材料力学试题及答案.docx
《材料力学试题及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料力学试题及答案.docx（49页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
材料力学试题及答案
a
分别为（
）。
A
-10、20、
10；
B
30、10、20；
1
1
C
3、20、
10；
D
3、10、20
2010—2011材料力学试题及答案A
、单选题（每小题2分，共10小题，20分）
1、工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。
下列除（）项，其他各项是必须满足的条件。
A、强度条件B、刚度条件C、稳定性条件D、硬度条件
2、内力和应力的关系是（）
A、内力大于应力B、内力等于应力的代数和
C、内力是矢量，应力是标量D、应力是分布内力的集度
3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（）。
A、形状尺寸不变，直径线仍为直线。
B、形状尺寸改变，直径线仍为直线。
C、形状尺寸不变，直径线不保持直线。
D、形状尺寸改变，直径线不保持直线。
4、建立平面弯曲正应力公式M%,需要考虑的关系有（）。
A、平衡关系,物理关系，变形几何关系；B、变形几何关系，物理关系，静力关系;
C、变形几何关系，平衡关系，静力关系；D、平衡关系，物理关系，静力关系;
5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（）来确定积分常数。
A、平衡条件。
B、边界条件。
C、连续性条件。
D、光滑性条件。
6、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅度
1、2、3分别为（）
7、一点的应力状态如下图所示，则其主应力
A30MPa、100MPa、50MPa
B50MPa、30MPa、-50MPaC50MPa、0、-50Mpa、
D-50MPa、30MPa、50MPa
8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（
A、2B、3C、4
9、压杆临界力的大小，（）。
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与压杆材料无关；
D与压杆的柔度大小无关。
10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移，要求结构满足三个条件。
以下那个条件不是必须的（）
A、El为常量B、结构轴线必须为直线。
C、M图必须是直线。
D、M和M至少有一个是直线。
二、按要求作图（共12分）
1、做梁的剪力、弯矩图（10分）
2、画出右图所示空心圆轴横截面上沿半径OA方向应力分布示意图•（2分）
三、结构尺寸及受力如图所示，AB可视为刚体，为圆截面钢杆，直径为D35mm,材料为Q235钢,
应力为180MPa，E200GPa（共15分）
T
A
CD许用
（1）求许可载荷F。
（6分）
7
:
:
面简支
b,h,a,l.试求集中力偶矩M&
⑵计算当F50KN时，B点竖向位移（6分）
⑶若D处（双剪切）铆钉许用切应力[]100MPa，试设计铆钉直径d。
（3分）
四、（13分）在受集中力偶矩Me作用的矩形截梁中，测得中性层上k点处沿45°方向的线应变
45o，已知材料的E,V和梁的横截面及长度尺寸
200
MPa，，
100,250，如果压杆不为
4细长
三处
五、（14分）如图所示结构，杆AB横截面面积A21.5cm2,抗弯截面模量Wz102cm3,
材料的许用应力[]180MPa。
圆截面杆CD，其直径d20mm，材料的弹性模量
E200Gpa,s250MPa，
杆时采用直线拟合。
A、C、D均为球铰约束，若已知：
h1.25m，l20.55m，
F25kN，稳定安全系数
[n]st1.8，校核此结构是否安
六、（12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,
EIk—3-
支座的弹簧刚度为k（产生单位长度变形所需的力），且l3，试求C点冲击挠度。
He
七、（14分）平面刚架如图所示，EI为常量，试用力法作其弯距图
欲索取更多考研资料，请上北京天问教育网站官网!
、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的
括号内。
每小题
2分，共20分）
1•轴的扭转剪应力公式
T
适用于如下截面轴（）
IP
A.矩形截面轴
C.圆形截面轴
2•用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的是哪个?
（）
A.实心圆轴B.空心圆轴C.两者一样D.无法判断
3•矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时，从正应力强度考虑，该梁的承载能力的变化为（）
A.不变
B.椭圆截面轴
D.任意形状截面轴
B.增大一倍
）
&械才飞i
內敷一畫EH
D.增大三倍
4•图示悬臂梁自由端
B的挠度为
mqia）
A.2
El
ma3（I
B.
a）
El—
5•图示微元体的最大剪应力T
max为多大?
