材料力学试题集 附答案.pdf

大学学年第二学期材料力学试题（A卷）题号k二三四五六总分得分一、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，长度不中等，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3三面积（）o鼠指就 前 小2、A、B、C、D、Ai B与材料本身、应力状态均有关；型 C只与应力状态有关，而与材料本身无关;K D与材料本身、应力状态均无关。既国就 2、图中应力圆a、b、c表示的应力状态分别为花 A二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态；用 B单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态；1 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人平均应力吗应力幅值的值分别是A 40、20、10 B 20、10、20（应力单位为MPa）5、如图所示重量为。的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数评卷人二、计算题（共80分，信息学院学生做1、2、得分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/mAC1 m9 kN2.75m2、（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）形变应变能密度盯。3、（16分）圆截面杆，受横向外力方和绕轴线的外力偶m。作用。由实 验测得杆表面A点处沿轴线方向的线成变幻=4义1 杆表面B点 处沿与轴线成45。方向的线应变%5。=3.75x10-4。材料的弹性模量石二200GPa,泊松比 v=0.25,a=0.25L,L=800mm,d=60mmo 试求横向外 力方和绕轴线的外力偶m。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，b=60M尸，试用第三强度理论校核轴的强度。_tLpJ_-r-.-ri-力 xvQi240 11805、（17分）平面刚架A8C与二力杆构成如图所示结构，并承受外 力偶人作用。若根。、。已知，刚架的抗弯刚度为以，杆的抗拉刚 3EI EA 度为24,且 2a2。试求杆的变形量A/。中 外3 技aAc6、（17分）用积分法求梁B点的挠度和转角，梁的EI,L已知。Q*I+，1，I、日林辟大学2006-2007学年第二学期期考试试卷（B卷）手12p n-1-p一-一A 1-1、2-2面上应力皆均匀分布；B 1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布;C 1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布;D 1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。2、一点的应力状态如右图所示，则其主应力6、。2、%分别为 A B CD30MPa 100 MPa 50 MPa50 Mpa、30MPa-50MPa50 MPa 0、-50MPa-50 MPa、30MPa 50MPa正确答案是50 MPa30 MPaA 二-ax3、对莫尔积分 EI 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人 平均应力5八应力幅值*的值分别是A 40、20、10C 0、2010B 20、10、20D 0、20、201o 寸A（应力单位为MPa）5、如图所示重量为。的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数评卷人二、计算题（共80分，信息学院学生做1、2、得分3、4、6,非信息学院学生做1、2、3、4、5）1、（16分）q、。已知，试作梁的剪力、弯矩图。q2 qaqaBC2aa2、（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。203、（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较链,求结构的临界载荷值。正方形边长a=lm,材料Q235钢，试（Q235 钢，当；IV q=132 时，=(235-0.0068才)吸。)p4、（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，o=60MPq,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石/,机。、。,试求点。在铅垂方向的位移力。（忽略截面剪力与轴力）6、（17分）用积分法求梁B点的挠度和转角，梁的EI,L已知。_q_和4，日*大学2007-2008学年第二学期螃考试试卷A卷）考试科目材料力学 考试时间2008.7 考试方式闭卷 成绩（本试题满分100分，考试时间120分钟）题号二三四核总分得分评卷人n|r 外3 技得分评卷人七、选择题（每题4分，共20分，机制、农机做1-5,建环做4,6）I 1、设轴向拉伸杆横截面上的正反力为。，则45斜截面上的正成力和图 剪皮力 O加 A分别为。/2和。B均为。翅c萧事C分别为。和。/2 D均为。/23、图示钾接件，若板与钾钉为同一材料，且已知Oj=2z,为充分提高材料的利用率，则佛钉的直径d应为 OA d=2t B d=4t C d=4t/兀 D d=8t/兀3 一点的应力状态如右图所示，则其主应力6、。2、%分别为A 30Mpa、100 MPa 50 MPaB 50 MPa、30MPa-50MPaC 50 Mpa、0、-50MPaD-50 MPa、30MPa 50MPai 50MPa/130 MPa4、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V,应力振幅。a和平均应力。口分别为A 丫=2,ca=20MPa,cm=lOMpaB y=2,oa=40MPa,cmi=lOMpaC y=2,ca=30MPa,cym=lOMpaD y=2,aa=30MPa,cym=30MPaA O(MPa)6、图示十字架，AB杆为等直均质杆，。-o为圆轴。当该十字架绕。-。轴匀速旋转时，在自重和惯性力作用下杆AB和轴。-。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 E二、计算题（共80分）得分评卷人1、（15分）梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。n|r沿qa技国指湍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。203、（10分）一受扭转的圆轴，直径d=260mm,材料的的弹性模量=200GPa,泊松比v=03,现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45。方向的 线应变=5.2X10t 试求转矩m。4、（15分）直径d=60则的圆截面折杆，A端固定，受力与其他尺寸 如图所示。若材料的许用成力6=l0MPa,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瓦，机。、。，试求点。在铅垂方向的位移力。（忽略截面剪力与轴力）6、（10分）重为。