

A、

C、

D、

3、一传动轴如图所示，已知Ma=1.3N•m,Mb=3N•m,Mc=1N•m,Md=0.7

Nm，按扭矩的正负号规定，横截面1-1>2-2和3-3上扭矩的正负号分别为（C）。

A、正、负、负B、正、负、正C、负、正、正D、负、正、负

4.图示受扭圆轴，其横截面上的剪应力分布图正确的是（A）。

5.实心圆轴，两端受扭转外力偶作用。

直径为D时，设轴的最大剪应力为，若轴的直径

改为D2，其它条件不变，则轴的最大剪应力变为（A）。

A.8B.8C.16D.16

6.直径为D的实心圆轴，最大的容许扭矩为T,若将轴的横截面积增加一倍，则其最大容

许扭矩为（C）。

A.■2TB.2TC.2.2TD.4T

7.在题10图示圆轴左段实心，右段空心，其中右段和左段的最大剪应力max右和max左之

max右

max左

（B）。

A.3B.16/5C.6D.24/7

8.在上题图示圆轴中，右段的相对扭转角右和左段的相对扭转角左的比右，左

（）。

A.8/5B.16/5C.3/2D.24

9.截面为实心圆，直径为d,截面对圆心的极惯性矩Ip为（B）。

d4d4d4d4

A.16B.32C.64D.4

10.等截面圆轴上装有四个皮带轮，（A）安排合理，现有四种答案：

A.将C轮与D轮对调;

B.将E轮与D轮对调;

C.将E轮与C轮对调;

