材料力学试题.docx
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材料力学
[单项选择题]
1、图示三种金属材料拉伸时的σε曲线，下列中的哪一组判断三曲线的特性
是正确的（）？
A.a强度高，b刚度大，c塑性好
B.b强度高，c刚度大，a塑性好
C.c强度高，b刚度大，a塑性好
D.无法判断
参考答案：
A
参考解析：
纵坐标最大者强度高，直线段斜率大者刚度大，横坐标最大者塑性好。
[单项选择题]
2、梁上无集中力偶作用，剪力图如图示，则梁上的最大弯矩为（）
A.2qa2
B.-（7／2）qa2C.4qa2
D.-3qa2
参考答案：
A
[单项选择题]
3、已知图示杆件的许用拉应力［σ］=120MPa，许用剪应力［τ］=90MPa，许用挤压应力［σbs］=240MPa，则杆件的许用拉力［P］等于（）A.18.8kNB.67.86kNC.117.6kND.37.7kN
参考答案：
D
[单项选择题]
4、变截面钢轴如图所示。
已知m1=2kN·m，m2=1kN·m，G=80GPa，则此轴最大
的相对扭转角φmax等于（）A.0.42°B.1.42°C.1.00°D.2.69°
参考答案：
B
[单项选择题]
5、当力P直接作用在简支梁AB的中点时，梁内的φmax超过许用应力值30％。
为了消除过载现象，配置了如图所示的辅助梁CD，则此辅助梁的跨度a的长度应为（）A.1.385mB.2.77mC.5.54mD.3m
参考答案：
A
参考解析：
分别求出配置辅助梁前后的最大弯矩，代入配置辅助梁前后的强度条件，加以比较，即可确定a的长度。
[单项选择题]
6、图示结构简支梁AB与悬臂梁DE用铰链与弹性杆CD相连。
已知
q、l、a、EI、E1A，则CD杆的内力为：
（）
A.
（5／16）ql
B.
（5／16）ql／[1+（24EIa／E1Al3）]
C.
（5／8）ql／[1+（12EIa／E1Al3）]
D.
（5／8）ql
参考答案：
B
[单项选择题]
7、某点的应力状态如图所示，则过该点垂直于纸面的任意截面均为主平面。
如何判断此结论（）？
A.此结论正确
B.此结论有时正确
C.此结论不正确
D.论据不足
参考答案：
A
[单项选择题]
8、已知图示单元体上的σ>τ，则按第三强度理论其强度条件为（）
A.σ-τ≤［σ］
B.σ+τ≤［σ］
C.
≤［σ］
D.
≤［σ］]
参考答案：
B
[单项选择题]
9、结构如图，折杆AB与直杆BC的横截面面积为A=42cm2，Wy=Wx=420cm3，［σ］=100MPa，则此结构的许可荷载［P]为（）
A.15kNB.30kNC.45kND.60kN
参考答案：
B
[单项选择题]
10、已知压杆BC直径d=10cm，l=3m，材料为木材，［σ］=10MPa，折减系数φ的值如图表所示，a=1m，则均布荷载q的允许值最大为（）A.7.3kN／mB.7.3N／mC.14.6kN／mD.14.6N／m
参考答案：
A
[单项选择题]
11、图示T字形截面的悬臂梁z轴为横截面的形心轴Ix=108mm4，其梁中的最大
拉应力为（）A.20MPaB.30MPaC.40MPaD.60Mpa
参考答案：
C
[单项选择题]
12、如图所示两杆
AB、BC的横截面面积均为A，弹性模量均为E，夹角
a=30°。
设在外力P作用下，变形微小，则B点的位移为（）
A.δb=Pl／EA
B.δb=Pl／EAC.δb=2Pl／EA
D.D.δb=（Pl／E（
参考答案：
C
+l）
[单项选择题]
13、如图所示结构中，圆截面拉杆BD的直径为d，不计该杆的自重，则其横
截面上的应力为（）
A.ql／2πd2B.2ql／πd2C.8ql／πd2D.4ql／πd2
参考答案：
B
[单项选择题]
14、图示一正方形截面的混凝土柱，浇筑在混凝土基础之上。
基础分两层，每层厚为t。
已知P=220kN，假定地基对混凝土板的反力分布均匀，混凝土的容许剪应力［τ］=1．5MPa。
为使基础不被剪坏，所需的厚度t值至少应为（）
A.111.1mmB.172mmC.105mmD.166.7mm
参考答案：
C
参考解析：
此题有两个剪切面，一个在底面一层与二层之间，一个在底面两层与柱子之间。
分别由两个剪切面的强度条件求出厚度t，然后取较大者即可。
[单项选择题]
15、已知轴两端作用外力偶转向相反、大小相等，如图示，其值为T。
则该轴离开两端较远处横截面上剪应力的正确分布图是（）
A.图
A.
