材料力学试题及其答案解析全.docx
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材料力学试题及其答案解析全
江苏科技大学
学年第二学期材料力学试（A卷）
级班
----------------------------I-----------------一/土----I-------------------------------I---------I_
题号
-一一
-二二
-三
四
五
六
总分
得分
、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Ai和A2，若载荷P使刚梁平行下移，则其横截面
面积（）。
A、Ai〈A2
B、Ai〉A2
C、Ai=A2
D、Ai、A2为任意
题一、i图
2、建立圆周的扭转应力公式tp=Mpp/Ip时需考虑下列因素中的哪几
个？
答：
（）
（1）扭矩Mt与剪应力tp的关系Mt=/AtppdA
（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=/ap2dA
A、（i）B、（i）
（2）C、（i）
（2）（3）D、全部
3、二向应力状态如图所示，其最大主应力c
A、c
B、2c
C、3c
i=（
题一、3图
El相同，若二者自由端的挠度相等,
题图
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
则Pl/P2=（）
A、2
B、4
C、8
D、16
、作图示梁的剪力图、弯矩图。
（15分）
r^4LN
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45°方向的正应变，试求力偶矩m之值、
材料的弹性常数E、卩均为已知。
（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,〔①〕=60MPa,用第三强度理论校核轴的强度。
（15分）
题答准不内线封密
院学术技程工
四题图
五、重量为Q的重物自由下落在图示刚架C点，设刚架的抗弯刚度为
EI，试求冲击时刚架D处的垂直位移。
（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l=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
②用欧拉公式判断BD杆是否失稳。
（20分）
Q
TR
B——E——©
P=15kN
江苏科技大学
学年第二学期材料力学试曙卷）
题号
-一一
-二二
-三
四
五
六
总分
得分
号学二二二二二二名姓级班
-------I-----------------
业专
院学术技程工
一/土旧---I-------------------------------I---------I_
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、0.47
3、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
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Pl/P2=（）
A、2
B、4
C、
D、16
1
F—
J■—
二题图
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45°方向的正应变，试求力偶矩m之值、
材料的弹性常数E、卩均为已知
（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,〔①〕=60MPa,用第三强度理论校核轴的强度。
（15分）
级班
一/土旧------------------------------
四题图
1T
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&。
（15分）
Q口丁
H
IV2■卜ZCT
五题图
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）
江苏科技大学
学年第二学期材料力学考试题
课程名任课教师评卷
专班姓学考试日期
号学二二二二二二名姓级班业专
题答准不内
线封
院学术技程工
题号
一一一
-二二
四
五
六
总分
得分
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tp=Mpp/Ip时需考虑下列因素中的哪几个？
答：
（）
（5）扭矩Mt与剪应力tp的关系Mt=/atppdA
（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=/ap2dA
A、
（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c1=（）
A、c
B、2c
C、3c
D、4c
4、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、0.47
、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45°方向的正应变，试求力偶矩m之值、材料的弹性常数E、卩均为已知。
（15分）
四、如图所示，未开启的易拉罐上沿其轴向粘贴有一应变片，其半径厚度之比为200。
打开易拉罐，应变片变化为170X10-6，试求罐内压p设这时E=68GPa尸0.33。
（15分）
四题图
五、悬臂梁ACB由铸铁材料制成，其许用拉应力[（t]=40MPa，许用压应力[（c]=160MPa，载荷Fp=44kN，梁截面为T型，lz=101.8X106mm4,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）
fi
六题图
得分
评卷人
江苏科技大学-学年第二学期课程考试试卷卷）
考试科目材料力学考试时间考试方式闭卷成绩
题号
-一一
