材料力学期末试卷1(带答案)09653
材料力学课程期末考试试卷1和答案.doc
材料力学课程期末考试试卷1和答案上海电机学院材料力学课程期末考试试卷开课学院机械学院，专业机械类各专业考试形式闭卷，所需时间120 分钟考生姓名学号班级任课教师题序一二三四五六七八总分得分评卷人说明答计算题时，得数如果有量纲，请注明，如不注明或注错，扣1分。
一、选择题（共20分，每小题4分）1、图中板和铆钉为同一材料，已知。
为了充分提高材料利用率，则铆钉的直径因该是C A. B.C. D. 2、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 3、细长杆的长度系数若增大一倍，则其临界压力将 D A. 增加一倍B. 变为原来的二分之一 C. 增加到原来的四倍 D. 变为原来的四分之一4、二向应力状态如图所示，其中最大主应力＝ C A. B. C. D. 5、任意图形的面积为A，z0轴通过形心C，z1轴和z0轴平行，并相距a，已知图形对z1轴的惯性矩时I1，则对z0轴的惯性矩为 B A. Iz00 B. Iz0I1-Aa2 C. Iz0I1Aa2 D. Iz0I1Aa二、简答题（共12分，每小题4分）1、工程中经常使用工字梁，从力学的角度看，工字梁的优点是什么答与矩形梁和圆形截面相比，工字梁的高，能充分利用材料。
2、柴油发动机连杆大头螺钉在工作时受到最大拉力，最小拉力。
螺纹处内径。
试求平均应力、应力幅、循环特征。
答3、求图示梁C点挠度为零时P与q的关系。
三、试绘出图示梁的剪力图和弯矩图（15分）。
解求支座反力根据平衡条件对A点取矩，向求平衡四、圆形截面钢杆受力如图，已知p18kN，p2300kN，Me6kNm，L 1.2m，直径d10㎝，材料的许用应力[σ]160MPa。
（1）指出危险截面、危险点的位置；（2）绘出危险点的单元体应力图并求主应力；（3）用第三强度理论校核杆的强度。
（20分）解1）危险截面及危险点的位置钢杆受拉伸、弯曲和扭转的组合变形，固定端右侧截面为危险截面；该截面上部边缘的A点为危险点。
材料力学I期末考试题及答案
材料力学I期末考试题及答案一、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假设？A. 均匀性假设B. 连续性假设C. 各向同性假设D. 各向异性假设答案：D2. 在拉伸试验中，材料的屈服强度是指：A. 弹性极限B. 屈服极限C. 强度极限D. 断裂强度答案：B3. 影响材料弹性模量的因素不包括：A. 材料种类B. 温度C. 材料的几何形状D. 加载速度答案：C4. 梁的弯曲应力公式为：A. σ = My/IB. σ = Mx/IC. σ = VQ/ID. σ = Vx/I答案：A5. 材料力学中，下列哪一项不是应力状态的描述？A. 正应力B. 剪应力C. 应力集中D. 应力梯度答案：D6. 材料的疲劳破坏通常发生在：A. 最大应力处B. 最小应力处C. 应力集中处D. 应力均匀处答案：C7. 根据材料力学理论，下列哪一项不是材料的强度理论？A. 最大正应力理论B. 最大剪应力理论C. 最大应变理论D. 能量理论答案：D8. 梁的弯曲变形公式为：A. v = (Mx/EI)(1 - x^2/L^2)B. v = (Mx/EI)(1 - x^3/L^3)C. v = (Mx/EI)(1 - x/L)D. v = (Mx/EI)(1 - x^2/L^3)答案：B9. 材料的塑性变形是指：A. 弹性变形B. 永久变形C. 可逆变形D. 弹性和塑性变形的总和答案：B10. 在拉伸试验中，材料的弹性模量可以通过下列哪一项来确定？A. 弹性阶段的斜率B. 屈服阶段的斜率C. 断裂阶段的斜率D. 塑性变形阶段的斜率答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料力学中，__________是指材料在外力作用下发生形变，但当外力移除后，形变能够完全恢复的性质。
答案：弹性2. 当材料受到拉伸时，其内部产生的__________应力称为正应力。
答案：垂直3. 材料力学中，__________是指材料在外力作用下发生形变，但当外力移除后，形变不能完全恢复的性质。
材料力学期末试卷答案解析
一、一、填空题（每小题5分，共10分）1、如图，若弹簧在Q作用下的静位移st20=∆冲击时的最大动位移mmd60=∆为：3Q。
2、在其它条件相同的情况下，用内直径为d实心轴，若要使轴的刚度不变的外径D。