B.图
B.
C.图
C.
D.图
D.
参考答案：
A
参考解析：
扭转轴横截面上剪应力沿直径呈线性分布，而且与扭矩T的转向相同。
[单项选择题]
16、如图所示圆截面直径为d，则截面对O点的极惯性矩为（）
A.Ip=3πd3／32
B.Ip=πd4／64
C.Ip=0
D.Ip=-πd3／16
参考答案：
A
[单项选择题]
17、两根简支斜梁如图所示，承受竖向均布载荷，但右端可动铰支座B的支承方式不同，则这两梁的内力图有下述哪种关系？
（）
A.M图与Q图相同，N图不同
B.M图、Q图和N图均相同C.M图、Q图和N图均不相同
D.M图、Q图不同，N图相同
参考答案：
A
参考解析：
求出两梁的支反力，并且向梁的轴线方向和横向分解。
显然两梁的横向荷载相同，面轴向荷载不同。
[单项选择题]
18、如图所示两跨静定梁，对于Q和M图如下结论中哪个是正确的（）？
A.两者的M图和Q图都相同
B.两者的M图相同，Q图不同
C.两者的M图不同，Q图相同
D.两者的M图和Q图均不相同
参考答案：
A
参考解析：
求出两梁的支反力和反力偶，可见两梁的荷载与反力均相同，故Q图和M图均相同。
[单项选择题]
19、悬臂梁的自由端作用横向力P，若各梁的横截面分别如图a）～h）所示，该力P的作用线为各图中的虚线，则梁发生平面弯曲的是（）
A.图
A.、图g）所示截面梁
B.图
C.、图
E.所示截面梁
C.C.图、图
D.所示截面
D.图
F.、图h）所示截面
参考答案：
C
参考解析：
图b）正方形和图d）正三角形的任一形心轴均为形心主轴，P作用线过形心即可产生平面弯曲。
其他图P作用线均不是形心主轴。
[单项选择题]
20、一铸铁梁如图所示，已知抗拉的许用应力[σt]<抗压许用应力[σc]，则该梁截面的摆放方式应如何图所示？
（）
A.图
A.
B.图
B.
C.图
C.
D.图
D.
参考答案：
A
参考解析：
经作弯矩图可知，此梁的最大弯矩在C截面处，为+12kN·m，下边缘受拉。
为保证最大拉应力最小，摆放方式应如图a）所示。
[单项选择题]
21、如图所示构件上a点处，原始单元体的应力状态应为下列何图所示（）？
A.图
B.
B.图
C.
C.图
D.
D.图
E.
