2020年度北航材料力学试题
材料力学试题及答案
材料力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料力学中，下列哪一项不是材料的基本力学性质？A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 导电性答案：D2. 根据胡克定律，当材料受到正应力时，其应变与应力成正比，比例系数称为：A. 杨氏模量B. 剪切模量C. 泊松比D. 屈服强度答案：A3. 在材料力学中，材料的屈服强度是指：A. 材料开始发生塑性变形的应力B. 材料发生断裂的应力C. 材料发生弹性变形的应力D. 材料发生脆性断裂的应力答案：A4. 材料的疲劳寿命与下列哪一项无关？A. 材料的疲劳极限B. 应力循环次数C. 材料的弹性模量D. 应力循环的幅度答案：C5. 在材料力学中，下列哪一项不是材料的力学性能指标？A. 硬度B. 韧性C. 密度D. 冲击韧性答案：C二、简答题（每题5分，共10分）6. 简述材料力学中弹性模量和剪切模量的区别。
答：弹性模量，也称为杨氏模量，是描述材料在受到正应力作用时，材料的纵向应变与应力成正比的比例系数。
剪切模量，也称为刚度模量，是描述材料在受到剪切应力作用时，材料的剪切应变与剪切应力成正比的比例系数。
7. 什么是材料的疲劳寿命，它与哪些因素有关？答：材料的疲劳寿命是指材料在反复加载和卸载过程中，从开始加载到发生疲劳断裂所需的循环次数。
它与材料的疲劳极限、应力循环的幅度、材料的微观结构和环境因素等有关。
三、计算题（每题15分，共30分）8. 一根直径为20mm的圆杆，材料的杨氏模量为200GPa，当受到100N的拉力时，求圆杆的伸长量。
答：首先计算圆杆的截面积A = π * (d/2)^2 = π * (0.02/2)^2m^2 = 3.14 * 0.01 m^2。
然后根据胡克定律ΔL = F * L / (A * E)，其中 L 为杆长，假设 L = 1m，代入数值得ΔL = 100 * 1 / (3.14* 0.01 * 200 * 10^9) m = 7.96 * 10^-6 m。
北航材料力学实验考试题库及答案
北航材料力学实验考试题库及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 在材料力学实验中，下列哪种材料最适合用于拉伸实验？A. 钢材B. 塑料C. 木材D. 玻璃答案：A2. 以下哪种实验方法可以测量材料的弹性模量？A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 扭转实验D. all of the above（以上都对）答案：D3. 在材料力学实验中，以下哪个因素对实验结果影响最小？A. 环境温度B. 试样尺寸B. 试样形状C. 试样材料答案：C4. 以下哪个实验可以用来测量材料的泊松比？A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 扭转实验D. 弯曲实验答案：A5. 在材料力学实验中，以下哪种情况不需要进行实验误差分析？A. 实验数据波动较大B. 实验结果与理论值相差较大C. 实验过程中出现异常现象D. 实验结果与预期一致答案：D二、填空题（每题10分，共40分）6. 在拉伸实验中，试样断口附近的应力称为______。
答案：断口应力7. 材料的弹性模量E与泊松比μ之间的关系为：E =____________。
答案：2(1 + μ)8. 在扭转实验中，扭转角φ与扭矩T和长度l的关系为：φ = ____________。
答案：Tl/GI_p9. 在材料力学实验中，以下哪个参数表示材料的强度？__________。
答案：屈服强度或抗拉强度10. 在弯曲实验中，中性轴是指______。
答案：弯曲轴线三、判断题（每题10分，共30分）11. 在材料力学实验中，实验数据波动较大，说明实验结果可信度较低。
（对/错）答案：错12. 在拉伸实验中，试样断口形状对实验结果有较大影响。
（对/错）答案：对13. 在扭转实验中，扭矩与扭转角成正比。
