河海大学2009级材料力学试卷期末试卷(附答案)
材料力学复习题
材料力学复习题河海大学材料力学复习题目录目录 ..................................................................... ... 1 复习题二 ......................................................................2 复习题三 ......................................................................4 复习题四 ......................................................................5 复习题五 ......................................................................711 复习题六 .....................................................................复习题八 .....................................................................14 复习题九 .....................................................................18 复习题十 .....................................................................21 复习题十一 ...................................................................24 复习题十四 ...................................................................26 复习题十五 ...................................................................27 答案 ..................................................................... . (29)第 1 页共 35 页河海大学材料力学复习题复习题二2-1 试求出图示各杆件中?—?截面上的内力。
材料力学期末试卷1(带答案)
学院《材料力学》期末考试卷1答案（考试时间：120分钟）使用班级： 学生数： 任课教师： 考试类型 闭卷题 序 一 二 三 四 五 六 总分 得 分 阅卷人一．填空题（22分）1. 为保证工程结构或机械的正常工作，构件应满足三个要求，即 强度要求、 刚度要求 及 稳定性要求 。
（每空1分，共3分）2．材料力学中求内力的基本方法是 截面法 。
（1分）3．进行应力分析时，单元体上剪切应力等于零的面称为 主平面 ，其上正应力称为 主应力 。
（每空1分，共2分）4.第一到第四强度理论用文字叙述依次是最大拉应力理论、最大拉应变理论、最大剪应力理论和形状改变能理论。
（每空1分，共4分）5. 图示正方形边长为a ，圆孔直径为D ，若在该正方形中间位置挖去此圆孔，则剩下部分图形的惯性矩y z I I ==441264a D π-。
（2分）6. 某材料的σε-曲线如图，则材料的 （1）屈服极限s σ=240MPa （2）强度极限b σ=400MPa （3）弹性模量E =20.4GPa（4）强度计算时，若取安全系数为2，那么塑性材料的许用 应力 []σ=120MPa ，脆性材料的许用应力 []σ=200MPa 。
（每空2分，共10分）二、选择题（每小题2分，共30分）（ C ）1. 对于静不定问题，下列陈述中正确的是 。
A 未知力个数小于独立方程数；B 未知力个数等于独立方程数 ；C 未知力个数大于独立方程数。
（ B ）2．求解温度应力和装配应力属于 。
A 静定问题；B 静不定问题；C 两者均不是。
（ B ）3．圆轴受扭转变形时，最大剪应力发生在 。
A 圆轴心部；B 圆轴表面；C 心部和表面之间。
（ C ）4． 在压杆稳定中，对于大柔度杆，为提高稳定性，下列办法中不能采用的是 。
A 选择合理的截面形状；B 改变压杆的约束条件；C 采用优质钢材。
（ C ）5．弯曲内力中，剪力的一阶导数等于 。
A 弯矩；B 弯矩的平方；C 载荷集度（ C ）6．对构件既有强度要求，又有刚度要求时，设计构件尺寸需要 。
大学期末考试材料力学试题及答案
一、判断题（正确打“√”，错误打“X ”，本题满分为10分） 1、拉杆伸长后，横向会缩短，这是因为杆有横向应力的存在。