（
A.
T
max=100MPa
B.
T
max=0
C.
T
max=50MPa
D.
T
max=200MPa
6.用第三强度理论校核图示圆轴的强度时,度条件为（）
一maC.——
EI
D.
ma2（l自
EI
）
J
2。
Mp4
—
所采用的强
1
1
P
A.-
A
M2T2rn
（J4（WP）2MG
PMT
B.
AWzWp
C・-M）2（-L）2
AWZWP
AWZ
D.（PM）24（T）2
\AWzWp
7.图示四根压杆的材料、截面均相同，它们在纸面内失稳的先后次序为（）
A.⑻,（b）,（c）,（d）
P2l
P2b
2EA
2EA
P2l
P2b
2EA
2EA
P2a
P2b
B.U=
C.U=
D.U=
B.（d）,（a）,（b）,（c）
C.（c）,（d）,（a）,（b）
D.（b）,（c）,（d）,（a）
8•图示杆件的拉压刚度为EA，在图示外力作用下其变形能U的下列表达式哪个是正确的
P2a
A.U=-
2EA
2EA2EA
9图示两梁抗弯刚度相同，弹簧的刚度系数
也相同，则两梁中最大动应力的关系为
（）
A.（erd）a=（erd）b
B.（rd）a>（rd）b
C.（rd）a<（rd）b
D.与h大小有关二、填空题（每空1分，共20分）
1.在材料力学中，为了简化对问题的研究，特对变形固体作出如下三个假设:
2.
杆在X截面处的应力分别为r
（1）=
O
bs=
3.图示销钉受轴向拉力
T
:
，支承面的挤压应力r
图示材料和长度相同而横截面面积不同的两杆，设材料的重度为丫，则在杆件自重的作用下，两
4.图示为一受扭圆轴的横截面。
已知横截面上的最大剪应力T
max=40MPa，则横截面上A点的剪应力
TA=。
5.阶梯形轴的尺寸及受力如图所示，其AB段的最大剪应力Tmaxi与BC段的最大剪应力Tmax2
maxi
max2
6.图示正方形截面简支梁，若载荷不变而将截面边长增加一倍，则其最大弯曲正应力为原来的
倍，最大弯曲剪应力为原来的倍。
7.矩形截面悬臂梁的尺寸及受载如图所示，
（1）若梁长I增大至21，则梁的最大挠度增大至原来的倍；
（2）若梁截面宽度由b减为-，则梁的最大挠度增大至原来的倍;
（3）若梁截面高度由h减为-，则梁的最大挠度增大至原来的倍。
8.图示为某构件内危险点的应力状态，若用第四强度理论校核其强度，则相当应力
deq4=。
（名称和代表符号），并
由图判断:
是脆性材料，是塑性材料。
9•将圆截面压杆改为面积相等的圆环截面压杆，其它条件不变，则其柔度将，临界载荷将
。
三、分析题（每小题5分，共20分）
1•在图示低碳钢和铸铁拉伸试验的“应力一应变”图上，注明材料的强度指标
2•画出图示阶梯形圆轴的扭矩图，用图中m和d写出圆轴最大剪应力的计算式，并指出其作用点位
A6辛dc
置。
3•图示矩形截面悬臂梁，若已知危险截面上E点的应力为be=-40MPa，试分析该截面上四个角点A、
B、C、D的应力（不必写出分析过程，只须写出分析结果，即四个角点的应力值）。
四、计算题（每小题10分，共40分）
1•钢杆1,2吊一刚性横梁AB。
已知钢杆的弹性模量E=200GPa,两杆的横截面面积均为A=100mm2,载荷P=20KN，试求两钢杆的应力、伸长量及P力作用点F的位移3f。
2•外伸木梁各部分的尺寸和所受载荷如图所示。
设梁材料的许用应力［c］
=10MPa。
试：
（1）作梁的剪力图和弯矩图；⑵校核梁的正应力强度。
3•弓形夹紧器如图，若夹紧力P=2KN，距离e=120mm，立柱为矩形截面，其h=25mm，［门=160MPa,试设计截面尺寸b。
£）
4.图示曲柄轴直径d=50mm,受集中力P=1KN作用，试：
⑴画出危险点A的应力状态并计算其应力值；
（2）若材料的许用应力［c］=70MPa,试按第四强度理论校核其强度。
浙江省2001年10月高等教育自学考试
材料力学试题参考答案
一、单项选择题（每小题2分，共20分）
1.
