西北农林科技大学材料力学试题.docx
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西北农林科技大学材料力学试题
西北农林科技大学本科课程考试试题(卷)
2010—2011学年第2学期《材料力学》课程A卷
专业班级:
命题教师:
审题教师:
学生姓名:
学号:
考试成绩:
一、填空题(每空1分,共10分)得分:
分
1.在材料力学中,杆件变形的四种基本形式有:
、、
、。
2.标距为100mm的标准试样,直径为10mm,拉断后测得伸长后的标距为123mm,缩颈处的最小直径为7mm,则该材料的伸长率δ= ,断面收缩率ψ= 。
3.从强度角度出发,截面积相同的矩形杆件和圆形杆件,更适合做承受弯曲变形为主的梁。
4.某点的应力状态如图示,则主应力为:
σ1=;σ2=。
5.平面图形对过其形心轴的静矩0(请填入=,>,<)
二.单项选择题(每小题2分,共20分) 得分:
分
1.图示为一端固定的橡胶板条,若在加力前在板表面划条斜直线AB,那么加轴向拉力后AB线所在位置是()?
(其中ab∥AB∥ce)
(A)ab(B)ae(C)ce(D)ed
2.受扭圆轴,上面作用的扭矩T不变,当直径减小一半时,该截面上的最大切应力与原来的最大切应力之比为():
(A)2(B)4(C)6(D)8
3.根据切应力互等定理,图示的各单元体上的切应力正确的是()。
4.在平面图形的几何性质中,()的值可正、可负、也可为零。
A.静矩和惯性矩;B.极惯性矩和惯性矩;
C.惯性矩和惯性积;D.静矩和惯性积。
5.受力情况相同的三种等截面梁,用(σmax)1、(σmax)2、(σmax)3分别表示三根梁内横截面上的最大正应力,则下列说法正确的是()。
(A)(σmax)1=(σmax)2=(σmax)3(B)(σmax)1<(σmax)2=(σmax)3
(C)(σmax)1=(σmax)2<(σmax)3(D)(σmax)1<(σmax)2<(σmax)3
6.在图示矩形截面上,剪力为Fs,欲求m-m线上的切应力,则公式
中,下列说法正确的是()
(A)
为截面的阴影部分对Z′轴的静矩,B=δ
(B)
为截面的整个部分对Z′轴的静矩,B=δ
(C)
为截面的整个部分对Z轴的静矩,B=δ
(D)
为截面的阴影部分对Z轴的静矩,B=δ
7.已知梁的EIz为常数,长度为l,欲使两的挠曲线在x=l/3处出现一拐点,则比值m1/m2=()。
(A)2(B)3(C)1/2(D)1/3
8.当系统的温度变化时,下列结构中的()不会产生温度应力。
9.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=()。
10.图示材料相同,直径相等的各杆中,从压杆稳定角度考虑()杆承受压力能力最大。
三.分析,作图题(共20分) 得分:
分
1.求做图示构件的内力图。
(10分)
2.图示矩形等截面梁,试比较水平放置与竖立放置时最大弯曲正应力的比值
σ平/σ立,说明那种放置方式合理。
(10分)
四.计算题(共50分) 得分:
分
1.图示阶梯状直杆,若横截面积A1=200mm2,A2=300mm2,A3=400mm2。
试求横截面1-1,2-2,3-3上的轴力,并作轴力图;求横截面3-3上的应力。
(10分)
2.图示实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起。
已知轴的转速n=100r/min,传递的功率P=7.5kW,材料的许用应力[τ]=40MPa,空心圆轴的内外径之比d2=0.5D2。
试选择实心轴的直径d1和空心轴内外径D2。
(10分)
3.图示结构,AB为铸铁梁,CD为等截面圆钢杆,动载荷P可在0≤χ≤3l/2范围内移动,不考虑梁的弯曲切应力,试确定动载荷P的许用值[P]。
(15分)
已知:
l=2m,铸铁梁Iz=4×107mm4,y1=100mm,y2=64mm,许用拉应力[σt]=35MPa,许用压应力[σc]=140MPa,C*为截面形心;钢杆面积=300mm2,许用应力[σ]=160MPa
4.已知某受力构件上危险点应力状态如图所示,已知材料的弹性模量E=200GPa,泊松比µ=0.3求该单元体的主应力、最大主应变及最大切应力(应力单位为MPa)(15分)
西北农林科技大学课程考试
参考答案与评分标准
考试课程:
材料力学学年学期:
2010-2011-1
试卷类型:
A卷考试时间:
2011-06-12
专业年级:
一、填空题(1×10,共10分)
1.轴向拉伸或压缩,剪切,扭转,弯曲
2.23%,51%
3.矩形杆件
4.σ1=80MPa;σ2=30MPa。
5.=
二、选择题(2×10,共20分)
1.(B);2.(D);3.(A);4.(D);5.(C)
6.(D);7.(C);8.(A);9.(B);10.(C)
三.分析,作图题(共20分)
1.(10分)
剪力图(5分)
弯矩图(5分)
2.(10分)
由弯曲正应力
和矩形梁
(4分)
可知:
(4分)
因此可知,梁竖立放置合理。
(2分)
四.计算题(共50分)
1.(10分)
解:
FN1=-20KN(压)
FN2=-10KN(压)
FN3=10KN(3分)
轴力图(4分)