的物体从高度力处自由落下，若已知梁的抗弯刚度为k=EI_EI,支座的弹簧刚度为女（产生单位长度变形所需的力），且一厂，试求。点的挠度。_巾。2/*大学2007-2008学年第二学期螃考试试卷（B卷）考试方式闭卷成绩.考试科目材料力学 考试时间2008,7题号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）中科分汗标人八、选择题（每题4分，共20分）:1、轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面（）眼 A分别是横截面、45斜截面 B都是横截面加 C分别是45斜截面、横截面 D都是45斜截面型 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；宅 B单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态；筑 C单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态；落闻D单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。a-心.3对莫尔积分 EI 的下述讨论，正确的是 oA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八平均应力应力幅值%的值分别是A 40、20、10 B 20、10、20C 0、20、10 D 0、20、20（应力单位为MPa）5、在连接件上，剪切面和挤压面分别 于外力方向。A垂直、平行 B平行、垂直C平行得分评卷人D垂直二、计算题（共80分）1、（15分）q、。已知，试作梁的剪力、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。2工火2ao=-=0.8 n 4=19020%一叫小=土产/-+w=32Mpa 3、（15分）皮带轮传动轴如图所示，皮带轮1的重量=800N,直径 I 4=0.8加，皮带轮2的重量%=1200N,直径出=1加，皮带的紧边拉 I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，切=80加尸，试求轴的直径。n|p!料!4、（10分）直径d=60丽的圆截面折杆，受力与其他尺寸如图所示。试计算点的第三强度理论的相当应力。5、（15分）总长度为抗弯刚度为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。qA7八C B1 a.6、（10分）重量为的重物以速度V水平运动，冲击梁的8点，梁的 抗弯刚度/为常量，若。、EI、I、V均已知，试推出5的转角协的 表达式。2006-2007(2)材料力学试卷A答案一、选择题1、B2、C3、B4、D5、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。4kN/mik Rb2.75ma 75Z 叫=。=处 375+9 275=4 n/?A=0.9KNZ/y=。=尺5+Ka+9=4-3.75=Rb=5.1KNAC段：Fq(x)=RA-4-x=0.9-4x；M(x)=RA x -=0.9x-2x2CB 段：F/x)=4-(3.75-x)-=9.9-4x_.z_ _ 4,(3.75 x)2Af(x)=5.1-(3.75-x)-根据上面方程容易求出驻点、零点和剪力、弯矩的极值，如图。2%=65.3MPa,a2=50MPa,a3=-15.3MPar12=7.65MPa,r23=32.65MPa,r13=40.3MPauf=11.9xlO3J/m33、Eg。%=Ee=80MPa,rrv=-=-60MPa 孙(1+u)y4、N 3扭矢储 Mx=9549=9549一=20.5N 加 n 1400进而可以求出磨削力：,=加丫 nl640N；A=3P,=4920n z 2%y z故可以求出My和Mg的极值：Im I=p7-130-10 3=213.2 NmI y I max zM Lx=(A 2)130 IO=603.85 Nm弯矩：=+lz|：x=,213.22+603.852=640.38N 加第三强度理论：Jm2+M1 32/-;-r、-=-V640.382+20.52=52.2MPa aW(50 x10-3)3故该轴满足强度要求。5、Dr-,Vo-6EI B SEI2006-2007(2)材料力学试卷B答案二、选择题1、B2、B3、C4、D5、C二、计算题1、q、已知，试作梁的剪力、弯矩图。qa2、202工火2ao=-=0.8 n=1920名一%应用截面法容易求出:PAB、AD、BC、DC四根压杆的内力Ni=&,BD拉杆的内力Nz=P口 4/以 4x1x1A=-=-=-=oUi d 0.05结构临界载荷：p 12f=(235-0.006822)V2 4Pcr=531.7KN4、N 3扭矩：Mx=9549=9549-=20.5N 加n 1400进而可以求出磨削力：尸7=nl640N；人=3R=4920Nz 2%y z故可以求出My和Mg的极值：IM I=P7-130-10 3=213.2 NmI y I max”Mz Lx=（4 02）.130 10一3=603.85 Nm弯矩：M=lMXax+lMXax=V213.22+603.852=640.38A-m第三强度理论：Jm2 32/-a-N-=-a/640.382+20.52=52.2MPa aW（50 xl（r3）3故该轴满足强度要求。5、6、33EI,ql36EI1歹a13EI 03篇（向下）ql4SEI2007-2008(2)材料力学试卷A答案1、2、3、4、5、6、选择题DDBACC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。Rc=(qa2+qa-2.5a-qa2)=qa 2a 43Ra=Qa2、202工火2ao=-=0.8 n 4=1920!%一叫d=/（2/）2+三=32&3、m=125.7N/m4、=82.2 MPa,c孙=16.34 MPa,ar3=88.5MPa o-=180MPa5、c 3 22a 人 a-k=-加 o3EI,1F 3EI 0Y _机0 17X1 V。一 加（）1 2a f D 24EI （向下）6、八.18EIhx5Ql3=（1+J1+Q，5Q13 9EI2007-2008（2）材料力学试卷B答案四、选择题1、A2、C3、C4、D5、B二、计算题1、q、已知，试作梁的剪力、弯矩图。2 aaqaCla aqa2、202工火2ao=-=0.8 n 4=19020名一%小=土产/尸+W=32皿&N3、解：扭矩：7=9549=4775Nmn皮带拉力 t.=9438N=2t.=1888ON1 dJ2 1 1t2=9550N,T2=2t2=19100N2 d2/2 2 2Pyl=(+乙+W=36616Py2=W2=1200,72=(T2+j)=28650内力分析B截面Mx=4775My=18308C截面My=10743Mz=9604 M=不 M；=14410轴危险截面为B截面轴径计算尸L w=236E-6W L,32d-3 w=0.134m V兀4、0闷=4L8 MPa,TXZa=16.3MPa，气=47.4 Mpa,c2 0a3fl=-56MPa,=53 MPa 5、在B点作用向下单位力段）拓=(x+/q)(AC 段)B点向下位移金=工MM 7 qa3-ax=-EI24EI(41-a)向下求转角：在B点作用顺时针单位力偶二 段）M=-1B点转角MM 7 p qx1 7 qa3-ax=-ax=-EI 小 2EI 6EI顺时针6、6-3EI QL而而