材料力学试题及答案75700.pdf

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1、材料力学 -模拟试题一、单项选择题1. 截面上的全应力的方向（）A 、平行于截面 B 、垂直于截面 C 、可以与截面任意夹角 D 、与截面无关2. 脆性材料的延伸率（）A 、小于 5% B、小于等于5% C、大于 5% D、大于等于5% 3. 如图所示简支梁，已知C点转角为。在其它条件不变的情况下，若将荷载F 减小一半，则C点的转角为（）A 、 0.125B 、 0.5C 、D 、 24. 危险截面是（）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5. 图示单元体应力状态，沿x 方向的线应变x 可表示为（）A、Ey B、)(1yxE C、)(1xyE D、G6. 描述构

2、件上一截面变形前后的夹角叫（）A、线位移 B 、转角 C 、线应变 D 、角应变7. 塑性材料的名义屈服应力使用（）A、S表示 B 、b表示 C 、p表示 D 、0.2表示8. 拉（压）杆应力公式AFN的应用条件是（）A、应力在比例极限内B、应力在屈服极限内C、外力合力作用线必须沿着杆的轴线D、杆件必须为矩形截面杆9. 下列截面中，弯曲中心与其形心重合者是（）A、Z 字形型钢 B、槽钢 C、T 字形型钢 D、等边角钢10. 如图所示简支梁，已知C点转角为。在其它条件不变的情况下，若将杆长增加一倍，则 C点的转角为（）A、2 B、4F C y x F C C、8 D、16二、填空题1. 用主应力

3、表示的第四强度理论的相当应力是。2. 已知自由落体冲击问题的动荷系数Kd，对应静载荷问题的最大位移为jmax，则冲击问题的最大位移可以表示为。3. 图示木榫联接。横截面为正方形，边长为a，联接处长度为2t。则木榫联接处受剪切面的名义切应力等于。4. 主平面上的切应力等于。5. 功的互等定理的表达式为。6. 自由落体冲击问题的动荷系数为jdhK211，其中h表示。7. 交变应力循环特征值r等于。8. 变截面梁的主要优点是_。等强度梁的条件是_。9. 一受拉弯组合变形的圆截面钢轴，若用第三强度理论设计的直径为3d，用第四强度理论设计的直径为4d，则3d_4d。10. 若材料服从胡克定律，且物体的变

4、形满足小变形，则该物体的变形能与载荷之间呈现_关系。三、计算题1.水轮机主轴输出功率P = 37500 kW，转速 n = 150 rmin，叶轮和主轴共重W = 300 kN，轴向推力F = 5000 kN，主轴内外径分别为d =350 mm，D = 750 mm， = 100 MPa，按第四强度理论校核主轴的强度。（12 分）F F 2t t a FWTT2.图示托架， F = 20 kN，CD杆为刚杆， AB为圆管，外径D = 50 mm，内径 d = 40 mm，材料为 Q235 钢，弹性模量E = 200 GPa， a=304MPa，b=1.118MPa，p=105，S=61.4 ，

5、AB杆的规定稳定安全因数 nst = 2。试校核此托架是否安全。（10 分）3.图示桁架各杆抗拉压刚度EA相等，试求各杆的内力。（8 分）4.图示皮带轮传动轴尺寸及受力已知， = 80 MPa，按第四强度理论选择轴的直径d。（12 分）5.图示外径D = 100mm，内径 d = 80mm 的钢管在室温下进行安装，安装后钢管两端固定，此时钢管两端不受力。已知钢管材料的线膨胀系数=12.510-6 K-1，弹性模量E = 210 GPa ，s= 306 MPa，p= 200 MPa，a = 460 MPa，b = 2.57 MPa。试求温度升高多少度时钢管将失稳。（10 分）F A D B C

6、1.50.530 lDCBAF10kNA500C400400200BD4kN10kN4kNxyzdd 6. 求图示简支梁的剪力图和弯矩图，并求出最大剪力和最大弯矩。 （8 分） 。7. 直径mmd20的圆轴受力如下图所示。已知E=200GPa 。今测得轴向应变610320a，横向应变61096b。OC方向应变610565c。计算轴向外力 P及扭转力偶矩 M 。 （10 分）M P 45.0c b a CABaaF Fa/2xxy答案：一、DABCB BACAB 二、1. )13()32()21(212222. 1)1(22maxdjK3. 2aF4. 0 5. 212121FF6. 自由落体的

7、高度7. maxm in或minm ax8. 加工方便，结构优化，合理分配载荷；)()(xMxW9. 等于10. 非线性三1. 扭矩MPa39. 21503750095499549nP轴向MPaAF3.15)35.075.0(4/110)5000300(W223MPax3.15MPaxy39.20yx0y主应力：2212)2(2xyyxyxMPa42.151MPa253.03第四强度理论为)13()32()21(21222=15.35MPanst 安全。3. 0 xF0sinsinBAFFF0yF0coscosCBAFFF因为各杆抗拉压刚度EA 相等，0coscosCBA所以0cos2CBAF

8、FFFA=FB=sin2FFC=0 4. KNFCy5.17800100014KNFCz780040014KNFFFDCyAy5.3KNFFFCzBAz7轴受到的扭矩图和弯矩图如下：T：kNEIFcr35710)1(645014.31020014. 310006443222B A A B C D 6R D My：A C D Mz：B段到 D 段的扭矩为mKNT.5 .125 .0)410(C处mKNFMCyy.148 .0B处KNFMBz6.54.0B、C面可能为危险面：mKNMB.978.86 .5722mKNMC.14C 为危险截面MPadTMWr805 .175.0143275.0122

9、3224mmd5.1215. 温升时，21使轴受压力NF。这时轴向载荷作用下的静不定问题。变形协调条件：121ttlttEAlFlN122由此解出轴所受的轴向载荷为EAtEAttFN2122175.10121PE92.592bas032.0)(41)1 (6412244dDDAIi032.0lil1)ml1则2临界载荷EAtFAFNscr2KEts57.1162）ml2则12临界载荷EAtFAbaFNcr22)(KEbat57.11623）ml5则1临界载荷EAtFlEIFNcr222)(KliAIlt68.516.+ _ 最大剪力为3/4F，最大弯矩为3/4Fa。7. （1）测点 O处的应力状态axEdPAP24代入数值 d=20mm,E=200GPa,610320a得： P=20.1KN （2）由广义胡克定理可知：ExxxxyyEE3.010320109666abxy3/4F/ 1/4F 3/4Fa 1/4Fa 由二向应力状态的斜截面应力公式aaxyyxyxa2sin2cos22得xyx245xyx245由式可得MPaEcxy7.691)21(按切应力公式tWT可知：mNdWMxytxy.109163