( )2、圆截面杆件受扭时，横截面上的最大切应力发生在横截面离圆心最远处。
( )3、两梁的跨度、承受载荷及支承相同，但材料和横截面面积不同，因而两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。
( )4、交变应力是指构件内的应力，它随时间作周期性变化，而作用在构件上的载荷可能是动载荷，也可能是静载荷。
( )5、弹性体的应变能与加载次序无关，只与载荷的最终值有关。
（ ）6、单元体上最大切应力作用面上必无正应力。
( )7、平行移轴公式表示图形对任意两个相互平行轴的惯性矩和惯性积之间的关系。
（ ） 8、动载荷作用下，构件内的动应力与材料的弹性模量有关。
( )9、构件由突加载荷所引起的应力，是由相应的静载荷所引起应力的两倍。
( ) 10、包围一个点一定有一个单元体，该单元体各个面上只有正应力而无切应力。
( ) 二、选择题（每个2分，本题满分16分）1．应用拉压正应力公式A FN =σ的条件是（ ）。
A 、应力小于比例极限；B 、外力的合力沿杆轴线；C 、应力小于弹性极限；D 、应力小于屈服极限。
2．梁拟用图示两种方式搁置，则两种情况下的最大弯曲正应力之比 )(m ax )(m ax b a σσ 为（ ）。
A 、1/4； B 、1/16； C 、1/64； D、16。
3、关于弹性体受力后某一方向的应力与应变关系有如下论述：正确的是。
A 、有应力一定有应变，有应变不一定有应力； B 、有应力不一定有应变，有应变不一定有应力； C 、有应力不一定有应变，有应变一定有应力； D 、有应力一定有应变，有应变一定有应力。
4、火车运动时，其轮轴横截面边缘上危险点的应力有四种说法，正确的是。
A ：脉动循环应力： B ：非对称的循环应力； C ：不变的弯曲应力；D ：对称循环应力h4h(a) h4h(b)5、如图所示的铸铁制悬臂梁受集中力F 作用，其合理的截面形状应为图（ b ）6、对钢制圆轴作扭转校核时，发现强度和刚度均比规定的要求低了20%，若安全因数不变，改用屈服极限提高了30%的钢材，则圆轴的（ c ） A 、 强度、刚度均足够；B 、强度不够，刚度足够； C 、强度足够，刚度不够；D 、强度、刚度均不够。
2010-2011-2材力试卷A (1)
________。
图8图9
（5）图9所示三向应力状态中， ， ， 。
（6）图10所示平面图形中阴影部分对z轴的静矩为。
图10图11
（7）如图11（a）、(b)所示两梁材料和截面均相同，已知图（a）中A端挠度 ，转角 ，则图(b)中A端挠度 ，转角 。
（8）图3所示受横力弯曲的简支梁产生纯弯曲变形的梁段是()。
A．AC段B．CD段C．DB段D．不存在
图3图4图5
（9）如图4所示木接头，水平杆与斜杆成 角，其挤压面积A为（）。
A．bhB．bhtgαC．bh/cos D．bh/(cos -sin )
（10）图5所示连续梁，其上关于B、C截面的连续性条件，错误的描述是（）
C．①，②D．①，②，③，④
图1图2
（6）一端固定的圆轴在图2所示两种受扭情况下，其（）。
A．应变能相同，自由端扭转角不同；B．应变能不同，自由端扭转角相同；
C．应变能和自由端扭转角均相同；D．应变能和自由端扭转角均不同。
（7）为使材料有一定的强度或刚度储备，安全系数取值应（）。
A．大于1B．等于1C．小于1D．都有可能
A． B．
C． D．
得分
二、填空题 （每空2分，共32分）
（1）低碳钢产生塑性变形后，二次加载时其比例极限，塑性。（填“提高”或“降低”）
（2）直径 的等截面圆轴受力如图6所示，轴切变模量 ，则截面A、D的相对扭转角 ，轴上最大单位长度扭转角 ，轴上最大切应力 。
图6图7
（3）应用积分法求图7所示梁AB的挠曲线方程时，至少需分段进行积分，共有个积分常数。
河海大学材料力学习题册答案解析
学号姓名2-1求下列结构中指定杆内的应力。
已知(a)图中杆的横截面面积A1=A2=1150mm2。
2-2求下列各杆内的最大正应力。
（3）图(c)为变截面拉杆，上段AB的横截面积为40mm2，下段BC的横截面积为30mm2，杆材料的ρg=78kN/m3。
AECDB-2-2-4 一直径为15mm ，标距为200mm 的合金钢杆，比例极限内进行拉伸试验，当轴向荷载从零缓慢地增加58.4kN 时，杆伸长了0.9mm ，直径缩小了0.022mm ，确定材料的弹性模量E 、泊松比ν。
2-6图示短柱，上段为钢制，长200mm ，截面尺寸为100×100mm 2；下段为铝制，长300mm ，截面尺寸为200×200mm 2。
当柱顶受F 力作用时，柱子总长度减少了0.4mm ，试求F 值。
已知E 钢=200GPa ，E 铝=70GPa 。
2-7 图示等直杆AC ，材料的容重为ρg ，弹性模量为E ，横截面积为A 。
