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材料力学模拟题5及问题详解

材料力学模拟考试题A一.是非题 1.应力公式AN=σ的使用条件是,外力沿杆件轴线,且材料服从胡克定律。

(× ) 2. 在各种受力情况下,脆性材料都将发生脆性断裂而破坏。

(× )3、轴向拉压杆任意斜截面上只有均匀分布的正应力,而无剪应力。

(× )4、受扭圆轴横截面上只有剪应力,因而均处于单向应力状态。

(× )5、矩形截面偏心受压杆如图所示(P 的作用点位于截面的对称轴上),其横截面上的正应力部分为压应力,部分为拉应力。

(× )6、压杆的临界应力与压杆材料、截面面积有关,而与截面的形状无关。

(× )二、选择题:1、危险截面是(C )所在的截面。

A.最大面积; B .最小面积; C . 最大应力; D . 最大内力。

A .σb ; B .σe ; C .σp ; D .σs 2.偏心拉伸(压缩)实质上是( B )的组合变形。

A .两个平面弯曲;B .轴向拉伸(压缩)与平面弯曲;C .轴向拉伸(压缩)与剪切;D .平面弯曲与扭转。

3.微元体应力状态如图示,其所对应的应力圆有如图示四种,正确的是(A )。

4.两端铰支的圆截面压杆,长1m,直径50mm。

其柔度为(C )。

A.60;B.66.7;C.80;D.50。

5.梁的正应力公式是在“平面弯曲”前提下推导得到的,“平面弯曲”即( D )。

A.梁在平面力系作用下产生的弯曲;B. 梁的内力只有弯矩没有剪力的弯曲;C.梁的横截面变形后仍为平面的弯曲;D.梁的轴线弯曲变形后仍为(受力平面内)平面曲线的弯曲。

6、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同,而一杆的长度为另一杆长度的两倍。

试比较它们的轴力、横截面上的正应力、轴向正应变和轴向变形。

下面的答案哪个正确?(C )。

A. 两杆的轴力、正应力、正应变和轴向变形都相同。

B.两杆的轴力、正应力相同,而长杆的正应变和轴向变形较短杆的大。

C.两杆的轴力、正应力和正应变都相同,而长杆的轴向变形较短杆的大。

D.两杆的轴力相同,而长杆的正应力、正应变和轴向变形都较短杆的大。

7、圆轴扭转时,若已知轴的直径为d,所受扭矩为T,试问轴内的最大剪应力τmax和最大正应力σmax各为多大?(A )。

A.τmax=16T/πd3,σmax=0B.τmax=32T/πd3,σmax=0C.τmax=16T/πd3,σmax=32T/πd3D.τmax=16T/πd3,σmax=16T/πd38、梁受力如图所示,那么在最大弯曲正应力公式σmax=My max/I z中,y max为( A )。

A.D/2 ,B.(D-d)/2B. D, C.d9.长为l,直径为d的两根不同材料制成的圆轴,在其两端作用相同的扭转力偶矩T,则( A )。

A. 最大切应力τmax相同;B. 最大切应力τmax不同;C. 最大切应力τmax有时相同,有时不同;D. 弹性变形时τmax不同,塑性变形时τmax相同。

10.长度系数的物理意义是(C )。

A. 压杆绝对长度的大小;B. 对压杆材料弹性模数的修正;C. 将压杆两端约束对其临界力的影响折算成杆长的影响;D. 对压杆截面面积的修正。

11.图示(右图)应力状态是( C )A.纯剪应力状态B.二向应力状态C.单向应力状态12.今有两种压杆,一为中长杆,另一为细长杆,在计算临界力时,如中长杆误用细长杆公式,而细长杆误用中长杆公式,其后果是( B )A. 两杆都安全B.两杆都不安全C.中长杆不安全,细长杆安全13.如右图示单元体,如切应力左向改变,则( C )A. 主应力大小和主平面方位都将变化B.主应力大小和主平面方位都不变化C.主应力大小不变化,主平面方位改变14. 轴向受力杆如图所示,1-1截面上的轴力为( B )。

A. PB. 2PC. 3PD. 5P15. 空心圆轴,其内外径之比为α,扭转时该轴内的最大剪应力为 τ,这时横截面上内边缘处的剪应力为 ( B )。

A. τB. ατC. 0D. (1-α4)τ16. 按照第三强度理论,比较图示(a )、(b )两种应力状态的危险程度, 应该是( A )。

A. 两者相同B.(a )更危险C. (b )更危险D. 无法判断17. 下列关于主平面的叙述中,正确的是( D )。

A. 主平面上的正应力最大B. 主平面上的剪应力最大C. 主平面上的正应力最零D. 主平面上的剪应力最零18. 直径为d 的细长压杆,为使图(a )和(b )两种约束情况下压杆的临界力相等,则两杆的长度应满足的关系是( C )。

A. b a l l 5.0=B. b a l l =C. b al l 2= D. b a l l 4=19. 某直梁横截面面积一定,试问下图所示的四种截面形状中,那一种抗弯能力最强( B );A 矩形B 工字形C 圆形D 正方形三、填空题1、用主应力表示的广义虎克定律为( ()[]32111σσνσε+-=E) ;( ()[]13221σσνσε+-=E) ;( ()[]21331σσνσε+-=E) 。