(3分)
2.(10分)
解:
轴所传递的扭矩为
(2分)
由实心轴的强度条件
(2分)
可得实心圆轴的直径为
(2分)
由空心轴的强度条件
(2分)
空心圆轴的外径为
(2分)
3.(15分)
由
可知:
当Fs=0时,弯矩M(x)达到极值。
又由题知,当动载在AC段内,x=l/2时,Mmax达到最大Pl/4,为正值,梁上部受压下部受拉;当动载在BC段内,x=3l/2时,弯矩最大Pl/2,为负值,梁上部受拉下部受压,此时CD杆所受轴力FN最大。
(4分)
由∑MA=0,得FNmax=3P/2(2分)
由于y2 ,得到P≤28KN(2分) x=3l/2时,梁下部边缘受最大压应力,此时根据正应力条件 ,得到P≤21.9KN(2分) 根据圆杆应力条件有: ,得到P≤32KN(2分) 所以许可载荷为[P]=21.9KN(3分) 4.(15分) 解: 由题知σ=50MPa是主应力之一,考虑其它两对平面,可视为平面应力,则应力圆为: (5分) 解得其它两个主应力为80MPa和-20MPa,因此三个主应力分别为: σ1=80MPa,σ2=50MPa,σ3=-20MPa(2分) 最大切应力为τ=(σ1-σ3)/2=50MPa(3分) 有广义胡克定律知最大主应变为: ε1=[σ1-µ(σ2+σ3)]/E=0.355×10-3(5分) 西北农林科技大学本科课程考试试题(卷) 2010—2011学年第2学期《材料力学》课程B卷 专业班级: 命题教师: 审题教师: 学生姓名: 学号: 考试成绩: 一、填空题(每空1分,共10分)得分: 分 1.a、b、c三种材料的应力应变曲线如图示,则其中强度最高的是,弹性模量最小的是,塑性最好的是。 2.直杆受轴向压缩时,各点处于 应力状态;圆截面轴扭转时,轴表面各点均处于 应力状态。 3.从强度角度出发,截面积相同的矩形杆件和圆形杆件,更适合做承受弯曲变形为主的梁。 4.图示①、②两杆材料和长度都相同,但A1>A2。 若两杆温度都下降Δt℃,则两杆轴力之间的关系是FN1________FN2,应力之间的关系是σ1________σ2。 (填入<,=,>) 5.某点的应力状态如图示,则主应力为: σ1=________;σ2=________。 二.单项选择题(每小题2分,共20分) 得分: 分 1.如图所示单向均匀拉伸的板条。 若受力前在其表面画上两个正方形a和b,则受力后正方形a、b分别变为()。 (A)正方形、正方形;(B)正方形、菱形; (C)矩形、菱形;(D)矩形、正方形。 2.关于低碳钢试样拉伸至屈服时,有以下结论,请判断哪一个是正确的(): (A)应力和塑性变形很快增加,因而认为材料失效; (B)应力和塑性变形虽然很快增加,但不意味着材料失效; (C)应力不增加,塑性变形很快增加,因而认为材料失效; (D)应力不增加,塑性变形很快增加,但不意味着材料失效。 3.根据切应力互等定理,图示的各单元体上的切应力正确的是()。 4.受扭圆轴,上面作用的扭矩T不变,当直径减小一半时,该截面上的最大切应力与原来的最大切应力之比为: (A)2(B)4(C)6(D)8 5.图示半圆形,若圆心位于坐标原点,则()。 6.一矩形梁横截面尺寸为a×4a,水平放置(即较宽一面为承载面)与竖立放置(即较窄一面为承载面)时的最大正应力比值(σmax)平: (σmax)立 (A)1/4(B)1/16(C)1/64(D)16 7.一点的应力状态如图所示,其主应力 、 、 分别为()。 (A)30MPa、100MPa、50MPa; (B)50MPa、30MPa、-50MPa; (C)50MPa、0、-50MPa; (D)-50MPa、30MPa、50MPa。 8.当系统的温度变化时,下列结构中的()不会产生温度应力。 9.图示矩形截面梁,截面宽度b=90mm,高度h=180mm。 梁在两个互相垂直的平面内分别受有水平力F1和铅垂力F2,则最大弯曲拉应力位置为()点。 (A)A(B)B(C)C(D)D 10.一空间折杆受力如图示,则其中AB的变形为()。 (A)偏心拉伸(B)纵横垂直方向弯曲 (C)弯、扭组合(D)拉、弯、扭组合 三.分析、作图题(共20分,每题10分) 得分: 分 1.图示外伸梁,试作剪力图和弯矩图。 2.在图示应力状态中,试用图解法求出最大主应力σ1,σ2,σ3(应力单位 )。 四.计算题(共50分) 得分: 分 1.图所示阶梯状直杆横截面积A1=200mm2,A2=300mm2,A3=400mm2,试求横截面1-1,2-2,3-3上的轴力,并作轴力图,求上述横截面上的应力。 (10分) 2.如图所示的传动轴转速n=500r/min,主动轮1输入功率P1=368kW,从动轮2和3分别输出功率P2=147kW,P3=221kW。 已知 ,G=80GPa。 试确定AB段的直径d1和BC段的直径d2。 (10分) 3.图示螺钉在拉力F作用下。 已知材料的许用切应力[τ]和许用拉应力[σ]之间的关系为: [τ]=0.5[σ],试求螺钉直径d与钉头高度h的合理比值。 (10分) 4.T形截面铸铁梁如图所示。 材料的许用拉应力 MPa,许用压应力 MPa。 试校核梁的强度。 (15分)
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