参考答案：
C
参考解析：
由受力分析可知，A端支座反力向上，故a点剪力为正，弯矩也为正，又a点在中性轴的上方，故受压力；因此横截面上σ为压应力，τ为顺时针方向。
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[单项选择题]
22、细长压杆常用普通碳素钢制造，而不用高强度优质钢制造，这是因为（）
A.普通碳素钢价格便宜
B.普通碳素钢的强度极限高
C.普通碳素钢价格便宜，而弹性模量与高强度优质钢差不多
D.高强度优质钢的比例极限低
参考答案：
C[单项选择题]
23、如图所示结构中，AB段为圆截面杆，直径d=80mm，A端固定，B端为球铰连接，BC段为正方形截面杆，边长a=70mm，C端亦为球铰连接，两杆材料相同，弹性模量E=206GPa，比例极限σp=20MPa，l=3m，稳定安全系数nst=2．5，则结构的许可荷载［P］为（）
A.［P］=165kN
B.［P］=181kN
C.［P］=420kN
D.［P］=346kN
参考答案：
A
[单项选择题]
24、如图所示受力杆件中，下列说法中正确的是哪一个（）？
A.AB段内任一横截面均无位移
B.BC段内任一点均无应力
C.AB段内任一点处均无应变
D.BC段内任一横截面均无位移
参考答案：
B
参考解析：
由截面法可知，AB段内各横截面均有轴力，而BC段内各横截面均无轴力，故无应力。
[单项选择题]
25、如图所示空心轴的抗扭截面模量为（）
A.Wp=πd3／16
B.Wp=πD3／16
C.Wp=（πD3／16）
[1-（d／D.4]
D.Wp=（π／16）
（D3-d3）
参考答案：
C[单项选择题]
26、有两根圆轴，一根是实心轴，一根是空心轴。
它们的长度、横截面面积、所用材料、所受转矩m均相同。
若用和分别表示实心轴和空心轴的扭转角，则二者间的关系是（）
A.=
B.＜
C.＞
D.与的大小无法比较
参考答案：
C
[单项选择题]
27、如图所示两根梁中的
l、b和P均相同，若梁的横截面高度h减小为h／2，则梁中的最大正应力是原梁的多少倍（）？
A.2B.4C.6D.8
参考答案：
B
[单项选择题]
28、一微段梁如图所示，其内力正确的表述是（）
A.Q>0，M<0
B.Q<0，M>0
C.Q<0，M<0D.Q>0，M>0
参考答案：
C
参考解析：
根据剪力和弯矩正负号的规定，图示剪力为负，弯矩也为负。
[单项选择题]
29、在梁的正应力公式σ=My／Ix中，Ix为梁截面对何轴的惯性矩？
（）
A.形心轴
B.对称轴
C.中性轴
D.形心主轴
参考答案：
C
[单项选择题]
30、如图所示变截面梁，用积分法求挠曲线方程时应分几段？
共有几个积分常
数？
下列结论中正确的是（）
A.分2段，共有2个积分常数
B.分2段，共有4个积分常数
C.分3段，共有6个积分常数
D.分4段，共有8个积分常数
参考答案：
D
参考解析：
凡是外荷载有变化处，或刚度EI有变化处均应分段，故应分4段；每段有两个积分常数，共8个积分常数。
[单项选择题]
31、槽钢梁一端固定，一端自由，自由端受集中力P作用，梁的横截面和力P
作用线如图所示（C点为横截面形心），其变形状态为（）
A.平面弯曲
B.斜弯曲
C.平面弯曲加扭转
D.斜弯曲加扭转
参考答案：
C
参考解析：
槽钢截面的弯曲中心在水平对称轴的外侧。
力P不通过弯心，但通过形心主轴，故产生平面弯曲加扭转。
[单项选择题]
32、若用σcr表示细长压杆的临界应力，则下列结论中正确的是（）
A.σcr与压杆的长度、压杆的横截面面积有关，而与压杆的材料无关
B.σcr与压杆的材料和柔度λ有关，而与压杆的横截面面积无关
C.σcr与压杆的材料和横截面的形状尺寸有关，而与其他因素无关
D.σcr的值不应大于压杆材料的比例极限σp
参考答案：
B
[单项选择题]
33、Q235钢的σp=200MPa，σs=235MPa，σb2=450MPa，弹性模量E=2×105MPa。
在单向拉伸时，若测得拉伸方向的线应变ε=2000×10-6，此时杆横截面上正应力σ约为：
（）A.200MPaB.235MPaC.400MPaD.450Mpa
参考答案：
B
[单项选择题]
34、关于等直轴向拉压杆内应力的下列论述中，错误的是（）
A.横截面上各点正应力相等
B.横截面上各点的剪应力都为零
C.纵截面上各点的正应力、剪应力都为零
D.杆内不存在剪应力
参考答案：
D
参考解析：
轴向拉压杆斜截面上存在剪应力。
[单项选择题]
35、如图所示梁的剪力方程应分几段来表述（）？
A.4B.3C.2D.5
参考答案：
A
参考解析：
在外力有变化处、有支座反力处均应分段表述。
[单项选择题]
36、有一简支梁，中点受集中力P作用。
梁端转角θ=Pl2／16EI，当梁的长度
l、横截面尺寸、荷载P均增大一倍时，梁端转角等于原转角的多少倍？
（）A.1／2B.1C.2D.4
参考答案：
A
[单项选择题]
37、如图所示单元体中，ab斜面上的正应力σa应为（）
A.