D.将E轮与D轮对调，然后再将E轮与C轮对调。

0.20.20.6

L0

©

、判断题（正确的打，错的打“X”）

1.受扭圆轴（实心或空心）横截面上的最小剪应力一定等于零。

（X）

2.当材料和横截面积相同时，空心圆轴的抗扭承载能力大于实心圆轴。

（V）

3.在扭转外力偶矩作用处，扭矩图发生突变。

（V）

4.材料和外圆半径相同时，空心圆轴的抗扭强度大于实心圆轴。

（X）

5.受扭圆轴横截面上，半径相同的点的剪应力大小也相同。

（V）

6.空心和实心圆轴横截面积相同时，空心圆轴的|p和Wt值较大。

（V）

7.材料在外力作用下产生扭转变形时，应按强度条件、刚度条件进行校核计算。

（V）

8.GI称为扭转变形的刚度，EA称为拉压变形时的刚度。

（V）

9.圆轴发生扭曲变形时，剪应力最大值出现在其轴线部位。

（X）

10.一般在减速箱中，高速轴的直径较小，而低速轴的直径较大。

（V）

11.圆轴扭转时，横截面上既有正应力也有剪应力。

（X）

三、填空题

1.受扭构件所受的外力偶矩的作用面与杆轴线（垂直）。

2.受扭圆轴的横截面的力是（扭矩），应力是（切应力）。

3.实心圆轴横截面上（半径）处剪应力最大，中心处剪应力（为零）。

4.外径为D，径为d=0.5D的空心圆轴，两端受扭转外力偶矩m作用时，轴最大剪应

力为。

若轴的外径不变，径改为d0.8D，则轴的最大剪应力变为（0.6）。

5.扭转应力公式

适用（实心圆）或（空心圆）截面直杆。

6.材料相同的两根圆轴，一根为实心轴，直径为D1；另一根为空心轴，径d2，外径

d2

为D2，-。

若两轴横截面上的扭矩T和最大剪应max均相同，则两轴的横截面积之

D2

比A（）。

A

7.一受扭空心圆轴，其外径之比

pl

一。

轴最大剪应力为max，这时横截面上圆周

D

处的剪应力

32Td

Dd-4）

（答案AC49.4MPa

ac1.77/m

；db21.3MP

;db0.435/m

四、计算题

1.阶梯形圆轴直径分别为一1=40mm,一2=70mm,轴上装有三个带轮，如图所示。

已

知由轮3输入的功率为Pa=30kW,轮1输出的功率为Pi=13kW,轴作匀速转动，转速n=200r/min，材料的剪切许用应力[t]=60MPa,G

=80GPa，许用扭转角[0]'=2

2.机床变速箱第n轴如图所示，轴所传递的功率为

P=5.5kW，转速n=200r/min，材料为45钢,

[t]=40MPa。

试按强度条件初步设计轴的直径。

（d=33mn）

/m。

试校核轴的强度和刚度。

3.传动轴的转速为n=500r/min，主动轮1输入功率Pi

=368kW，从动轮2和3分别输出功率P2=

P3=221kW。

已知[t]=70MPa,[0]=1

80GPa。

求：

/m,G

147kW,

（1）试确定AB段的直径d1和BC段的直径d2。

（2）若AB和BC两段选用同一直径，试确定直径d。

（3）主动轮和从动轮应如何安排才比较合理？

d184.6mmd274.5mm

统一直径取d184・6mm

题g-9團

4.阶梯轴AB如图所示，AC段直径d1=40mmCB段直径d2=70mm外力偶矩M=1500N・mMA=600N-mMc=900N・mG=80GPa[t]=60MPa,[0乍2（o）/m。

试校核该轴的强度和刚度。

ACB

AC

47.7MPa

；bc22.3MP

（答案

）

AC

1.71/m

;bc0.46/m

弯曲力

、选择题

1.

平面弯曲梁的横截面上一般存在（A

A.M和Fs

B•只有Fs

C.只有M

D.扭矩

2.

纯弯曲梁段各横截面上的力是（D）o

A.M和FS

B.Fs和Fn

Fn

D.只有M

3.

什么梁可不先求支座反力，而直接计算力

A.简支梁

B.悬臂梁

C.外伸梁

D.静定梁

4.在无荷载作用的梁段上，下列论述正确的是（A）

A.Fs>0时，M图为向右上的斜直线

B.Fs>0时，M图为向下凸的抛物线

C.FsV0时，M图为向右上的斜直线

D.FsV0时，M图为向上凸的抛物线

5.悬臂梁的弯矩图如图所示，则梁的Fs图形状为（D）

A.矩形B.三角形C.梯形

D.零线（即各横截面上剪力均为零）

I4-；H

6.图示简支梁C截面的剪力Fs（D）

A.P/2

B.-P/2C.PD.不确定

7.右端固定的悬臂梁，其M图如图，则在中间截面处（A）

A、既有集中力，又有集中力偶

B、既无集中力，也无集中力偶

D、只有集中力偶

C、只有集中力

8.图示受横力弯曲的简支梁产生纯弯曲变形的梁段是（D）

A、AB段B、BC段C、CD段D、不存在

pJ

AL

LP

.R

2a

1dh

r~~——~~*

TO

9.梁在集中力偶作用截面处（C）

A、M图无变化，

Q图有突变；

B、

M图无变化，

Q图有折角；

C、M图有突变,

Q无变化；

D、

M图有突变，

Q图有折角

10.梁在集中力作用的截面处（B）

A、Fs图有突变，

M图光滑连续；

B、

Fs图有突变，

M图连续但不光滑;