（对/错）答案：对四、简答题（每题15分，共45分）14. 请简述拉伸实验的步骤。
答案：（1）准备试样：根据实验要求，选用适当尺寸和形状的试样；（2）安装试样：将试样安装在拉伸实验机上；（3）加载：按照预定的加载速率对试样进行拉伸；（4）记录数据：观察并记录试样的变形和载荷；（5）卸载：卸载后，观察试样的断口形状和位置；（6）分析数据：计算材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量等参数。
材料力学试题及答案
材料力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料力学中，下列哪一项不是基本力学性质？A. 弹性B. 塑性C. 硬度D. 韧性2. 材料在拉伸过程中，当应力达到屈服点后，材料将：A. 断裂B. 产生永久变形C. 恢复原状D. 保持不变3. 材料的弹性模量是指：A. 材料的密度B. 材料的硬度C. 材料的抗拉强度D. 材料在弹性范围内应力与应变的比值4. 根据材料力学的胡克定律，下列说法正确的是：A. 应力与应变成正比B. 应力与应变成反比C. 应力与应变无关D. 应力与应变成线性关系5. 材料的疲劳寿命是指：A. 材料的总寿命B. 材料在循环加载下达到破坏的周期数C. 材料的断裂寿命D. 材料的磨损寿命6. 材料的屈服强度是指：A. 材料在弹性范围内的最大应力B. 材料在塑性变形开始时的应力C. 材料的抗拉强度D. 材料的极限强度7. 材料的断裂韧性是指：A. 材料的硬度B. 材料的抗拉强度C. 材料抵抗裂纹扩展的能力D. 材料的屈服强度8. 材料力学中的泊松比是指：A. 材料的弹性模量B. 材料的屈服强度C. 材料在拉伸时横向应变与纵向应变的比值D. 材料的断裂韧性9. 在材料力学中，下列哪一项是衡量材料脆性程度的指标？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 断裂韧性D. 泊松比10. 材料在受力过程中，当应力超过其极限强度时，将：A. 发生弹性变形B. 发生塑性变形C. 发生断裂D. 恢复原状答案1. C2. B3. D4. A5. B6. B7. C8. C9. C10. C试题二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料力学中材料的三种基本力学性质。
2. 解释什么是材料的疲劳现象，并简述其对工程结构的影响。
3. 描述材料在拉伸过程中的四个主要阶段。
答案1. 材料的三种基本力学性质包括弹性、塑性和韧性。
弹性指的是材料在受到外力作用时发生变形，当外力移除后能够恢复原状的性质。
塑性是指材料在达到一定应力水平后，即使外力移除也无法完全恢复原状的性质。
材料力学的试题及答案
材料力学的试题及答案一、选择题1. 材料力学中，下列哪个选项不是材料的基本力学性质？A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 硬度答案：D2. 根据材料力学的理论，下列哪个选项是正确的？A. 材料在弹性范围内，应力与应变成正比B. 材料在塑性变形后可以完全恢复原状C. 材料的屈服强度总是高于其抗拉强度D. 材料的硬度与弹性模量无关答案：A二、填空题1. 材料力学中，应力是指_______与_______的比值。
答案：单位面积上的压力；受力面积2. 在材料力学中，材料的弹性模量E与_______成正比，与_______成反比。
答案：杨氏模量；泊松比三、简答题1. 简述材料力学中材料的三种基本变形类型。
答案：材料力学中材料的三种基本变形类型包括拉伸、压缩和剪切。
2. 描述材料的弹性模量和屈服强度的区别。
答案：弹性模量是指材料在弹性范围内应力与应变的比值，反映了材料的刚性；屈服强度是指材料开始发生永久变形时的应力值，反映了材料的韧性。
四、计算题1. 已知一材料的弹性模量E=200 GPa，杨氏模量E=210 GPa，泊松比ν=0.3，试计算该材料的剪切模量G。
答案：G = E / (2(1+ν)) = 200 / (2(1+0.3)) = 200 / 2.6 ≈ 76.92 GPa2. 某材料的抗拉强度为σt=300 MPa，若该材料承受的应力为σ=200 MPa，试判断材料是否发生永久变形。