二、二、选择题（每小题5分，共10分）1、置有四种答案：(A)截面形心；（B）竖边中点A（C）横边中点B；（D）横截面的角点正确答案是：C2、足的条件有四种答案：（A）;zyII=（A）;zyII>（A）;zyII<（A）yzλλ=。
正确答案是： D 三、1、（15P=20KN,[]σ解：ABMn=ABmaxM=危险点在A2、图示矩形截面钢梁，A 端是固定铰支座，B 端为弹簧支承。
在该梁的中点C 处受到的重解：（1）求st δ、max st σ。
将重力P 按静载方式沿铅垂方向加在梁中心C 处，点C 的挠度为st δ、静应力为max st σ，惯性矩 )(12016.004.012433m bh I ⨯==由挠度公式)2(21483K PEI Pl st +=δ得， 83339310365.112)10(104010210488.040---⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=st δmm m 1001.01032.25240213==⨯⨯⨯+mm m 1001.0==根据弯曲应力公式z st W M =maxσ得，其中4Pl M =， 62bh W z =代入max st σ得，MPa bhPlst 12401.004.068.0406422max =⨯⨯⨯⨯==σ（2）动荷因数K d12160211211=⨯++=++=K std hδ（3）梁内最大冲击应力M P a st d d 1441212max =⨯=K =σσ3、（10分）图中的1、2杆材料相同，均为园截面压杆，若使两杆在大柔度时的临界应力相等，试求两杆的直径之比d 1/d 2,以及临界力之比21)/()(cr cr P P 。
并指出哪根杆的稳定性较好。
材料力学期末试卷答案解析解读
一、一、填空题（每小题5分，共10分）1、如图，若弹簧在Q作用下的静位移st20=∆冲击时的最大动位移mmd60=∆为：3Q。
2、在其它条件相同的情况下，用内直径为d实心轴，若要使轴的刚度不变的外径D。
二、二、选择题（每小题5分，共10分）1、置有四种答案：(A)截面形心；（B）竖边中点A（C）横边中点B；（D）横截面的角点正确答案是：C2、足的条件有四种答案：（A）;zyII=（A）;zyII>（A）;zyII<（A）yzλλ=。
正确答案是： D 三、1、（15P=20KN,[]σ解：ABMn=ABmaxM=危险点在A2、图示矩形截面钢梁，A 端是固定铰支座，B 端为弹簧支承。
在该梁的中点C 处受到的重解：（1）求st δ、max st σ。
将重力P 按静载方式沿铅垂方向加在梁中心C 处，点C 的挠度为st δ、静应力为max st σ，惯性矩 )(12016.004.012433m bh I ⨯==由挠度公式)2(21483K PEI Pl st +=δ得， 83339310365.112)10(104010210488.040---⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=st δmm m 1001.01032.25240213==⨯⨯⨯+mm m 1001.0==根据弯曲应力公式z st W M =maxσ得，其中4Pl M =， 62bh W z =代入max st σ得，MPa bhPlst 12401.004.068.0406422max =⨯⨯⨯⨯==σ（2）动荷因数K d12160211211=⨯++=++=K std hδ（3）梁内最大冲击应力M P a st d d 1441212max =⨯=K =σσ3、（10分）图中的1、2杆材料相同，均为园截面压杆，若使两杆在大柔度时的临界应力相等，试求两杆的直径之比d 1/d 2,以及临界力之比21)/()(cr cr P P 。
并指出哪根杆的稳定性较好。
材料力学期末试卷(含答案)
满足强度条件。（5分）
六．一根圆截面压杆两端固定，工作压力F=1.7KN，直径为d=8mm，材料为A3钢，其性能参数为： ， ， ， ， 。杆的长度为 ，规定的稳定安全系数是 。试校核压杆的稳定性。（15分）
解：（1） ，
（2分）
而 （2分）
，欧拉公式不成立（1分）
A.强度低，对应力集中不敏感；
B.相同拉力作用下变形小；
C.断裂前几乎没有塑性变形；
D.应力-应变关系严格遵循胡克定律。
2.在美国“9.11”事件中，恐怖分子的飞机撞击国贸大厦后，该大厦起火燃烧，然后坍塌。该大厦的破坏属于（A）
A．强度坏；B．刚度坏；C．稳定性破坏；D．化学破坏。
3.细长柱子的破坏一般是（C）
C． ；D． 。
10.长度和横截面面积均相同的两杆，一为钢杆，一为铝杆，在相同的拉力用下（A）
A.铝杆的应力和钢杆相同，而变形大于钢杆