求直杆B 截面的位移ΔB 。
-3-学号 姓名2-8 图示结构中，AB 可视为刚性杆，AD 为钢杆，面积A 1=500mm 2，弹性模量E 1=200GPa ；CG 为铜杆，面积A 2=1500mm 2，弹性模量E 2=100GPa ；BE 为木杆，面积A 3=3000mm 2，弹性模量E 3=10GPa 。
当G 点处作用有F =60kN 时，求该点的竖直位移ΔG 。
2-11 图示一挡水墙示意图，其中AB 杆支承着挡水墙，各部分尺寸均已示于图中。
若AB 杆为圆截面，材料为松木，其容许应力［σ］=11MPa ，试求AB 杆所需的直径。
-4-2-12 图示结构中的CD 杆为刚性杆，AB 杆为钢杆，直径d =30mm ，容许应力［σ］=160MPa ，弹性模量E =2.0×105MPa 。
试求结构的容许荷载F 。
2-14 图示AB 为刚性杆，长为3a 。
A 端铰接于墙壁上，在C 、B 两处分别用同材料、同面积的①、②两杆拉住，使AB 杆保持水平。
(完整版)河海大学材料力学期末考试
河海大学《材料力学》期末考试卷〈考试时间：120分钟)一、填空(每题2分，共20分)3.为了求解静不定问题，必须研究构件的娈形 ,从而寻找出补充方程。
4.______________________________________ 材料力学中求内力的基本方法是截面法____________________________________________ o5 •矩形截面梁的弯曲軻力为Fs,横截面积为人则梁上的最大切应力为______ 3匚/2A_________________________________________________________________ 。
7.________________________ 第四强度理论认为_____ 畸变能密Jt 是引起屈服的主要因素'S .挠曲线的近似徹分方程是_____________ N：w/必：三M [E1 ___________________ °9.求解组合变形的基本步屋是，(1)对外力进行分析或简化，使之对应基本变形，C2)求解每一种基本变形的内力、应力及应支等,(3)将所得结果进行叠加。
10.压杆稳走问题中，欧拉公式成立的条件是： ________ z _______________ o11・II轴扭转时的强度条件为_ — = 兀＜[i]—刚度条件为心M TJGI, S0]。
13.莫尔强度理论的强度条件为 _____ 6 - {0J/9』巳____________ o14 •进行应力分析时，单元体上切应力等于零的面称为主平面'其上应力称/ 主应力。
二、单项迭择题（每題2分，共20分）1-所有脆性材科，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能的最大特点是（C ）。
A强度低，对应力集中不敢感$B.相同拉力作用T7变形小3C.断裂前几乎没有塑性变形jD.应力•应变关系严格遵循胡克走律。
2.在美国事件中，恐怖分子的飞机撞击国贸大J1后，该大原起火燃烧，然后坍埸。
《材料力学》期末考试试卷A、B卷及答案.
***学院期末考试试卷一、填空题（总分20分，每题2分）1、杆件在外力作用下，其内部各部分间产生的 ，称为内力。
2、杆件在轴向拉压时强度条件的表达式是 。
3、低碳钢拉伸时，其应力与应变曲线的四个特征阶段为 阶段， 阶段， 阶段， 阶段。
4、线应变指的是 的改变，而切应变指的是 的改变。
5.梁截面上弯矩正负号规定，当截面上的弯矩使其所在的微段梁凹向下时为 。
6.梁必须满足强度和刚度条件。
在建筑中，起控制做用的一般是 条件。
7、第一和第二强度理论适用于 材料，第三和第四强度理论适用于 材料。
8、求解组合变形的基本方法是 。
9、力作用于杆端方式的不同，只会使与杆端距离在较小的范围内受到影响，该原理被称为 。
10、欧拉公式是用来计算拉（压）杆的 ，它只适用于 杆。
二、 单项选择(总分20分，每题2分)1、用截面法可求出图示轴向拉压杆a-a 截面的内力12N P P =-，下面说法正确的是（ ） A. N 其实是应力 B. N 是拉力C. N 是压力D. N 的作用线与杆件轴线重合2、构件的强度是指( )A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力B. 在外力作用下构件保持原有平衡态的能力C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力D. 在外力作用下构件保持原有平稳态的能力 3、现有钢、铸铁两种杆材，其直径相同。