C、M图有突变，

FS图光滑连续；

D、

M图有突变，

FS图连续但不光滑。

11.判断下列结论的正确性（A）

A、杆件某截面上的力是该截面一侧外力的代数和；

E、杆件某截面上的应力是该截面上力的平均值；

C、应力是力的分度；D、力必大于应力。

12、悬臂梁所受的载荷如图所示，A为坐标原点，Fqa,Meqa2，下列选项中（C）是错误的。

A、

FSmax

3qa

B、

在3a

x4a,Fs0

C、

M

max

6qa2

D、

在x

2a,M0

13、外伸梁在C点受集中力偶作用如图所示，下列选项（D）是错误的？

A、剪力图为矩形

B、当C点在B的右侧时，

各截面弯矩M（x）>0

C、当c点在梁上移动时，剪力图不变

D当C点在梁上移动时，弯矩图不变

二、判断题（正确的打“V”，错的打“X”）

1.如果外力作用在梁的纵向对称面，那么梁一定发生平面弯曲。

（X）

2.将梁截开，左、右两段梁上的同一种力是作用力与反作用力的关系，二者大小相等，方向相反，所以符号也相反。

（X）

3.如果梁上的荷载不变，梁长不变，仅调整支座的位置，不会改变梁的力。

（X）

4.梁上某截面的剪力值等于该截面一侧所有横向力的代数和，而与外力偶无关。

（V）

5.两根静定梁的跨度、荷载和支承相同，但材料和横截面积不同，因而这两根梁的力也不同。

（X）

6.若某梁段各截面Fs=0,则该梁段各截面弯矩相等。

（V）

7.纯弯曲梁段各横截面弯矩是常数。

（V）

8.根据梁的支承情况，一般可把梁简化为简支梁、外伸梁和悬臂梁。

（V）

9.梁的支座按其对梁的约束可简化为活动铰链支座、固定铰链支座和固定端支座。

（V）

三、填空题

1.梁是（弯曲）变形为主的构件。

2.在弯矩图的拐折处，梁上必对应（集中力）作用。

3.简支梁的剪力图如图所示。

则梁上均布荷载q=（2KN/m），方向（向下），梁上

的集中荷载P=（9KN），方向（向上）。

5.梁发生平面弯曲时，横截面将绕（中性）轴转动。

6.梁的纵向对称面是（轴线）和（横截面对称轴）组成的平面

7.梁上荷载布置得越分散、越靠支座，梁中的最大弯矩就（越小）

8.梁的三种基本形式是（简支）梁、（外伸）梁和（悬臂）梁

9、已知：

如图，P，a，I，则距A端x处截面上剪力

Fs=（FsR"|"），弯矩M=（MP（\a）x）

10、如图所示简支梁，C截面的弯曲剪力为（FP-6.5KN）。

弯矩为（M=13.75KNm

11、如图悬臂梁的力方程为（

12

Fs（x）qx，M（x）-qx）

q

IL

1

11

1

11

11,

r1

11

rFJV/

L工

四、计算题

1.试求图示梁指定截面上的剪力和弯矩。

设

PE

/ylVXVA

解：

取1一1截面右边为硏気对象*得

X15a-~1

取2—2截面右边为研気对象，得

（b）卜】'.I''''H'I■'-1-■「.1■一：

M1=O

xw减

Xa4-Me=0

m4=o

取g—2截面右边为研究对辣，得

取4—4觀面右边为研究对靈，得

/八Fs*=0.Jq^!

M尸-qy£?

0.2Ja=-0125^

（a丿

由平衡方程£形=山ZAXa（f）=0可求得：

Fa=^O）iFe=2qa

（1）电）求指定截面的剪力和弯亲辛取1—1截面左边为研究对專"得Fsj=-Fx=-（12；取2—2截面左边为研究对彖得FS2=-FA=_i^;

取3-3截面左边次研気对氛得內尸-F^r^；

Fs,max和Max。

设q,l均为已知。

2.试列出图示梁的剪力方程和弯矩方程，画剪力图和弯矩图，并求出

（b）L——-_4*-■

0》坤

（a）

Fsi/]）-Fi-iFi-l2JqZ-i4*i（0

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同程.股E需團力戈程向辛矩贞理好别的

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C3）绘制軒力肿雅臥

由厲小方程可如，舅力團左九亡为一料直可由两牛辦直前n力tut匚日區力4■平直塢・町由一八猛直的国力H土戛绘制如劉际尺ar5右载區，丸小拘】2阿・

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（b）

解：

门〕列前为万程和弯距专程。

建坐标系却图，对凸c段取□社面左加対讦究时象*可得勇力方程和弯琏方程佥別茁

同璋，对GE於可得闯力右稈和殛亚艾稈令别帖

FsGal^F

M^i）=-Fxxi-Ms=-F^ra-FJ

给和剽力图和宵矩皑*

曲剪力方科砰Hh雲力图咗A：

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的剪尢值走也绘制和囲序示。

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由有矩方程可如]穹絶圈在AG直撓，可由两T靖点旳

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11.

不列剪力方程和弯矩方程，画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并求出

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Fs,max和Mnaxo

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