答案：由于σ < σt，材料不会发生永久变形。
五、论述题1. 论述材料力学在工程设计中的重要性。
答案：材料力学是工程设计中的基础学科，它提供了对材料在力作用下行为的深入理解。
通过材料力学的分析，工程师可以预测材料在各种载荷下的响应，设计出既安全又经济的结构。
此外，材料力学还有助于新材料的开发和现有材料性能的优化。
2. 讨论材料的疲劳寿命与其力学性能之间的关系。
答案：材料的疲劳寿命与其力学性能密切相关。
材料的疲劳寿命是指在循环载荷作用下材料能够承受的循环次数。
材料力学试题及答案
材料力学试题及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 下列哪个选项是材料力学的基本假设之一？A. 材料是各向同性的B. 材料是各向异性的C. 材料是均匀的D. 材料是线弹性的答案：A2. 在材料力学中，下列哪个公式表示杆件的正应力？A. σ = F/AB. τ = F/AC. σ = F/LD. τ = F/L答案：A3. 当材料受到轴向拉伸时，下列哪个选项是正确的？A. 拉伸变形越大，材料的强度越高B. 拉伸变形越小，材料的强度越高C. 拉伸变形与材料的强度无关D. 拉伸变形与材料的强度成正比答案：B4. 下列哪种材料在拉伸过程中容易发生断裂？A. 钢材B. 铸铁C. 铝合金D. 塑料答案：B5. 下列哪个选项表示材料的泊松比？A. μ = E/GB. μ = G/EC. μ = σ/εD. μ = ε/σ答案：C二、填空题（每题10分，共30分）6. 材料力学研究的是材料在______作用下的力学性能。
答案：外力7. 材料的强度分为______强度和______强度。
答案：屈服强度、断裂强度8. 材料在受到轴向拉伸时，横截面上的正应力公式为______。
答案：σ = F/A三、计算题（每题25分，共50分）9. 一根直径为10mm的圆钢杆，受到轴向拉伸力F=20kN 的作用，求杆件横截面上的正应力。
解：已知：d = 10mm，F = 20kNA = π(d/2)^2 = π(10/2)^2 = 78.5mm^2σ = F/A = 20kN / 78.5mm^2 = 255.8N/mm^2答案：杆件横截面上的正应力为255.8N/mm^2。
10. 一根长度为1m的杆件，受到轴向拉伸力F=10kN的作用，已知材料的弹性模量E=200GPa，泊松比μ=0.3，求杆件的伸长量。
解：已知：L = 1m，F = 10kN，E = 200GPa，μ = 0.3ε = F/(EA) = 10kN / (200GPa × π(10mm)^2) =0.025δ = εL = 0.025 × 1000mm = 25mm答案：杆件的伸长量为25mm。
北航材料力学模拟题三
模拟题三一、单选或多选题(本题共10分，每小题各5分) 1. 下述说法正确的是 。
(1) (2) (3)题一1图A. 图(1)所示单元体最大正应力作用面是图(3)阴影面。
B. 图(1)所示单元体最大切应力是20MPa 。
C. 图(2)所示单元体最大正应力作用面是图(3)阴影面。
D. 图(2)所示单元体最大切应力是20MPa 。
2. 图示铸铁梁承受均布载荷，其T 形截面有四种放置方式，最合理的方式是 。
题一2图A B C D二、填空题(本题共20分，每小题各5分)1. 从临界应力总图可以看出，根据压杆的 不同可将其分为三类，分别按不同方式处理。
对于大柔度杆，按 公式计算临界应力；对于中柔度杆，按 公式计算临界应力；对于小柔度杆，按 问题处理。
2. 在循环应力中，如果最大应力与最小应力的数值相等，正负符号相反，其循环特征等于 ，若最小应力为零，其循环特征等于 。
3. 用虚功原理推导计算结构位移的单位载荷法时，将 作为所引进的单位载荷系统的虚位移；将 作为所引进的单位载荷系统的虚变形。
4. 图示静不定梁单独作用载荷F 1时，自由端A 的挠度Α11mm w ，方向向上，单独作用载荷F 2时，自由20MPa20MPaq端A 的挠度Α22mm w =-，方向向下。
