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材料力学试题及答案

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A 1和A 2,若载荷P 使刚梁平行下移,则其横截面面积()。

A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2 C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个?答:( )(1) 扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA(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I T =∫A ρ2dAA 、(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 、σ B 、2σ C 、3σ D 、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P 1/P 2=() A 、2 B 、4C 、8 D 、16 6、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7、有两根圆轴,一根为实心轴,直径为D 1,另一根为空心轴,内外径比为d 2/D 2=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W 2/W 1为( ) A 、0.74 B 、0.62 C 、0.55 D 、0.47 8、材料的失效模式 B 。

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;题一、3图题一、5图题一、4题一、1D 与材料本身、应力状态均无关。

9、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 C10、关于压杆临界力的大小,说法正确的答案是 B 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。

11、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 CAC d V h k 211++=BBd V h k ++=11Bd V h k 211++=BC d V V h k +++=21112、轴向拉伸细长杆件如图所示,则正确答案是___B______A 1-1、2-2面上应力皆均匀分布;B 1-1面上应力非均匀分布,2-2面上应力均匀分布;C 1-1面上应力均匀分布,2-2面上应力非均匀分布;D 1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。

13、一点的应力状态如右图所示,则其主应力1σ、2σ、3σ分别为 A 30MPa 、100 MPa 、50 MPa B 50 MPa 、30MPa 、-50MPa C 50 MPa 、0、-50MPaD -50 MPa 、30MPa 、50MPa 正确答案是 B14、对莫尔积分dx EI x M x M l⎰=∆)()(的下述讨论,正确的是 C 。

A 只适用于弯曲变形;B 等式两端具有不相同的量纲;C 对于基本变形、组合变形均适用;D 只适用于直杆。

15、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅值a σ的值分别是 DA 40、20、10B 20、10、20C 0、20、10D 0、20、2016、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 D 。

A 分别为σ/2和σB 均为σC 分别为σ和σ/2D 均为σ/217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 D 。

A d=2tB d=4tC d=4t/πD d=8t/π18、两根材料和柔度都相同的压杆, A 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19、图示交变应力循环特征γ,应力振幅σa 和平均应力σm 分别为 CA γ=2,σa =20MPa ,σm =-10MpaB γ=2,σa =-40MPa ,σm =10MpaC γ=-2,σa =30MPa ,σm =-10MpaD γ=-2,σa =30MPa ,σm =30MPa20、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_________C_ 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。

21、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、450斜截面 B 都是横截面C 分别是450斜截面、横截面D 都是450斜截面22、在连接件上,剪切面和挤压面分别 B 于外力方向。

A 垂直、平行 B 平行、垂直C 平行 D 垂直 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)四、电动机功率为9kW ,转速为715r/min ,皮带轮直径D=250mm ,主轴外伸部分长度为l=120mm ,主轴直径d=40mm ,〔σ〕=60MPa ,用第三强度理论校核轴的强度。

(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,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)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F P =44kN ,梁截面为T 型,I z =101.8×106mm 4,尺寸如图,试校核其强度。

(15分)1、(16分)简支梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图。

∑⋅=⋅+⋅⇒=275.3475.2975.302A B R m 9.0=⇒A R KN∑⋅=++⇒=75.3490A B yR R F1.5=⇒B R KN剪力方程和弯矩方程:AC 段:x x R x F A q 49.04)(-=⋅-=;2229.024)(x x x x R x M A -=-⋅=五题图x CCB 段:x R x x F B q 49.9)75.3(4)(-=--⋅=;2)75.3(4)75.3(1.5)(2x x x M -⋅--⋅=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f u 。

MPa 3.15 , MPa 50 , MPa 3.65321-===σσσMPa 3.40 , MPa 65.32 , MPa 65.7132312±=±=±=τττ 33/109.11m J u f ⨯=4、(16分)精密磨床砂轮轴如图所示(单位: mm),已知电动机功率N=3kW, 转速n=1400rpm, 转子重量Q 1=101N, 砂轮直径D=25mm, 砂轮重量Q 2=275N ,磨削力P y /P z =3,轮轴直径d=50mm ,材料为轴承钢,MPa 60][=σ,试用第三强度理论校核轴的强度扭矩:m N n N M x ⋅=⋅==5.201400395499549进而可以求出磨削力:16402⇒=⋅x z M DP N ;49203==z y P P N 故可以求出y M 和z M 的极值:2.213101303max=⋅⋅=-z yP M Nm85.60310130)(32max=⋅⋅-=-Q P M y zNm弯矩 :m N M M M zy⋅=+=+=38.64085.6032.213222max2max第三强度理论:][2.525.2038.640)1050(32223322σπ<=+⨯⨯=+-MPa WM M x故该轴满足强度要求。

6、(17分)用积分法求梁B 点的挠度和转角,梁的EI ,L 已知EI ql B 63=θ ,EIql v B 84=1、(16分)q 、a 已知,试作梁的剪力、弯矩图。

22、(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、面内最大切应力。

MPa xyyx yx 757)20(250250)2(2222231-=-+⎪⎭⎫ ⎝⎛±=+-±+=τσσσσσσ8.0220=--=y x xytg σστα'201900=⇒αMPa xy yx 32)2(22max ±=+-±=τσστ3、(16分)由五根直径为d=50mm 的圆钢杆组成正方形结构,如图所示,结构连接处均为光滑铰链,正方形边长a=1m ,材料Q235钢,试求结构的临界载荷值。

(Q235钢,当132=≤P λλ时,Mpa cr )0068.0235(2λσ-=。

)应用截面法容易求出:AB 、AD 、BC 、DC 四根压杆的内力21P N =, BD 拉杆的内力P N =28005.01144=⨯⨯===d a ilμμλ 结构临界载荷:4)0068.0235(222d P cr ⋅-=πλ 7.531=∴crP KN1、(15分)梁受载荷如图所示,请画出梁的剪力图,弯矩图。

qaR qa qa a qa qa a R A c 4345)5.2(2122==-⋅+=3/4q aq a-1/4q aF QM1/2q a3/4q a 223、(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ε=5.2×10-4。

试求转矩m 。

m=125.7N/m5(15分)平面刚架如图所示。

其各部分的抗弯刚度均为常量EI ,、0m a ,试求点D 在铅垂方向的位移D V 。

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