华南理工大学材料力学测验2014-12(05)--答案

《材料力学》2014年12月测验A卷第1页共11页诚信应考,考试作弊将带来严重后果！华南理工大学测验《材料力学》测验(72学时)2014-12注意事项：1.考前请将密封线内填写清楚；2.所有答案请直接答在试卷上；3．考试形式：闭卷；4.本试卷共六大题，满分100分，考试时间120分钟。题号一二三四五六七总分得分评卷人一、判断题（每题1分，共10分）1．若平面图形具有三条或更多条的对称轴，则过平面图形形心的任一轴都是形心主惯性轴，且对任一形心主惯性轴的主惯性矩均相等（）2．在任意横向力作用下，若正方形截面梁发生斜弯曲变形，则其每一个截面的弯曲方向与该截面的总弯矩垂直，所以梁的挠曲线是一条平面曲线（）3．在有中间铰连接处，两边的梁在连接处既存在挠度相等的连续条件、也存在转角相等的光滑连续条件（）4．将两端受扭矩作用的空心轴改为截面面积相同的实心轴，则其截面最大剪切应力会增大（）。5．在弯曲梁的截面设计中，当截面面积一定时，宜将材料放置在远离中性轴的部位（）。6．截面核心是只与截面形状、尺寸有关的几何量，与外力无关（）。7．灰口铸铁压缩时，试样沿与轴线大约45的斜面发生破坏，其原因是该斜面受到的拉应力大于许用应力（）。8．梁的最大截面转角必发生在弯矩最大的截面处（）。9．组合图形的弯曲截面系数可以用组合法计算（）。10．组合变形的强度和变形可以采用叠加法进行计算（）。_____________________…姓名学号学院专业座位号(密封线内不答题)……………………………………………………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………线………………………………………《材料力学》2014年12月测验A卷第2页共11页二、单项选择题（每题2分，共20分）1．超静定结构如图所示，所有杆件不计自重，AB为刚性杆。1l和2l分别是杆1、2的长度，1l和2l分别表示它们的变形。则变形协调方程为（C）；A．11222llll；B.11222llll；C．12sin2sinll；D.12cos2cosll。2．图示简支梁承受一对大小相等、方向相反的力偶，其数值为M。试分析判断四种挠度曲线中哪一种是正确的（D）ABDCaa21FaABaaMMABCMMABMMABMMABMMABD《材料力学》2014年12月测验A卷第3页共11页3．低碳钢拉伸试验时，材料发生弹性变形的应力范围是截面应力不超过（B）A．p；B.e；C．s；D.b。4．空心园轴受扭矩作用，其内外经之比为，扭转时轴内的最大切应力为，则对应横截面上内边缘处的切应力为（B）A．；B.；C．0；D.41。5．根据第三强度理论，图示a、b两种应力状态的危险程度（A）6．图示悬臂梁在梁中截面和自由端分别受集中力PF和集中力偶eM作用，尺寸如图，今在A截面顶部测得轴向应变为1，在A截面中性层与轴线成45方向测得线应变为2。材料的弹性模量为E，泊松比为，则PF、eM的大小为（B）A.2122122,3161bhEhlbhE；B.122122,3161bhEhlbhE；C.122184,31121bhEhlbhE；D.21221,61121bhEhlbhE。blAB2h2hPFeM1280MPab40MPa80MPaaA．相同；B.a更危险；C．b更危险；D.无法判断。《材料力学》2014年12月测验A卷第4页共11页7．图示园截面梁受均布载荷作用，若直径d增大一倍，其他条件保持不变，则梁的最大正应力、最大挠度分别等于原梁的（D）A．11,;24B.11,;48C．11,;88D.11,816。8．已知图示矩形截面的1zI及b，h，y坐标如图，则2zI等于（A）9．图示偏拉伸杆上贴有两片应变片，测量杆件上、下表面的应变值。正确的说法是（C）A．1恒为正，2恒为负；B.1可正可负，2恒为负；C．1恒为正，2可正可负；D.1可正可负，2可正可负。e21PFPFb2h2h34h2z1z1Oy1OhbA．321316zzIIbh；B.321916zzIIbh；C．321116zzIIbh；D.321316zzIIbh。dlABq《材料力学》2014年12月测验A卷第5页共11页10．纯弯曲梁的三种截面形状、尺寸如图所示。在相同的弯矩作用下，它们最大弯正曲应力的排序是（A）A.abc;B.bac；C.abc;D.bac。三、简算题（每题5分，共25分）1.变截面园轴受力如图所示。已知扭转外力偶矩11765NmeM，21117NmeM；园轴直径50mmd，70mmD；材料的剪切弹性模量80.4GPaG。求（1）轴内的最大剪切应力，并指出其位置；（2）轴内的最大相对扭转角121max2max1242.79MPa,45.51MPaPPTTWW2bhh/2hbyza2bhh/2hbyzb2bhh/2hbyzc2eM700500dDCBA1eM124613514723522882Nm,1117Nm0.072.357810320.076.7347910160.056.1359210320.052.454371016PPPPTTIWIW《材料力学》2014年12月测验A卷第6页共11页21196122297228820.71.064510rad80.4102.35781011170.51.1321110rad80.4106.1359210ABPBCPTlGITlGI轴内的最大剪切应力为2max45.51MPa，在BC段轴内的最大相对扭转角22.196610radACABBC2.