.二
三三
四
核总分
得分
评卷人
（本试题满分100分，考试时间120分钟）
四、选择题（每题4分，共20分，机制、农机做1-5，建环做1-4，6）
1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为c,则45°斜截面上的正应力和
题答准不内线封密
剪应力。
A分别为c12和cB均为c
C分别为c和c/2D均为c/2
2、图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知[cjy]=2[T]，为充分提高材料的利用率，则铆钉的直径d应为。
Ad=2tBd=4tCd=4t/nDd=8t/n
3一点的应力状态如右图所示，则其主应力1、2、
A30MPa,100MPa,50MPa
B50MPa,30MPa,-50MPa
C50MPa,0,-50MPa
-50MPa,30MPa,50MPa
4、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ca和平均应力cm分别为
Ar=2,ca20MPa,cm=—10Mpa
Br=2,cf—40MPa,cm=10Mpa
Cr=—2,c尸30MPa,cm=—10Mpa
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
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。
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。
20
3、（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&45=5.2x10-4。
试求转矩m。
4、（15分）直径d60mm勺圆截面折杆，A端固定，受力与其他尺寸如图所示。
若材料的许用应力[]100MPa，试按最大剪应力强度理论
（第三强度理论）校核A端外表面点b的强度（忽略剪力影响）。
5、（15分）平面刚架如图所示。
其各部分的抗弯刚度均为常量EI,已知m0、a，试求点D在铅垂方向的位移vd。
（忽略截面剪力与轴力）
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
k
EI，支座的弹簧刚度为k（产生单位长度变形所需的力），且试求C点的挠度。
江苏科技大学006-200学年第二学期课程考试试卷卷）
号学二二二二二二二名姓级班
-------------------------------------------I------一/土-
题号
一一一
二
三
四
核总分
得分
评卷人
考试科目材料力学考试时间2007.7
考试方式闭卷成绩
（本试题满分100分，考试时间120分钟）
得仆
评卷人
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。
2、图中应力圆ab、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
5、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
kd
B
kd
D
3、4、6,非信息学院学生做1、2、3、4、5）
1、（16分）简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图
4kN/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Uf。
3、（16分）圆截面杆，受横向外力F和绕轴线的外力偶mo作用。
由实
4104
验测得杆表面A点处沿轴线方向的线应变o410，杆表面b点处沿与轴线成45方向的线应变453.7510"。
材料的弹性模量E=
200GPa,泊松比v=0.25,a=0.25L,L=800mm,d=60mm。
试求横向外
力F和绕轴线的外力偶mo
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Qi=101N,砂轮直径D=25mm,砂轮重量Q2=275N，磨削力Py/Pz=3，轮轴直径d=50mm,材料为轴承
钢，[]60MPa，试用第三强度理论校核轴的强度。
5、（17分）平面刚架ABC与二力杆CD构成如图所示结构，并承受外力偶mo作用。
若m0、a已知，刚架的抗弯刚度为El，CD杆的抗拉刚
EA理
度为EA，且2a2。
试求CD杆的变形量I。
AC
》q
rL4；I
；4；i1.
/
L
6、（17分）用积分法求梁B点的挠度和转角，梁的El,L已知
江苏科技大学006-200学年第二学期课程考试试卷卷）
内
线
封
密
ABCD
2、
A
B
C
D
1-1、2-2面上应力皆均匀分布；
1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布;
1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布;1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。
一点的应力状态如右图所示，则其主应力
30MPa、100MPa、50MPa
50MPa、30MPa、-50MPa
50MPa、0、-50MPa
-50MPa、30MPa、50MPa
3分别为
正确答案是
30MPa
SOMPa
3、对莫尔积分
只适用于弯曲变形；等式两端具有不相同的量纲；对于基本变形、组合变形均适用;
只适用于直杆
M（x）M（x）dx
1口的下述讨论，正确的是
El
ABCD
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、10
C0、
B20、10、20
5、如图所示重量为Q的重物自由下落冲击梁,
20
冲击时动荷系数
1V"
kd
kd
Vc
B
2h
1
D
C
B
Vb
C
Q
厂
1VcVb
2h
得分
评卷人