7.A8.A
9.C
C2.C3.B4.B5.A6.D
二、填空题（每空1分，共20分）
1.连续性假设均匀性假设各向同性假设
2.（l-x）（l-x）
P4P
3.2
dh（D2d2）
4.33.3MPa
5.3/8
6.1/81/4
7.828
8..232
9降低增大
三、分析题（每小题5分，共20分）
1.低碳钢强度指标：
强度极限bb,屈服极限bs
铸铁强度指标：
拉伸强度极限铸铁是脆性材料，低碳钢是塑性材料
2.作扭矩图
计算扭转剪应力:
AB
32m
TBC=
379m
max=BC,作用于BC段表面
3.bA=-60MPa,bB=20MPa,bc=50MPa,bD=-20MPa
四、计算题（每小题10分，共40分）
1•两钢杆轴力：
N1=8KN（拉）,N2=12KN（拉）
杆1:
b1=80MPa,△11=0.8mm
杆2:
b2=120MPa,△l2=1.2mm
2l13l2
P力作用点位移：
f=-—=1.04mm
5
2.支反力：
剪力图:
弯矩图:
匸3期曲
Ra=17.5KN（f）,Rb=22.5KN（f）
max=9.96MPa<[b]
3.N=p,M=pe
NMP6pe/「
b=2
AWbhbh2
b>—6per=14.9mm
hh2
强度校核:
4.应力状态
cr
强度校核：
beq4=.232=49.5MPa
应力值：
b
2010—2011材料力学试题及答案B
一、单选或多选题（每小题2分，共10小题，20分）
1、工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。
下列除（）项，其他各项是必须满足的条件。
A、强度条件B、刚度条件C、稳定性条件D、硬度条件
2、内力和应力的关系是（）
A、内力大于应力B、内力等于应力的代数和
C、内力是矢量，应力是标量D、应力是分布内力的集度
3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（）。
A、形状尺寸不变，直径线仍为直线。
C、形状尺寸不变，直径线不保持直线。
B、形状尺寸改变，直径线仍为直线。
D、形状尺寸改变，直径线不保持直线。
4、设某种钢的屈服应力为s200MPa，弹性模量为E200GPa。
现将直径为2mm的钢丝
绕在一个刚性圆柱上，欲使钢丝放松后不产生残余变形，则圆柱直径不能小于（）
A、0.8米B、1.6米C、2.0米D、2.4米
5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（）来确定积分常数
（应力单傥为MPdJ
A、平衡条件。
B、边界条件。
C、连续性条件。
D、光滑
别为（）。
A-10、20、10；
B
30、10、20；
1
1
C3、20、10；
D
3、10、20
6、图示交变应力的循环特征r、平均应力m、应力幅度a分
性条件。
7、一点的应力状态如下图所示，则其主应力
A30MPa、100MPa、50MPa
B50MPa、30MPa、-50MPaC50MPa、0、-50Mpa、
D-50MPa、30MPa、50MPa
8对于突加载的情形，系统的动荷系数为（
A、2B、3C、4
9、压杆临界力的大小，（）。
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与压杆材料无关；
D与压杆的柔度大小无关。
1、2、3分别为（）
10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移，要求杆件满足三个条件。
以下那个条件不是必须
的（）
C、M图必须是直线。
D、M和M至少有一个是直线。
A、El为常量B、结构轴线必须为直线。
、按要求做图（10分）
-2F-^*-'*-*-'*■
q=F/a
1
a
（1）做轴力图
30kN20kN/m
1m
1m
3m
（e）