2、单元体的应力等于零的截面称为( ),其上的正应力称为( )。

3、材料力学中,对变形固体做了( )、( )、( )三个基本假设,并且是在( )、( )范围内研究。

4、判断一根压杆属于细长杆、中长杆还是短粗杆时,须全面考虑压杆的( )、( )、( )、( )。

5、材料力学对变形固体所作的基本假设是连续性假设、( )假设和( )假设。

6、图示轴向受拉杆中,外力P 、横截面积A 、弹性模量E 、横向变形系数(泊松比)μ均为已知,AB 段的横向线应变ε'= 。

7、图示钉受拉力P 作用,该钉头部的剪应力τ= ,挤压应力σjy = 。

8、简支梁受集中力作用如图所示,CB段的弯矩方程M(x)=或。

9、下图示为受力构件某点的应力状态,其最大剪应力等于 MPa。

10、在正负号规定中,轴力以()为正,斜截面上的剪应力以绕截面()时针转为正。

轴向受拉杆中,最大剪应力发生在()方位的截面上。

11、荷载集度q与剪力Q的微分关系的数学表达式是();荷载集度q与弯矩M微分关系的表达式是()。

12、矩形截面梁在横力弯曲的情况下,横截面上的剪应力是沿截面高度按()规律变化的,在中性轴处的剪应力值等于()。

13、当剪应力不超过材料的剪切()极限时,剪应力与剪应变成()关系,这就是剪切虎克定律。

14、对由一定材料制成的压杆来说,临界应力仅决定于杆的柔度,柔度值愈大,临界应力值愈(),压杆就愈()失稳。

15、直径为D的实心圆轴,两端受到扭转力矩M的作用,此时轴内的最大剪应力为τ,两端面的相对扭转角为φ,若将轴的直径改为原来的一半,在相同的扭转力矩M的作用下,这时轴内的最大剪应力等于( )τ,两端面的相对扭转角等于( )φ。

16、工程构件正常工作的条件( )、( )、( ) ; 17、圆环形截面的扭转截面系数W p =();18、矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在( )点,其值( ); 19、使用强度理论对脆性材料进行强度计算时,对以( )应力为主的应力状态宜采用第一强度理论;对以( )应力为主的应力状态宜采用第二强度理论。

20、对于圆截面扭转轴,在其表面取一微元体,其受力如图示,即扭转轴横截面上只有切应力τ,而在与横截面成-45°和+45°的斜截面上的切应力为零,这两个主平面上的主应力分别为1σ=( ),3σ =( )(其中2σ=0).四、作图题1.试绘图示杆件的轴力图)B A1kN4kN4kN2.试绘圆轴的扭矩图,并画出横截面内应力分布M 2=2kN.mM 1=3kN.mM 3=1kN.m3.如图所示,绘出剪力图和弯矩图。

)五、计算题:1. 图示圆轴AB 的直径d =80mm ,材料的[σ]=160MPa 。

已知P = 5kN ,M = 3kN·m,l =1m 。

a aaF=qaM=qa 2q指出危险截面、危险点的位置;试按第三强度理论校核轴的强度。

(10分)2. 图示矩形截面简支梁,材料容许应力[σ]=10MPa,已知b=12cm,若采用截面高宽比为h/b=5/3,试求梁能承受的最大荷载。

(15分)3.一根放置在地基上的梁,如图所示,对称地受到两个集中力作用,设地基反力q沿梁长均匀分布,试画出梁的剪力图和弯矩图。

4.轴向受压的正方形截面柱,在中部开一槽如图所示,试求柱开槽前与开槽后最大压应力的比值。

一、是非题lB B P MA1. ×2. × 3、× 4、× 5、× 6、×二、选择题1. C2. B3. A4. C5. D6.C7. A8. A9.A 10.C 11. C 12. B 13. C 14. B 15. B 16. A 17. D 18. C 19. B 三、填空题 1、()[]32111σσνσε+-=E,()[]13221σσνσε+-=E,()[]21331σσνσε+-=E2、主平面 主应力3、连续性 均匀性 各向同性 线弹性 小变形4、材料 约束状态 长度 横截面形状和尺寸5、均匀性 各向同性6、EAPμ2-7、dhPπ ,()224d D P -π8、()x l P l a -, ()a x P Px lb-- 9、50MPa10、 拉力 顺时针 与轴线成45°11、 q dxdQ=q dx M d =22 12、 抛物线AQ 23 13、 比例 正比 弹性 14、 小 容易 15、 8 1616、同时满足必要的 强度、刚度、稳定性17、()43116απ-D18、中性轴,AF S23max =τ 19、拉应力,压应力 20、τσ=1;.3τσ-=四、作图题 1.2题略。

3.解(1)利用平衡条件得支反力: qa R A 21=,qa R D 21= (2)分三段作图,可用外力简化法求A 、B 、C 、D 四截面内力:A 面:qa Q A 21-=,0=A M ; B 面:qa Q B 21-=左,qa Q B 21-=右,221qa M B -=C 面:qa Q C 21-=,221qa M C -=左,221qa M C =右D 面:221qa Q D -=,0=D M 。

(3)各段Q 、M 图形状:AB 段:0=q Θ,剪力图水平线 ,弯矩图斜直线BC 段:q 向下均布,剪力图斜直线,弯矩图抛物线(上凸抛物线)。

(4)最大值:|max Q |qa 21= |m ax M |221qa = 五.计算题1.MPa r 1.1163=σ 2.m KN q /4≤3. 解:此题相当于图(a)所示的承受均布荷载作用的外伸梁。

B 、C 处的反力均为50kN ,荷载集度q 可由平衡方程求得, 即由实用文档标准∑=0Y050503=--⋅q得:mkNq/33.333100==梁的剪力图和弯距图如图(b)、(c)所示。

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