计算题（共80分，信息学院学生做
1、2、
3、4、6,非信息学院学生做1、2、3、4、5）
1、（16分）q、a已知，试作梁的剪力、弯矩图
AA
2
qa
»
qa
C
2a
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、面内最大切应力。
20
3、（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p132时，
cr（2350.00682）Mpa。
）
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Qi=101N,砂轮直径D=25mm,砂轮重量Q2=275N，磨削力Py/Pz=3，轮轴直径d=50mm,材料为轴承
钢，[]60MPa，试用第三强度理论校核轴的强度。
5、（17分）平面刚架如图所示。
其各部分的抗弯刚度均为常量El,m。
、a，试求点D在铅垂方向的位移vd。
（忽略截面剪力与轴力）
江苏科技大学007-200学年第二学期课程考试试卷卷）
考试科目材料力学考试时间2008.7考试方式闭卷成绩
题号
-一一
二二二
-三
四
核总分
得分
评卷人
（本试题满分100分，考试时间120分钟）
选择题（每题4分，共20分，机制、农机做1-5,建环做1-4，6）
1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为c,则45°斜截面上的正应力和
剪应力。
A分别为c12和cB均为c
C分别为c和c/2D均为c/2
3、图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知[cjy]=2[T]，为充分提高材料的利用率，贝恂卩钉的直径d应为。
d=4t/nDd=8t/n
1、2、3分别为
3一点的应力状态如右图所示，则其主应力
A30MPa、100MPa、50MPa
B50MPa、30MPa、-50MPa
C50MPa、0、-50MPa
D-50MPa、30MPa、50MPa
4、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丫，应力振幅ca和平均应力cm分别为
A
尸2，（Ta20MPa，cm=—
10Mpa
B
尸2，ca—40MPa，
cm=
10Mpa
C
尸一2，ca30MPa，
cm=
—10Mpa
D
尸一2，ca30MPa，
cm=
30MPa
20
0
40
AO（MPa）
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。
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、面内最大切应力。
3、（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&=5.2X10-4。
试求转矩m。
4、（15分）直径d60mm的圆截面折杆，A端固定，受力与其他尺寸如图所示。
若材料的许用应力[]10°Mpa，试按最大切（剪）应力强度理论（第三强度理论）校核A端外表面点b的强度（忽略剪切）。
5、（15分）平面刚架如图所示。
其各部分的抗弯刚度均为常量El,m。
、a,试求点D在铅垂方向的位移Vd。
（忽略截面剪力与轴力）
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
k
El，支座的弹簧刚度为k（产生单位长度变形所需的力），且试求C点的挠度。
1
11A
i
i
i
a
!
2/
江苏科技大学007-200学年第二学期课程考试试卷卷）
考试科目材料力学考试时间2008.7考试方式闭卷成绩
题号
一一一
-二二
-三
四
核总分
得分
评卷人
得仆
评卷人
（本试题满分100分，考试时间120分钟）
1、轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面（）A分别是横截面、45°斜截面B都是横截面
C分别是45°斜截面、横截面D都是45°斜截面
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。
M（x）M（x）
dx
3、对莫尔积分1El的下述讨论，正确的是
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。
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
5、在连接件上，剪切面和挤压面分别于外力方向
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、面内最大切应力。
3、（15分）皮带轮传动轴如图所示，皮带轮1的重量Wi800N,直径
di0.8m，皮带轮2的重量W21200N,直径d?
1m，皮带的紧边拉
力为松边拉力的二倍，轴传递功率为100kW,转速为每分钟200转。
轴材料为45钢，[]80MPa，试求轴的直径。
4、（10分））直径d60mm勺圆截面折杆，受力与其他尺寸如图所示试计算点a的第三强度理论的相当应力。
5、（15分）总长度为I，抗弯刚度为EI的悬臂梁AB承受分布载荷q,试用能量法求截面B的挠度和转角。
6、（10分）重量为Q的重物以速度V水平运动，冲击梁的B点，梁的抗弯刚度EI为常量，若Q、EI、丨、V均已知，试推出B的转角d的
E1
2006-2007
（2）材料力学试卷A答案
一、选择题
1、B
2、C
3、B
4、D
5、C
二、计算题
1、简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。
2
mB0Ra
3.75
3.7592.754-
2
Ra
0.9KN
Fy0Rb
Ra943.75
Rb
5.1KN
Fq（KN）
剪力方程和弯矩方程:
AC段:
Fq
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