B.铝杆的应力和钢杆相同，而变形小于钢杆
C.铝杆的应力和变形都大于钢杆
D.铝杆的应力和变形都小于钢杆
三、阶梯形钢杆的两端在 时被固定，杆件上下两段的面积分别是 ， ，见图1。当温度升高至 时，试求杆件各部分的温度应力。钢材的 ， 。（15分）
解：用支反力 代替支座B（见图2），则B端在 和 的作用下挠度为零，即：
（8分）
（5分）
（2分）
五．一铸铁圆柱的直径为40mm，其一端固定，另一端受到315 N.m的力偶矩作用。若该铸铁材料的许用拉应力为 ，试根据强度理论对圆柱进行强度校核。（15分）
解：圆柱表面的切应力最大，即：
（5分）
圆柱表面首先破坏，其上任一点的应力状态为纯剪切，见图3。
一、填空（每题2分，共20分）
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 。
《材料力学》期末考试试卷及答案
***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 PC )1(1633απ-=D W P D )1(1643απ-=D W P6、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（ ）。
材料力学试题及答案期末
材料力学试题及答案期末期末考试是学生们在学期结束时面临的一项重要考核。
在材料力学这门课程中，试题的设计和答案的准确性对于学生的学习成绩至关重要。
本文将为大家提供一套材料力学试题，并给出详细的答案解析。
试题一：弹性模量的计算1. 弹簧的伸长量随外力的大小而变化，如果给定外力-伸长量的关系图，如下图所示，试求该材料的弹性模量。
（图略）解答：根据胡克定律，应力与应变之间的关系为：σ = Eε其中，σ为应力，E为弹性模量，ε为应变。
弹性模量E的计算公式为：E = σ/ε根据图中的数据，我们可以求得外力-伸长量的关系为：外力（F）：10 N，20 N，30 N伸长量（ΔL）：0.5 mm，1 mm，1.5 mm根据胡克定律以及弹性模量的计算公式，我们可以得到如下关系式：E = σ/ε = F/A / ΔL/L其中，A为横截面积，L为原长。
假设A与L的值为常数，则可以推导得到：E = F/ΔL * L/A根据给定的数据代入公式计算，可以得到：当F = 10 N 时，E = 10 N / 0.5 mm * L/A = 20 / mm * L/A当F = 20 N 时，E = 20 N / 1 mm * L/A = 20 / mm * L/A当F = 30 N 时，E = 30 N / 1.5 mm * L/A = 20 / mm * L/A由此可见，无论外力的大小，材料的弹性模量均为20 / mm * L/A。
试题二：杨氏模量的测定2. 某学生通过实验测得一块金属试样在受力时的应变与应力之间的关系如下图所示。
试求该金属试样的杨氏模量。
（图略）解答：根据实验数据绘制的应力-应变曲线，可以看出，在线段OA区域内，应力与应变呈线性关系。
通过直线OA的斜率可以求得该材料的杨氏模量。
根据图中的数据，我们可以计算出斜率为：斜率K = Δσ/Δε = (350 MPa - 250 MPa) / (0.0025 - 0.0020) = 400 MPa / 0.0005 = 8 * 10^5 Pa根据公式，杨氏模量E等于斜率K乘以应变ε，即：E = K * ε根据给定的数据代入公式计算，可以得到：E = 8 * 10^5 Pa * 0.0025 = 2 * 10^3 Pa所以该金属试样的杨氏模量为2 * 10^3 Pa。
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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 ==441264
a 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 =GPa
（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
. 系 班 姓名 座号 成绩 . ...................................................... 密 .................................... 封 ................................ 线 ......................................................
