材料力学试题及答案

第1页共35页山西农业大学学年第二学期材料力学试题(A卷)一、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A1和A2，若载荷P使刚梁平行下移，则其横截面面积（）。A、A1〈A2B、A1〉A2C、A1=A2D、A1、A2为任意2、建立圆周的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（）（1）扭矩MT与剪应力τρ的关系MT=∫AτρρdA（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=∫Aρ2dAA、（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σ1=（）A、σB、2σC、3σD、4σ4、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，若仅将竖放截题一、3图工程技术学院_______________专业班级姓名____________学号---------------------------------------------------密封线内不准答题-----------------------------------------题一、4图题一、1图第2页共35页面改为平放截面，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，则P1/P2=（）A、2B、4C、8D、16二、作图示梁的剪力图、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450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。（15分）六、结构如图所示，P=15kN，已知梁和杆为一种材料，E=210GPa。梁ABC的惯性矩I=245cm4，等直圆杆BD的直径D=40mm。规定杆BD的稳定安全系数nst=2。求○1BD杆承受的压力。题一、5图第3页共35页○2用欧拉公式判断BD杆是否失稳。（20分）山西农业大学学年第二学期材料力学试题(B卷)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D1，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、0.473、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、断裂阶段六题图五题图工程技术学院_______________专业班级姓名____________学号---------------------------------------------------密封线内不准答题-------------------------------------------------------------第4页共35页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（）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，则P1/P2=（）A、2B、4C、8D、16二、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450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。（15分）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，题一、5图三题图题一、4图二题图第5页共35页设EI=常数，求这时C点挠度ΔC。（15分）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）山西农业大学-学年第二学期材料力学考试题三、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τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（）六题图五题图工程技术学院_______________专业班级姓名____________学号---------------------------------------------------密封线内不准答题-------------------------------------------------------------第6页共35页（5）扭矩MT与剪应力τρ的关系MT=∫AτρρdA（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=∫Aρ2dAA、（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σ1=（）A、σB、2σC、3σD、4σ4、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为D1，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、0.475.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，则P1/P2=（）A、2B、4C、8D、16三、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450方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、μ均为已知。（15分）题一、5图三题图二题图题一、3图第7页共35页五、悬臂梁ACB由铸铁材料制成，其许用拉应力[σt]=40MPa，许用压应力[σc]=160MPa，载荷FP=44kN，梁截面为T型，Iz=101.8×106mm4，尺寸如图，试校核其强度。（15分）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）山西农业大学-学年第二学期课程考试试卷（A卷）四、选择题1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ，则450斜截面上的正应力和剪应力。A分别为σ/2和σB均为σ六题图工程技术学院_______________专业班级姓名____________学号---------------------------------------------------密封线内不准答题-------------------------------------------------------------五题图专业______________________班级姓名______________学号---------------------------------------------------密封线内不准答题-------------------------------------------------------------第8页共35页C分别为σ和σ/2D均为σ/22、图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知[σjy]＝2[τ]，为充分提高材料的利用率，则铆钉的直径ｄ应为。Ad=2tBd=4tCd=4t/πDd=8t/π3一点的应力状态如右图所示，则其主应力1、2、3分别为A30MPa，100MPa，50MPaB50MPa，30MPa，-50MPaC50MPa，0，-50MPaD-50MPa，30MPa，50MPa4、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σa和平均应力σm分别为Ar＝2，σa＝20MPa，σm＝－10MpaBr＝2，σa＝－40MPa，σm＝10MpaCr＝－2，σa＝30MPa，σm＝－10MpaDr＝－2，σa＝30MPa，σm＝30MPa第9页共35页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__________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。二、计算题（共80分，适用农机、机制、建环）1、（15分）梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，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、面内最大剪应力。专业______________________班级姓名______________学号---------------------------------------------------密封线内不准答题-------------------------------------------------------------第10页共35页50203、（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ε45=5.2×10-4。试求转矩m。5题图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），且3lEIk，试求C点的挠度。山西农业大学2006-2007学年第二学期课程考试试卷（A卷）五、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。专业______________________班级姓名______________学号---------------------------------------------------密封线内不准答题-------------------------------------------------------------第11页共35页2、图中应力圆a、b、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。正确答案是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。4、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅值a的值分别是A40、20、10B20、10、20C0、20、10D0、20、205、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ACdVhk211BBdVhk11CBdVhk211DBCdVVhk211第12页共35页ABCABCQQ二、计算题1、（16分）简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。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fu。3、（16分）圆截面杆，受横向外力F和绕轴线的外力偶0m作用。由实验测得杆表面A点处沿轴线方向的线应变40104，杆表面B点处沿与轴线成45方向的线应变4451075.3。材料的弹性模量E=200GPa，泊松比v