若两载荷同时作用，则自由端A 的挠度A w = ，方向向 。
题二4图三、(本题15分)一均质杆重W ，长l ，横截面积A ，材料弹性模量为E 。
在轴线上距顶端3l 的C 点受到向上的轴向外力2F W =作用而匀加速上升，试计算杆的总伸长。
题三图四、(本题15分)图示两端固定圆截面轴，承受集度为m 的均布扭力偶与矩为M 的集中扭力偶作用，2M ma =，轴的直径为d 。
试求最大扭转切应力。
题四图五、(本题15分) 作梁的剪力和弯矩图题五图ACBA2qaqa2图示简支木梁长l =1m ，承受均布载荷q =5kN/m 。
梁截面为矩形，从圆木截面截取。
木材许用正应力[]σ=10MPa 。
北航材料力学模拟题四
模拟题四一、单选或多选题(本题共10分，每小题各5分) 1. 低碳钢试件拉伸屈服时，试件表面出现滑移线 。
A. 沿轴向，因为轴向截面上正应力最大 B. 沿轴向，因为轴向截面上切应力最大C. 沿与轴线成45°的方向，因为该方向的截面上正应力最大D. 沿与轴线成45°的方向，因为该方向的截面上切应力最大2. 图示桁架，杆1、2、3皆为铝杆， 将使杆3内力增大。
题一(2)图A. 增大1、2杆的横截面积B. 减小1、2杆的横截面积C. 将1、2杆改为拉压刚度更大的杆D. 将3杆改为拉压刚度更大的杆二、填空题(本题共20分，每小题各5分)1. 将图中力F 的作用点从C 处(图a)移到E 处(图b)，对支座反力 (填“有”或“没有”)影响，对 梁段的内力和变形有影响。
(a) (b)题二(1)图2. 题二（2）图（a ）所示简支梁长l ，弯曲刚度EI ，其一半跨度内作用均布载荷q ，则梁跨中截面C 的挠度C w = ，转角C θ= 。
已知题二图（b ）所示相同的简支梁4C 5768ql w EI'=-（↓），3B 48ql EI θ'=-（）（a ）（b ）题二(2)图3. 图示铅垂平面内两根梁，唯一区别是梁（a ）的B 端为铰链约束，梁（b ）的B 端改为弹簧支座，则 相对安全。
(a)(b)题二(3)图4. 组合梁的载荷图和弯矩图见题二（4）图，试画出挠曲轴的大致形状，注明凹凸性和拐点。
题二(4)图Q'Q423qa三、(本题15分)图示结构的AC 梁为水平刚性梁，BD 为倾斜拉杆，许用应力为[]σ，铰链A 、D 距离为定值h ，F 可沿梁AC 移动。
问斜拉杆与梁之间夹角θ为何值时，斜拉杆重量最轻？题三图四、(本题15分)图示厚度8mm δ=的钢板卷成的圆筒，平均直径200mm D =，接缝处用盖板与铆钉连接，形成一个闭口薄壁圆筒。
若铆钉直径20mm d =，许用切应力[]60MPa τ=，许用挤压应力[]160MPa bs σ=，筒的两端受到扭转力偶矩30kN m e M =⋅作用，试求铆钉间的最大间距s 。
北航材料力学在线作业三 附答案
北航《材料力学》在线作业三一、单选题（共 20 道试题，共 80 分。
）1. 对于不同柔度的塑性材料压杆，其最大临界应力将不超过材料的（）A. 比列极限B. 弹性极限C. 屈服极限D. 强度极限满分：4 分2. 在平面图形的几何性质中，（）的值可正、可负、也可为零。
A. 静矩和惯性矩B. 极惯性矩和惯性矩C. 惯性矩和惯性积D. 静矩和惯性积满分：4 分3. 图示简支梁，截面C的挠度与（）成反比例关系。
A. 跨度LB. 荷载集度qC. q的作用区域aD. 材料的弹性模量E满分：4 分4. 某机器的圆轴用45号钢制成，在使用中发现弯曲刚度不够，改善抗弯刚度的有效措施是（）A. 对轴进行调质热处理B. 改用优质合金钢C. 加粗轴径D. 增加表面光洁度满分：4 分5. 如图所示，在平板和受啦螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高（ ）强度。
A. 螺栓的拉伸B. 螺栓的剪切C. 螺栓的挤压D. 平板的挤压满分：4 分6. 表示扭转变形程度的量（）。
A. 是扭转角，不是单位扭转角B. 是单位扭转角，不是扭转角C. 是扭转角和单位扭转角D. 不是扭转，也不是单位扭转角满分：4 分7. 挠曲线近似微分方程不能用于计算（ ）的位移。