从承载能力与经济效益两个方面考虑，图示结构中两种合理选择方案是( )A. 1杆为钢，2杆为铸铁B. 1杆为铸铁，2杆为钢C. 2杆均为钢D. 2杆均为铸铁4、从拉压杆轴向伸长（缩短）量的计算公式EANll =∆可以看出，E 和A 值越大，l ∆越小，故（ ）。
A. E 为杆的抗拉（压）刚度。
B. 乘积EA 表示材料抵抗拉伸（压缩）变形的能力。
C. 乘积EA 为杆的抗拉（压）刚度D. 以上说法都不正确。
5、空心圆轴的外径为D ，内径为d ，α=d /D 。
其抗扭截面系数为（ ）。
A )1(163απ-=D W P B )1(1623απ-=D W P C )1(1633απ-=D W P D )1(1643απ-=D W P 6、在没有荷载作用的一段梁上，（ ）A. 剪力图为一水平直线B.剪力图为一斜直线 C ．没有内力 D.内力不确定7、在平行移轴公式21Z Z I I a A =+中，其中Z 轴和轴1Z 轴互相平行，则（ ）。
材料力学试卷a答案及评分标准
3
2009 级《材料力学》考试：卷_A/闭卷/120 分钟
2、形截面铸铁悬臂梁，尺寸及载荷如图所示。截面对形心轴 zC 的惯性矩 I Z 10181cm4 ， h1 96.4mm ， P 50kN ，求梁内的最大拉应力和最大压应力。
解：内力图如上所示，A 截面和 C 截面为危险截面，其应力分布如图所示。(2 分) A 截面：
A
M Ah1 IZ
40 103 96.4 103 10181108
37.9MPa
A
M Ah2 IZ
40 103 153.6 103 10181108
60.4MPa (4 分)
C 截面：
C
M C h2 IZ
30 103 153.6 103 10181108
45.3MPa
C
M C h1 IZ
30 103 96.4 103 10181108
28.4MPa (4 分)
所以，最大拉应力：
max
45.3MPa
最大压应力：
max
60.4MPa
3、已知应力状态如图所示，试用解析法求：(1) 主应力的大小和主平面的方位；(2) 在单元体
75.13
（3） max
1 3 2
45.3 (35.3) 2
40.3MPa (2 分)
4、图示水平圆轴，A 端固定，B 端与刚性臂 BC 联接，l 800 mm ， a 500 mm ，圆轴直径
D=40mm，材料的弹性模量 E 200 GPa ， 160 MPa。若在 C 端作用铅垂载荷 F 200 N ，
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河海大学期末考试
《材料力学》试卷（2009级 A 卷）
（土木，水利，港行）
1. 已知某点处的应力状态如图所示，,
MPa 100,MPa 60==στ弹性模量
GPa 200=E ，泊松比25.0=ν，求该点处的三个主应力及最大正应变。
（6分）
2．已知交变应力的,MPa 5,MPa 3min max -==σσ， 求其应力循环特征r 及应力
幅度a σ。
（4分）
3．如图所示为矩形截面悬臂梁，在梁的自由端突然加一个重为Q 的物块，求梁的最大弯曲动应力。
（4分）
4．如图所示为两根材料相同的简支梁，求两梁中点的挠度之比b a w w /。
（4分）
y
Q
h
b
L
L
)
(
b 2
/L 2/L )
(a
5．两块相同的钢板用5个铆钉连接如图所示，已知铆钉直径d ，钢板厚度t ，宽度b ，求铆钉所受的最大切应力，并画出上钢板的轴力图。
（6分）
6．超静定结构如图所示，所有杆件不计自重，AB 为刚性杆，试写出变形协调方程。
（4分）
7、铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示，其中4cm 5.6012,mm 5.157==Z C I y 。
已知许用拉应力MPa 40][=t σ，许用压应力MPa 160][=C σ。
试按正应力条件校核梁的强度。
若载荷不变，但将截面倒置，问是否合理？为什么？ （14分）
P
200
P
a a a 2/A
F
8、圆截面直角弯杆ABC 放置于图示的水平位置，已知cm 50=L ，水平力
kN 40=F ，铅垂均布载荷m /kN 28=q ，材料的许用应力MPa 160][=σ，试用第三强度理论设计杆的直径d 。
（14分）
C
9、 如图所示的结构中，各杆的重量不计，杆AB 可视为刚性杆。
已知
cm 50,cm 100==b a ，杆CD 长m 2=L ，横截面为边长cm 5=h 的正方形，
材料的弹性模量,GPa 200=E 比例极限MPa 200=P σ，稳定安全系数3=st n 。
求结构的许可外力][P 。
（12分）
B
P
已知某点处的应力状态如图所示，,
MPa 100,MPa 60==στ弹性模量
GPa 200=E ，泊松比25.0=ν，求该点处的三个主应力及最大正应变。
6分） 分）
（分）
，，