图示形截面铸铁梁受纯弯矩作用，材料的抗拉与抗压的许用应力之比/1/4tc，求截面翼板的合理宽度b。合理截面需满足：340;//1/4;603030280140tctctctcyyyybyy解得68,272tcyy,9240mm=486.32mm19b3.图示等截面外伸梁，4429110mmzI，65mmC。求（1）画出梁的内力图；（2）求梁的最大拉应力、最大压应力和最大剪切应力。7kNABCy6010102080140010006006kN/mxyC《材料力学》2014年12月测验A卷第7页共11页截面B,max412c,max4120.0230.0220.62MPa29110100.0830.0882.47MPa2911010BtzBzMIMI截面C,max4120.082.040.0856.08MPa2911010CtzMI最大剪应力在B截面的中性轴上*maxmax41260000.020.080.046.60MPa0.022911010SzzFSbI7kNABCy6010102080140010006006kN/mxyC3.4kN9.6kN3.4kN3.6kN6kNxx2.04kNm3kNmsF图M图《材料力学》2014年12月测验A卷第8页共11页4.拉伸试件的夹头如图所示，已知材料的许用切应力80MPa，许用压应力300MPabs。若最大拉力max35kNF，010mmd，14mmd。试设计试件圆头的尺寸D和h。剪切条件和挤压条件分别为2280MPa300MPa/4bsbsFdhFDd所以0.0099m0.0186mhD《材料力学》2014年12月测验A卷第9页共11页5.图中所示的梁，B端与支承之间在加载前存在一间隙，已知50kNPF，200GPaE，梁截面高100mm，宽50mm。若要求约束力10kNByF（方向向上），试求？393332333239350100104.16710120.61.20.60.60.6323150100.650100.6101.20.6200104.167103230.003888mzBBPBByCPCPBByByPPzzzIwwFwFwFFwFFFFEIEIEIABC600附表：PlxwB32,32PPBBFlFlwEIEIPF600w《材料力学》2014年12月测验A卷第10页共11页四、计算题（10分）一阶梯形杆AB，其两端部分的横截面面积为21500mmA，中间部分的横截面为221000mmA，试确定当250kNPF时，杆中间部分的应力。若已知该杆材料的线膨胀系数620101/Ct，弹性模量1000GPaE，问要使杆中间部分的应力恰好为零时，杆件的温度应增加多少度。1.不考虑温度时，解除A、B约束，则平衡方程00xAPPBABFFFFFFF变形协调条件123121121330033050010005007APNNNABAPAAABPFFaFaFaFaFaFalorEAEAEAAAAFFaFaFaorFFF中间部分的应力36224425010143MPa77100010APPFFFAA2.考虑温度时，解除A、B约束，平衡方程不变，变形协调方程为12312122350232503577NNNtAAPBtABPtFaFaFalatEAEAEAorFFFFtEAFFFtEAPFPFPFPFBFAFABaa3a《材料力学》2014年12月测验A卷第11页共11页中间部分的应力为零时;223966245077442501010551000101000102010APPtPtFFFtEAAFtEAo《材料力学》2014年12月测验A卷第12页共11页五、计算题（10分）某起重吊具，起吊重量40kNPF，销轴直径20mmD，吊板厚度120mmt，两侧吊钩的厚度为28mmt，销轴材料的许用切应力80MPa，许用挤压应力110MPabs，吊板和吊钩材料相同，设吊板和吊钩不发生拉伸破坏。试校核该起重吊具的强度；吊板挤压力140kNbcPFF，有效挤压面积211400mmbsADt吊钩挤压力2/2=20kNbcPFF，有效挤压面积222160mmbsADt销轴两个剪切面，剪力/2=20kNsPFF，剪切面积221100mm4sAD所以，剪切条件和挤压条件分别为3663116132262201063.66MPa80MPa10010100104010100MPa110MPa400102010125MPa110MPa16010sbcbsbsbsbcbsbsbsFFAFA不安全《材料力学》2014年12月测验A卷第13页共11页六、计算题（10分）直杆AB与直径40mmd的圆柱杆焊接成一体，结构受力如图所示，若不忽略弯曲剪应力的影响，是确定固定端上点a和点b的应力状态，并按第四强度理论计算其相当应力4r。固定端的内力5000N4000.275110NM10000.156000.15240NMNzFMT