A. 变截面直梁B. 等截面曲梁C. 静不定直梁D. 薄壁截面等直梁满分：4 分8. 在水平压缩冲击问题中，曾得到这样一个结论，杆件体积越大，相应的冲击应力越小，该结论（）A. 只适用于等截面直杆，不适用于变截面直杆B. 只适用于变截面直杆，不适用于等截面直杆C. 既适用于等直杆，也适用于变截面直杆D. 既不适用于等直杆，也不适用于变截面直杆满分：4 分9. 图示刚性槽内嵌入一个铝质立方块，设铝块与钢槽间既无间隙，也无摩擦，则在均布压力p 作用下铝块处于（ ）A. 单向应力状态，单向应变状态B. 平面应力状态，平面应变状态C. 单向应力状态，平面应变状态D. 平面应力状态，单向应变状态满分：4 分10. 非对称薄壁截面梁只发生平面弯曲、不发生扭转的横向力作用条件是（）。
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2003北京航天大学材料力学试题
【一】、选择题,从所给答案中选择一个正确答案(本题共10分,每小题5分)
1、在下列四种工程材料中,_________不可应用各向同性假设。
A.铸铁；B.玻璃；C.松木；D.铸铜。
2、设图示任意平面图形对该平面内的1Z 、2Z 、3Z 轴的惯性矩分别为1I 、2I 、3I ,对点的极惯性矩为p I ,在列关系式中,_________是正确的。
(1Z 轴垂直于3Z 轴)
A.2I =1I ＋3I ；
B.p I =1I ＋2I ；
C.p I =1I ＋3I ；
D.p I =2I ＋3I 。
题一.2图
【二】、填空题(本题共20分,每小题5分)
1、如题二(1)图a 所示圆轴承受扭距T,在沿轴线成45°处贴有电阻应变片1R 和2R 。
将1R 和2R 接到题二(1)图b 所示电桥上,电桥中3R 和4R 是阻值相同的固定电阻。
设电阻应变仪上的读数应变为ε,则应变片1R 的应变1ε=________。
题一.1图
2、杆1、2和3的横截面积及长度均相等,其材料的应力应变去向如题二(2)图所示。
则______强度最高。
______刚度最高。
______塑性最好。
3、已知各向同性线弹性材料常数为E ,泊松比为μ,材料内某点主应变
1σ>2σ>3σ=0。
则此点第三主应变3ε(1ε>2ε>3ε)的大小为______，此点最大切应变m ax γ的大小为______。
4、影响构件疲劳的主要因素包括___________________，___________________，和___________________，
【三】、(15分)画出题三所示梁的剪力图和弯矩图。
题三图
【四】、(20分)图示桁架两杆材料相同,拉压许用应力相等,为[]σ。
两杆夹角为α,2杆长为l 。
节点B 作用向下的载荷F 。
不考虑稳定条件。
1.设计两杆的横截面积1A 和2A ；2.将1A 、2A 、α作为可设计量,保持结构其余参数不变,求结构重量最轻时的α值。
【五】、(15分)组合杆由完好粘结的实心杆1和圆套管2组成,横截面尺寸如图,组合杆承受的扭矩为M 。
试求：
1、当实心杆和圆套筒的材料相同,切变模量为G 时,实心杆和套管的最大切应力；
2、当实心杆和圆套管的切变模量分别为1G 和2G 时,两者各承担多少扭矩?
题五图
【六】、(15分)如图所示,AB 、CDE 为弹性梁,弯曲刚度均为EI,BD 杆为刚性杆。
CDE 梁作用均布载荷q,试求D 点的挠度。
题六图
【七】、(15分)图示圆柱形容器,内径D =80mm,内压p =15MPa ，许用应力[]σ=160MPa,试按第四强度理论确定其壁厚。
题七图
【八】、(15分)如图所示圆截面曲杆半径为R ,截面弯曲刚度为EI ,在B 点作用铅
垂力F ,试求B 点的铅垂位移。
题八图
【九】、(15分)如图,AH 为刚性杆,BC 、DE 为细长大柔度弹性杆,弯曲刚度均为EI ,试确定此结构因失稳破坏时的载荷F 值。
题九图
【十】、(10分)图示等直梁,当重量为P 的重物自高度1H 处自由下落到A 点时,冲击力为1d P ,若自高度2H 处自由下落到B 点时,冲击力为2d P 。
试问,当1d P =2d P 时,2
1H H =?。
不计梁的重量。
题十图。