材料力学试题及答案

河南科技大学山西农业大学2006-2007学年第二学期课程考试试卷（B 卷）考试科目材料力学 考试时间 2007.7 考试方式闭卷 成绩（本试题满分100分，考试时间120分钟）一、 选择题（每题4分，共20分）1、轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确答案是__________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1σ、2σ、3σ分别为A 30MPa 、100 MPa 、50 MPaB 50 MPa 、30MPa 、-50MPaC 50 MPa 、0、-50MPaD -50 MPa 、30MPa 、50MPa---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------正确答案是3、对莫尔积分dx EI x M x M l⎰=∆)()(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r 、平均应力m σ、应力幅值a σ的值分别是 A 40、20、10 B 20、10、20C 0、20、10D 0、20、205、如图所示重量为Q 的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数ACd V h k 211++=BB d V h k ++=11CBd V h k 211++=DB C d V V h k +++=211二、计算题（共80分，信息学院学生做1、2、3、4、6，非信息学院学生做1、2、3、4、5）1、（16分）q 、a 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。

3、（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铰链，正方形边长a=1m ，材料Q235钢，试求结构的临界载荷值。

（Q235钢，当132=≤P λλ时，Mpa cr )0068.0235(2λσ-=。

）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Q 1=101N, 砂轮直径D=25mm, 砂轮重量Q 2=275N ，磨削力P y /P z =3，轮轴直径d=50mm ，材料为轴承钢，MPa 60][=σ，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EI ,、0m a ，试求点D 在铅垂方向的位移D V 。

（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。

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，长度不等，横截面积分别为A 1和A 2，若载荷P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（ ）。

A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意题一、12、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（ ）（1）扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA（2）变形的几何关系（即变形协调条件）（3）剪切虎克定律（4）极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dAA 、（1）B 、（1）（2）C 、（1）（2）（3）D 、全部3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（ ）A 、σB 、2σC 、3σD 、4σ4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（ ）A 、提高到原来的2倍B 、提高到原来的4倍C 、降低到原来的1/2倍题一、3图题一、4D 、降低到原来的1/4倍5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ）A 、2B 、4C 、8D 、16二、作图示梁的剪力图、弯矩图。

（１５分）三、如图所示直径为d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。

设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。

（15分）四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，皮带轮直径D =250mm ，主轴外伸部分长度为l =120mm ，主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，用第三强度理论校核轴的强度。

（15分）五、重量为Q 的重物自由下落在图示刚架C 点，设刚架的抗弯刚度为EI ，试求冲击时刚架D 处的垂直位移。

（15分）题一、5图三题图 四题图二 题业 班级 姓名____________ 学号-------------------密 封 线 内 不 准 答 题六、结构如图所示，P=15kN ，已知梁和杆为一种材料，E=210GPa 。

梁ABC 的惯性矩I=245cm 4，等直圆杆BD 的直径D=40mm 。

规定杆BD 的稳定安全系数n st =2。

求○1BD 杆承受的压力。

○2用欧拉公式判断BD 杆是否失稳。

（20分）河南科技大学二、 选择题（20分）1、下列结论中正确的是 （ ）A 、材料力学主要研究各种材料的力学问题B 、材料力学主要研究各种材料的力学性质C 、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律D 、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系2、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为D 1，另一根为空心轴，内外径比为d 2/D 2=0.8。

若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同，则它们的重量之比W 2/W 1为（ ）A 、0.74B 、0.62C 、0.55D 、0.473、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大致可分为四个阶段，这四个阶段是（ ）A 、弹性变形阶段、塑性变形阶段、屈服阶段、断裂阶段六题图五题图B 、弹性变形阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段C 、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段D 、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（ ）A 、提高到原来的2倍B 、提高到原来的4倍C 、降低到原来的1/2倍D 、降低到原来的1/4倍5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ）A 、2B 、4C 、8D 、16二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。

（１５分）题一、5图题一、4图三、如图所示直径为d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。

设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。

（15分）四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，皮带轮直径D =250mm ，主轴外伸部分长度为l =120mm ，主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，用第三强度理论校核轴的强度。

（15分）五、如图所示，重物Q 由高度H 处自由下落，落在AB 梁的中点C 处，设EI = 常数，求这时C 点挠度ΔC 。

（15分）六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI ，求：三题图 五题图四题图二 题技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号----------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题1）C点支座反力；2）作刚架弯矩图。

（20分）河南科技大学三、选择题（20分）1、下列结论中正确的是（）A、材料力学主要研究各种材料的力学问题B、材料力学主要研究各种材料的力学性质C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系2、建立圆周的扭转应力公式τρ=Mρρ/Iρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（）（5）扭矩MT 与剪应力τρ的关系MT=∫AτρρdA（6）变形的几何关系（即变形协调条件）（7）剪切虎克定律（8）极惯性矩的关系式IT =∫Aρ2dAA、（1）B、（1）（2）C、（1）（2）（3）D、全部六题图3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（ ）A 、σB 、2σC 、3σD 、4σ4、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为D 1，另一根为空心轴，内外径比为d 2/D 2=0.8。

若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同，则它们的重量之比W 2/W 1为（ ）A 、0.74B 、0.62C 、0.55D 、0.475. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ）A 、2B 、4C 、8D 、16二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。

（１５分）三、如图所示直径为d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。

设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。

（15题一、5图二 题题一、3图分）四、如图所示，未开启的易拉罐上沿其轴向粘贴有一应变片，其半径厚度之比为200。

打开易拉罐，应变片变化为170×10-6，试求罐内压p 。

设这时E =68GPa ，ν=0.33。

（15分）五、悬臂梁ACB 由铸铁材料制成，其许用拉应力[σt ]=40MPa ，许用压应力[σc ]=160MPa ，载荷F P =44kN ，梁截面为T 型，I z =101.8×106mm 4，尺寸如图，试校核其强度。

（15分）六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI ，求：1）C 点支座反力；2）作刚架弯矩图。

（20分）河南科技大学四、 选择题（每题4分，共20分，机制、农机做1-5，建环做1-4，6）1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ，则450斜截面上的正应力和剪应力 。

A 分别为σ/2和σB 均为σ三题图六题图四题图工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题五题图C 分别为σ和σ/2D 均为σ/22、图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知[σjy ]＝2[τ]，为充分提高材料的利用率，则铆钉的直径ｄ应为 。