（50-20）／2+［（50+20）／2]cos（-60°）-30sin（-60°）
B.
（50+20）／2+［（50-20）／2]sin（60°）-30cos（60°）
C.
（50+20）／2+［（50-20）／2]cos（-60°）+30sin（-60°）
D.
（50-20）／2+［（50+20）／2]cos（-60°）+30sin（-60°）
参考答案：
D
[单项选择题]
38、如图所示梁（等边角钢构成）发生的变形是下述中的哪种变形（）？
A.平面弯曲
B.斜弯曲
C.扭转和平面弯曲
D.扭转和斜弯曲
参考答案：
B
参考解析：
外力通过截面弯曲中心，无扭转变形；但外力不与形心主轴（45°方向）平行，故产生斜弯曲。
[单项选择题]
39、两根相同材料制成的压杆只要λ相同，它们的临界应力就相同。
该结论成立的条件是下述哪种？
（）
A.大柔度杆
B.塑性材料杆
C.脆性材料杆
D.无条件成立
参考答案：
A
[单项选择题]
40、正方形截面（a×a）的柱置于正方形的基础之上，如图示。
柱的压力为P，地面对基础产生的压强a是均匀分布的，则基础剪切面上的剪应力τ等于
（）
A.P／4at
B.P（1-a2／b2）／4at
C.P／at
D.P／bt
参考答案：
B
[单项选择题]
41、悬臂梁在自由端受集中力P作用，横截面形状和力P的作用线如图所示，其中产生斜弯曲与扭转组合变形的是哪种截面？
（）
A.矩形
B.槽钢C.工字钢
D.等边角钢
参考答案：
D
参考解析：
D图中的外力P不通过弯曲中心又不与形心主轴平行，将产生扭转和斜弯曲的组合变形。
[单项选择题]
42、杆件受力情况如图所示。
若
AB、BC、CD三段的横截面面积分别为A、2A、3A，则下列结论中正确的是（）
A.各段横截面上的轴力相等，各段横截面上的正应力也相等
B.各段横截面上的轴力不相等，各段横截面上的正应力也不相等
C.各段横截面上的轴力相等，而各段横截面上的正应力不相等
D.各段横截面上的轴力不相等，但各段横截面上的正应力却相等
参考答案：
D
参考解析：
AB、BC、CD三段的轴力分别是P、2P、3P，各段横截面上的正应力都是P／A。
[单项选择题]
43、结构受力如图所示。
各杆的横截面积均为A，其材料的容许压应力为［σ-］，而容许拉应力［σ+］=0．8［σ-］，则该结构的容许荷载［P］等于
（）
A.［σ-］A
B.［σ+］A
C.［σ+］A
D.［σ-］A
参考答案：
A
[单项选择题]
44、若将受扭圆轴的横截面面积增加一倍，则轴内的最大剪应力是原来的多少倍？
（）A.1／2B.1／4
C.2
D.／4
参考答案：
D
[单项选择题]
45、下列结论中错误的是（）？
A.同一种材料在不同应力状态下有可能产生不同形式的破坏
B.在同一应力状态下，不同材料有可能产生不同形式的破坏
C.因为第三强度理论和第四强度理论是完全精确的，所以它们被广泛应用于机械设计中
D.因为脆性材料在大多数情况下发生脆性断裂破坏，所以，对于脆性材料可选用第一、第二强度理论进行强度计算
参考答案：
C
参考解析：
强度理论是建立在假设基础上的，不是完全精确的公式。
[单项选择题]
46、下列结论中正确的是哪一个（）？
A.产生平面弯曲的外力一定要通过形心
B.只要外力通过弯曲中心，梁就产生平面弯曲
C.产生平面弯曲的外力特点是：
外力的作用线或作用面既要通过弯曲中心，又要与截面的形心主惯性轴一致或平行
D.平面弯曲时梁横截面上的中性轴一定通过弯曲中心