（2）做剪力、弯矩图
三、图示结构中，BC由一束直径为2mm的钢丝组成，若钢丝的许用应力为160MPa,
q30KN/m。
试求BC需由多少根钢丝组成。
（10分）
四、（14分）已知圆轴直径d20mm，在其上边缘A点处测得纵向线应变0400106，在水平直径平面的外侧B点处，测得45300106，已知材料的弹性模量E200GPa，泊松比
0.25，a2m。
若不计弯曲切应力的影响，试求作用在轴上的载荷F和Me的大小。
五、（16分）如图所示结构，杆AB横截面面积A21.5cm2，抗弯截面模量
W102cm3,材料的许用应力［］180MPa。
圆截面杆CD，其直径d20mm，材料的弹性
模量E200Gpa,s250MPa，p200MPa,，1100,250，如果压杆不为细长杆
时采用直线拟合。
稳定安全系数［nht否安全。
、选择题
1.D；
6.D;
（每空
2.D；
7.B;
2010—2011材料力学A卷参考答案
1分）
3.A；4.C;5.代
8.A;9.B;10.C.
作图题
1、
2、
三、解：
（1）对AB
F（10002000）0
MA0:
N1000
进行受力分析
（1分）
（2分）
（2分）
（1分）
（2分）
解得N3F
CD杆轴向拉伸与压缩，由强度条件有
180MPa
Fn3F
—MPa
A3535
4
解得F3535180N57.7KN
34
（2）画出变形图如下：
根据胡克定律，有
NLcd
EA
350103—J2000d3
mm1.8mm
（2分）
根据变形图得到
200109—3535106
4
D3.6mmB5.4mm
（2分）
（3）铆钉是双剪切
由剪切名义应力计算公式得到
Fs
A
150000
100MPa
（1分）
（1分）
解得d
2—d2
4
31mm
（1分）
四、解:
B点的单元体如图所示
B点应力状态为纯剪切状态。
由广义胡克定理有
1
1—123
1
E450
（7分）
根据应力弯曲剪应力公式
:
1.5Fs
1.5Me
（3分）
bh
Ibh
代入广义胡克定理，得到
2
Me—
IbhE
45
（3分）
3
1
cr
2e
Pcr
crA
29
3.1420010
1102
2
3.1420
6
10
51KN
五、解：
（1）计算CD杆的临界压力（7分）
d
i
5mm
4
I
i
1055
-'5110，1所以CD杆为大柔度杆
5103
用欧拉公式计算临界压应力和临界压力
（2）.（5分）AB杆平衡有Ma0：
Fsin302hTeh得Tc25KN
Q
3K
QI3
9EI
（3分）
AB杆拉弯组合变形，弯矩图和轴力图下图所示
AB
125
253
杆
8
2
最
大
拉应力
max
Mmax
Fn
125103253103
163.2MPa
WZ
A
8102106221.5104
3.校核
Per
51205
nst
1.8压杆稳定性足够
（1分）
Tc
25
max
163.2MPa
180MPa梁强度足够
（1分）
六、解：
弹簧引起的静位移为
梁的静位移为:
1,
2r
2
2,
1Ol
2~
2
2,
Ql3
5Ql
stl
Ql
l
2l
Ql
l
2
3
3
3
2
3
3
3
9EI
9EI
（6分）
C点的动挠度
1
:
__2h,
：
5Ql318EIh
11
<5Ql3
st
动荷系数Kd
（2分）
Kdst
5QI31：
5Q|318Elh
9EI5QI3
（1分）
七、解：
以C处的约束为多余约束，原结构的基本体系为:
（2分）
由力法典型方程Xiiiip0（1分）
1P
EI
2
2q2
aaaa
32
4
5ql
8EI
11
3
1/12.4a
（aaaaaa）
EI233EI
（各3分）
将11和1P代入力法典型方程，得X1兰qa
32
刚架的弯矩图右图示（2分）
（2分）
2010—2011材料力学B卷参考答案
、选择题
（每空
1分）
1.D；
2.D；
3.
