材料力学考试试卷A---答案.doc

上海电机学院 2012–2013学年第_2_学期
（）《材料力学》课程期末考试试卷
开课学院： 机械学院 考试时间 120 分钟A卷
计算器■草稿纸■答题卡□考试形式：开卷□/闭卷■
考生姓名：学号：班级：
题序
一
二
三
四
五
六
七
八
总 分
得分

评卷人

一、选择题（共12分，每小题2分）
1。 偏心拉伸（压缩）实质上是B 的组合变形。
A．两个平面弯曲；　　　　　　　　　　B．轴向拉伸（压缩）与平面弯曲；
C．轴向拉伸（压缩）与剪切;　　　　　D．平面弯曲与扭转。
2. 一铸铁梁，截面最大弯矩为负，其合理截面应为C .
A.工字形；　　　B。“T”字形；　　 C.倒“T”字形；D。“L"形。
3。 材料不同的两根受扭圆轴，其直径和长度均相同,在扭矩相同的情况下,它们的最大剪应力之间和扭转角之间的关系有四种答案,正确的是 B 。
A。,B.，
C。 ,D。 ，
4. 在图示受扭圆轴横截面上的切应力分布图中，正确的结果是 D 。
5。 图示矩形截面，Z轴过形心C,则该截面关于Z、Z1及Z2轴的惯性矩关系为 B .
A。 B.
C。 D.
6。今有两种压杆,一为中长杆,另一为细长杆，在计算临界力时，如中长杆误用细长杆公式，而细长杆误用中长杆公式，其后果是 B .
A。 两杆都安全 B.两杆都不安全
C.中长杆不安全，细长杆安全D。 中长杆安全，细长杆不安全
二、判断题(共8分,每小题1分。对"√"，错”×")
1. 在材料力学中,根据构件的主要属性，应将其抽象为变形固体。 （ √)
2. 工程上某些受力的构件，如钢筋、链条及钢绳等，常常是通过发生一定的塑性变形或通过加工硬化来提高其承载能力的。( √）
3. 传递一定功率的传动轴的转速越高，其横截面上所受的扭矩也就越大。（×)
4. 直径相同的两根实心轴，横截面上所受的扭矩也相等，当两轴的材料不同时，其单位长度扭转角也不同.( √）
5. 在梁某一段内的各个横截面上,若剪力均为零,则该段内的弯矩必为常量。( √)
6. 对跨度远大于截面高度的梁,其剪力对弯曲变形的影响是可以忽略的.（ √）
7. 若压杆的柔度值越大，则表明压杆的稳定性就越高。（×）
8. 在梁的弯矩为最大的截面处，梁的挠度一定是最大的。（×）
三、简答题(共20分，每小题5分）
1。 对于均匀材料，什么情况下用T形截面梁是合理的?为什么？
答：当材料的抗拉强度和抗压强度不相等时，如铸铁，采用T形截面梁可使梁的最大拉应力和最大压应力同时接近许用应力,节约材料.
2．对于圆截面扭转轴，在其表面取一微元体，其受力如图示，即扭转轴横截面上只有切应力，而在与横截面成—45°和+45°的斜截面上的切应力为零,试问该主平面上的主应力和（其中=0）为多少？。
答: ；
3．图示钉受拉力P作用,试问该钉头部的剪应力和挤压应力为多少?
答:τ＝，
σjy＝
4．在变速箱中，为什么低速轴的直径比高速轴的直径大？
答:发动机的功率P是一定的,与之配套的变速箱所传递的功率也是不变的。根据外力偶矩Me与功率P及转速n的关系可知：因低转速时n小，所以比高转速n大时传递的扭矩大。当材料相同时,低速轴承受的扭矩比高速轴的大，因此低速轴的直径比高速轴的直径大.
四、计算题(共60分）
1。 图示结构中①杆是直径为32mm的圆杆，②杆为槽钢，面积为7cm2.两杆材料相同，许用应力为[s］=160Mpa。求该结构的许可荷载F.（12分)
1.8m
2.4m
C
A
B
F
①
②

F
解：
1）、计算各杆上的轴力
2）、按AB杆进行强度计算，许可荷载：
3)、按BC杆进行强度计算，许可荷载：
4）、确定许用荷载
2. 试绘出图示梁的剪力图和弯矩图（10分)。
3。 等截面实心传动轴的转速为n=191r/min，轮A为主动轮，输入功率为PA=8kW，轮B、C和D为从动轮。输出功率分别为PB=3kW、PC=1kW和PD=4kW。已知轴材料的许用剪应力为[τ］=60MPa，剪切模量为G=80GPa,试：（1）求四个轮A、B、C、D的最佳排列方法，并在图中轮上标出;（2）作最佳排列时的扭矩图；（3）确定最佳排列时轴的直径.（14分）
解:1）计算外力偶矩
4个齿轮的最佳排列方法为：D、A、B、C。
2)作扭矩图
3）计算轴的直径
由轴的强度条件可得
4。 传动轴如图所示。在A处作用一个外力偶矩m=1kN·m，皮带轮直径D=300mm，皮带轮紧边拉力为F1，松边拉力为F2。且F1=2F2,l=200mm，轴的许用应力［s］=160MPa。试用第三强度理论设计轴的直径。(12分)
解：将力向轴的形心简化
5。 油缸活塞直经D = 65mm，油压p =1。2MPa。活塞杆长度L =1250mm，材料为Q235钢，
sp =220MPa,E = 210GPa,［nst］= 6。试确定活塞杆的直经.（12分）
解：活塞杆承受的轴向压力应为:
活塞杆承受的临界压力应为
把活塞的两端简化为铰支座。用试算法求直径
(1)先由欧拉公式求直径
求得d = 24。6mm取d = 25mm
（2）用求得直径计算活塞杆柔度
由于l 〉 l1，所以前面用欧拉公式进行试算是正确的。
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