参考答案：
C
参考解析：
平面弯曲的条件表述C是正确的。
[单项选择题]
47、关于杆件应变能的叠加问题，有如下说法其中哪一个是正确的？
（）
A.在小变形情况下，应变能可以叠加
B.小变形情况下，当一种外力在另一种外力引起的位移上不做功，则这两种外力单独作用时的应变能可以叠加
C.因为杆件的内力可以叠加，所以应变能也可以叠加
D.任何受力情况下，应变能均不能叠加
参考答案：
B
参考解析：
因为应变能与外力的关系不是线性关系，所以一般不能叠加；只有两个外力的应变能彼此独立，相互无关时才能叠加。
[单项选择题]
48、如图所示单元体按第三强度理论的相当应力表达式为（）
A.σr3=50MPa
B.σr3=113.14MPa
C.σr3=200MPa
D.σr3=144.2Mpa
参考答案：
B
[填空题]49散斑干涉的光路和基本原理？
参考答案：
利用变形前后图像上的散斑灰度特征，在变形前后图像上建立起对应关系，然后根据此对应关系，寻找变形前后图像上的对应点，从而得到其位移值。
[填空题]50疲劳试验的加载控制方式及其特点？
参考答案：
1）载荷控制：
最适合的加载方式；2）位置控制：
最经济和最值得使用的加载方式；3）应变控制：
最精确的加载方式（应变计或引伸计）。
[填空题]51疲劳的特点。
参考答案：
1）只有在承受扰动应力作用的条件下，疲劳才会发生；2）疲劳破坏起源于高应力或高应变的局部；3）疲劳破坏是在足够多次的扰动载荷作用之后，形成裂纹或完全断裂；4）疲劳是一个发展过程。
[填空题]52疲劳的定义。
参考答案：
在某点或某些点承受扰动应力，且在足够多的扰动循环之后形成裂纹或者完全断裂的材料中所发生的局部的、永久结构变化的发展过程称为疲劳。
[填空题]53冲击试验的种类？
参考答案：
主要可分为如下几种：
1）摆锤式冲击试验2）落锤式冲击试验3）Hopkinson（霍普金森）杆实验4）轻气炮试验
[填空题]54断裂韧性的定义？
参考答案：
断裂韧性是具有裂纹的材料在服役时抵抗断裂的能力。
对于线弹性材料，它可用平面应变断裂韧性K及表面裂纹断裂韧性K来表征；对于弹塑性材料，可用临界裂尖张开位移COD及临界J积分值来表征。
[填空题]55压缩试验失败的几种情况？
参考答案：
1）试样内部缺陷明显；2）有效试样数目低于5个；3）加强片发生脱落；4）仅加强片内试样发生破坏；5）应变片发生脱落；6）端部发生破坏。
[填空题]56压缩试验中，对试样尺寸有什么要求及其理由？
参考答案：
在实际试验中，应避免使用尺寸过小的试件。
原因：
①变形难以测准；②标距段小，应变均匀度不够；③支撑面的挤压和变形约束效应难以消除④加工困难并导致尺寸效应；在实际试验中，应避免使用尺寸过大的试件，以防止失稳。
[填空题]57纤维增强复合材料在拉伸试验中的几种可能破坏模式及其原因？
参考答案：
所有纤维在同一位置破坏，材料吸收断裂能量很小，材料断裂韧性差；纤维在基体中拔出，吸收断裂能量很大，材料韧性增加并伴随界面开裂；介于以上两者之间。
[填空题]58评价膜基结合强度的实验方法？
参考答案：
划痕法、压痕法、刮剥法、拉伸法、黏结剂法、涂层直接加载法、激光剥离法、弯曲法。
[填空题]59对于单向层合板而言，需要几组实验来确定其弹性模量和泊松比？
如何确定实验方案？
参考答案：
共需五组实验，拉伸0/90两组，压缩0/90两组，剪切试验一组。
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