4.
C;5.A;
6.D;
二、作图题
7.B;
8.
A；
9.
B;10.C.
1.（3分）做轴力图
（9分）（KN）
2.
assail
20
剪力图4分，弯矩图5分
三、解：
（1）.取AC为研究对象，受力分析下图所
3
A
4
C
Ma（F）0:
3T43042
5
解得T100KN（6分）
（2）设需要n根钢丝
由钢丝的强度条件—
nA
4T
d2
4100103
3.1422106160106
199（根）
（4分）
四、解：
B点的单元体如图所示
B点应力状态为纯剪切状态。
由广义胡克定理有
45°
（8分）
根据扭转应力公式：
Me
护3
代入广义胡克定理，得到
Me94.2NM
（3分）
又由应变公式，得到
0/EFA/E400
106
得到
F31.4N（5分）
五、解：
（1）计算CD杆的临界压力（8分）
5mm
4
10.55
5103
110，
1所以CD杆为大柔度杆
用欧拉公式计算临界压应力和临界压力
cr
2e
PCr
crA
3.142200109
1102
2。
3.1420210
4
51KN
（2）.（6分）AB杆平衡有Ma0:
Fsin302hTeh得TC25KN
AB杆拉弯组合变形，弯矩图和轴力图下图所示
拉应力
Mmax
125103
maxWZ
A
8102106
253
杆最大
2
253
103
163.2MPa
221.5
104
AB
PCr
TC
51
252-05nst18压杆稳定性足够
（1分）
max
163.2MPa
180MPa梁强度足够
（1分）
六、解：
弹簧引起的静位移为
1_Q_
33K
Ql3
9EI
（3分）
梁的静位移为:
12
st2l3Ql
2l
3
-Ql--l
333
Ql3
9EI
5Ql3
9EI
（8分）
占
八、、
dKd
st
七、解:
动荷系数K
的
动
15Ql318EIh
■.5Ql3
（2分）
5QI3
9EI
5Ql318EIh
5Ql3
C处的约束为多余约束,
基本体系（2分）
0
1
11
11ET（2l
41
l）拓
q
B
1P
1
EI
1.2
2ql
ql4
6EI
（1分）
构的基本体系为
分）
（各4分）
将11和1P代入力法典型方程，得X1
1P
11
ql4
6EI
3EIql
~8
刚架的弯矩图右图示（2分）
材料力学试题
一、填空题（每空2分，共10分）
1.根据强度条件可以进行以及确定许可载荷三个方面的强度计算
2.直径为D的实心圆轴，最大的许可扭矩为T,若将轴的横截面积增加一倍，则其最大许可扭矩
为。
3.纯剪切状态属于（单、双、三）向应力状态。
4•构件受自由落体冲击时，静变形愈大，则动荷系数。
5.一梁在集中力F作用下，其应变能为U,若将力F改为2F,其他条件不变，则其应变能为
二、单项选择题：
（每题3分，共15分）
1.扭转切应力公式TI适用于（）杆件。
A.任意截面B.任意实心截面
C.任意材料的圆截面D.线弹性材料的圆截面
2.梁在某一段内作用有向下的均布力时，则在该段内弯矩图是一条（）
A.上凸曲线B.下凸曲线C.带有拐点的曲线D.斜直线
D
C__
AC
正应力一定为零;
切应力一定为零。
得分
三、（13分）作图题
2.（6分）作图示梁的剪力图和弯矩图
1.（4分）作图示杆的轴力图
2m
2m
3KN/m
3.（3分）作图示杆的扭矩图
1.2KNm
4.2KNm
3.梁的截面为T字型，Z轴通过横截面的形心，弯矩图如图所示，则有（）
升级会员 