31035.0)]6060(25.0100[103
2001)]32(1[1
3(603602100-⨯=--⨯=+-=
-===σσνσ
σσE MPa
MPa MPa
（4分） 分）
分）
分）
1(2123(2
62(2
max bh
QL bh
QL
W M z
=== b a w w /。
（4分） 81
2)2(2/33==EI L P k EI kPL
y
Q
h
b
)
(b 2
/L 2/L )
(a
4．两块相同的钢板用5个铆钉连接如图所示，已知铆钉直径d ，钢板厚度t ，宽度b ，求铆钉所受的最大切应力，并画出上钢板的轴力图。
（6分）
2
2max 544/5/d
P
d P A
Q ππτ==
=
（3分）
5．超静定结构如图所示，所有杆件不计自重，AB 为刚性杆，试写出变形协调方程。
（4分）
2
=∆∆y y E
C
，αβsin sin 212l l ∆=∆，βαsin sin 212l l ∆=∆ （2分）
5
3
sin =
α，22sin =β，121225l l ∆=∆ （2分）
P P
a a
a
2
/A
F
5
/2P 5/3P P ⊕
6、不计剪力的影响，已知EI ，试用能量法求图示悬臂梁自由端的挠度A w 。
（12分）
)42441)2(21201)
4()2
()
4(,
2
42
2
分（）（））（（分段：
分段：EI
qa dx x a x qa a a EI dx x qx a EI w x M a
x qa M BC x M qx M AB A =--⎰-+-⎰-=-=--=-=-=
7、铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示，其中4cm 5.6012,mm 5.157==Z C I y 。
已知许用拉应力MPa 40][=t σ，许用压应力MPa 160][=C σ。
试按正应力条件校核梁的强度。
若载荷不变，但将截面倒置，问是否合理？为什么？ （14分）
画出正确的弯矩图，
或写出B 、E 截面的弯矩值 （3分）
A C
（单位：mm ）
200
m
kN 20⋅m
kN 10⋅
B 截面
分）
分下
上
2(]
[4.52105.6012105.1571020)
2(][1.24105.6012105.7210208
338
33σσσσ
C Z
B
c
t Z B
t
MPa MPa I
y M
I y M <=⨯⨯⨯⨯==
<=⨯⨯⨯⨯==----
E 截面
分）
分上
下
2(]
[1.12105.6012105.721010)
2(][1.26105.6012105.15710108
338
33σσσσ
C Z
E
c
t Z E
t
MPa MPa I
y M
I y M <=⨯⨯⨯⨯==
<=⨯⨯⨯⨯==----
如倒置，则不合理。
（1分）
)
2(]
[4.52105.6012105.15710208
33分下
σσt Z
B
t
MPa I
y M
>=⨯⨯⨯⨯==--
8、圆截面直角弯杆ABC 放置于图示的水平位置，已知cm 50=L ，水平力
kN 40=F ，铅垂均布载荷m /kN 28=q ，材料的许用应力MPa 160][=σ，试用第三强度理论设计杆的直径d 。
（14分）
作出内力图或求出内力值 （4分）
C
分）
（分）（分26.111016014.31014205.3324]
[32)
4(]
[32
3
6
3
2223
2
2
22
2
23
cm T M M d M M T d W y z z y =⨯⨯⨯++=++≥
++≥
=
σπσπ
9、 如图所示的结构中，各杆的重量不计，杆AB 可视为刚性杆。
已知
cm 50,cm 100==b a ，杆CD 长m 2=L ，横截面为边长cm 5=h 的正方形，
材料的弹性模量,GPa 200=E 比例极限MPa 200=P σ，稳定安全系数3=st n 。
求结构的许可外力][P 。
（12分）
分）
（分）
（杆
取分）
杆
取36.13810
52
1732.123223.9910
2001020014.32(3015010030cos 0
2
6
9
p
p
p C C A
h l i
l
E
CD P F P F m
AB λμμλσπλ>=⨯⨯⨯⨯==
=
=⨯⨯====⨯-⨯⋅=-∑ο
∴可以使用Euler 公式 （1分）
B
P
T
z
M y
M m
kN 14⋅m
kN 20⋅
分）
（由
分）
（2)kN (4.493
38.256][32)kN (8.25612
)21()105(1020014.33)
(2
42922
2==
=
∴
=
=∴==⨯⨯⨯⨯⨯⨯==
-n
F n
F F
n F
F L F
st
cr
C st
cr
C C
st C
cr
C cr
C P P EI
μπ。