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。
A 只需满足强度条件；
B 只需满足刚度条件；
C 需同时满足强度、刚度条件。
（ A ）7．()
21
G Eμ
=+
⎡⎤
⎣⎦适用于
A．各向同性材料 B. 各向异性材料
C. 各向同性材料和各向异性材料
D. 正交各向异性。
（ B ）8．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.均平行
D.均垂直
（ C ）9．下面两图中单元体的剪切应变分别等于。
虚线表示受力后的形状
A. 2γ，γ
B. 2γ，0
C. 0，γ
D. 0，2γ
（ B ）10．如图所示结构，则其BC杆与AB杆的变形情况为。
A．BC杆轴向拉伸，AB杆轴向压缩
B．BC杆轴向压缩，AB杆轴向拉伸
C．BC杆扭转，AB杆轴向拉伸
D．BC杆轴向压缩，AB杆扭转
（ B ）11. 轴向拉伸细长杆件如图所示，_______。
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。
（ D ）12. 塑性材料试件拉伸试验时，在强化阶段______。
A．只发生弹性变形； B．只发生塑性变形；
C．只发生线弹性变形； D．弹性变形与塑性变形同时发生。
（ B ）13. 比较脆性材料的抗拉、抗剪、抗压性能：_______。
A．抗拉性能>抗剪性能<抗压性能；
B．抗拉性能<抗剪性能<抗压性能；
C．抗拉性能>抗剪性能>抗压性能；
D．没有可比性。
（ C ）14. 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；
B 单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态；
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。
（ B ）15. 压杆临界力的大小，
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 与压杆的长度大小无关；
D 与压杆的柔度大小无关。
四．如图阶梯形钢杆的两端在C T 51=时被固定，杆件上下两段的面积分别是215cm A =，2210cm A =。
当温度升高至C T 252=
时，试求杆件各部分的温度应力。
钢材的16105.12--⨯=C l α，GPa E 200=。
（10分）
解：（1）若解除一固定端，则杆的自由伸长为：
T a T a T a T l l l l l l T ∆=∆+∆=∆=∆αααα2 （2分）
（2）由于杆两端固定，所以相当于受外力F 作用 产生T l ∆的压缩，如图1所示。
因此有：
T a EA a F EA a F l l N N T ∆-=+=∆-α221
∴[]KN
A A T E F l N 33.33/1/1/221-=+∆-=α （4分）
（3）MPa A F N 7.6611-==σ
MPa A F N 3.3322-==σ （4分）
五．某传动轴设计要求转速n = 500 r / min ，输入功率N 1 = 500马力， 输出功率分别 N 2 = 200马力及 N 3 = 300马力，已知：G =80GPa ，[
]=70M
Pa ，[ ]=1º/m ，试确定： ①AB 段直径 d 1和 BC 段直径 d 2 ②若全轴
选同一直径，应为多少（13分）
1． 解：
（1）计算外力偶矩
F
F
N F
N
F
500
400
N 1
N 3
N 2 A
C
B
T
–
(kNm)
据扭转强度条件：， ，
可得：
由扭转刚度条件：
可得：
综上所述，可取：
(2) 当全轴取同一直径时，
六．求如图所示悬臂梁的内力方程，并作剪力图和弯距图，已知P=10KN,M=10KN ·m 。
（10分）
解：分段考虑： 1、AC 段：（5分）
（1）剪力方程为：()10(01)Q x KN m x m =⋅<<
（2）弯矩方程为：()10(2)()(01)M x x KN m x m =--⋅≤≤ 2、CB 段：
（1）剪力方程为：()0(12)Q x m x m =<<
（2）弯矩方程为：()10(12)M x KN m x m =-⋅≤≤
3、内力图如下：（10分）
7024(N m)
N
m n
=⋅4max ()(180/)[],/32
p p T GI I d ϕπθπ'=≤=1280,67.4d mm d mm
'
'==max max []
t T W ττ=≤316
t W d π=1284,74.4d mm d mm
''''==1285,75d mm d mm
==185d d mm
==()Q x
⊕
x
(M x
x
七．从某钢构件中取下的一个三向应力单元体状态如图所示，应力单位为
MPa 。
已知泊松比0.3μ=，许用应力[]100MPa σ=，试求主应力及单元体内最
大切应力，并按第一和第二强度理论校核其强度。
（15分）
第一强度理论（最大拉应力理论）[]1σσ≤ (3分) 第
二
强
度
理
论
（
最
大
拉
应
变
理
论
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