2015哈工大材料力学试题
《大学材料力学》题库及答案
一．是非题：（正确的在括号中打“√”、错误的打“×”） （60小题） 1．材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题，因此在研究构件的平衡与运动时，可不计构件的变形。
( √ )2．构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关，而材料的力学性质又是通过试验测定的。
( √ ) 3．在载荷作用下，构件截面上某点处分布内力的集度，称为该点的应力。
(√ ) 4．在载荷作用下，构件所发生的形状和尺寸改变，均称为变形。
( √ ) 5．截面上某点处的总应力p 可分解为垂直于该截面的正应力σ和与该截面相切的剪应力τ，它们的单位相同。
( √ )6．线应变ε和剪应变γ都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量，它们都是无量纲的量。
( √ )7．材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。
( ) 8．在强度计算中，塑性材料的极限应力是指比例极限p σ，而脆性材料的极限应力是指强度极限b σ。
( )9．低碳钢在常温静载下拉伸，若应力不超过屈服极限s σ，则正应力σ与线应变ε成正比，称这一关系为拉伸（或压缩）的虎克定律。
( )10．当应力不超过比例极限时，直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比，而与横截面面积成反比。
( √ )11．铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成450，这是由压应力引起的缘故。
( ) 12．低碳钢拉伸时，当进入屈服阶段时，试件表面上出现与轴线成45o 的滑移线，这是由最大剪应力max τ引起的，但拉断时截面仍为横截面，这是由最大拉应力max σ引起的。
( √ )13．杆件在拉伸或压缩时，任意截面上的剪应力均为零。
( ) 14．EA 称为材料的截面抗拉（或抗压）刚度。
( √ ) 15．解决超静定问题的关键是建立补充方程，而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系，称这种关系为变形协调关系。
( √ ) 16．因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象，称为应力集中。
材料力学试题及答案哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学学年第二学期材料力学试题(A 卷)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2、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 ρ2dA A 、（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 、σ B 、2σ C 、3σ D 、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 、4题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分题一、3图 工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------题一、4题一、1图C 、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。
材料力学习题答案 哈工业大材料力学本科生试卷和课后题目
材料力学习题答案2-4 a)MPa 15MPa,10-=='''y x x τσb)MPa 3.7MPa,3.47=='''y x x τσ c)MPa 65MPa,5.12-=-='''y x x τσd)MPa 6.60MPa,35-=='''y x x τσ e)MPa 5.20MPa,49.0=='''y x x τσf)MPa 0MPa,2.38=-='''y x x τσ2-6 a) MPa 32,0219MPa,7MPa,57max 21='=-==τασσσb)MPa 32,0219MPa,7MPa,57max 21='-=-==τασσσ c)MPa 25,45MPa,25MPa,25max 21==-==τασσσ d)MPa 2.41,9537MPa,2.71MPa,2.11max 21='=-==τασσσe) MPa 7.44,7113MPa,7.84MPa,7.4max 21='=-==τασσσ f)MPa 32,0219MPa,27MPa,37max 21='-=-==τασσσ 2-8 a) 略略；；))cos ),cos 1(,0),cos 1(0max 0320c b x στθσσσθσσ=-==+=2-10 1071=σMPa ，02=σ，203-=σMPa2-11 3.43-=xy τMPa ，3.43-''y x τMPa ，50='y σMPa2-137.841=σ MPa ，202=σMPa ，7.43-=σMPa ，1001=I MPa ，8002=I （MPa ）2，240003=I （MPa ）32-14 a)701=σ MPa ，602=σMPa ，303=σMPa ，70max =σMPa ，20max =τMPab) 501=σ MPa ，502=σMPa ，303=σMPa ，50max =σMPa ，10max =τMPa3-1 εx =0,εy =c ，εz =kx +iy +2gz ，γxy =b ，γyz =ix +2fy +jz +d ，γzx =2ex +iy +kz 。
材料力学网上作业题参考答案
东北农业大学网络教育学院材料力学网上作业题（2015更新版）绪论一、名词解释1.强度2. 刚度3. 稳定性4. 变形5. 杆件6.板或壳7.块体二、简答题1．构件有哪些分类？2. 材料力学的研究对象是什么？3. 材料力学的任务是什么？4. 可变形固体有哪些基本假设？5. 杆件变形有哪些基本形式？6. 杆件的几何基本特征？7.载荷的分类？8. 设计构件时首先应考虑什么问题？设计过程中存在哪些矛盾？第一章轴向拉伸和压缩一、名词解释1.内力2. 轴力3.应力4.应变5.正应力6.切应力7.伸长率8.断面收缩率9. 许用应力 10.轴向拉伸 11.冷作硬化二、简答题1.杆件轴向拉伸或压缩时，外力特点是什么？2.杆件轴向拉伸或压缩时，变形特点是什么？3. 截面法求解杆件内力时，有哪些步骤？4.内力与应力有什么区别？5.极限应力与许用应力有什么区别？6.变形与应变有什么区别？7.什么是名义屈服应力？8.低碳钢和铸铁在轴向拉伸时，有什么样的力学特性？9.强度计算时，一般有哪学步骤？10.什么是胡克定律？11.表示材料的强度指标有哪些？12.表示材料的刚度指标有哪些？13.什么是泊松比？14. 表示材料的塑性指标有哪些？15.拉压杆横截面正应力公式适用范围是什么？16.直杆轴向拉伸或压缩变形时，在推导横截面正应力公式时，进行什么假设？三、计算题1. 试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。
2. 试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。
3. 试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。
4. 试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。
5. 试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。
6. 试用截面法求下列各杆指定截面的轴力。
7 高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示，拉杆下端以连接楔与大钟连接，连接处拉杆的横截面如图b所示；拉杆上端螺纹的小径d = 175 mm。
已知作用于拉杆上的静拉力F=850 kN，试计算大钟拉杆横截面上的最大静应力。
8 一桅杆起重机如图所示，起重杆AB为一钢管，其外径D = 20 mm，内径d≈18 mm；钢绳CB的横截面面积为10 mm2。
材料力学习题(7)第十二章 哈工业大材料力学本科生试卷和课后题目
材料力学习题(7)第十二章哈工业大材料力学本科生试卷和课后题目材料力学习题第12章12-1 一桅杆起重机，起重杆AB的横截面积如图所示。
钢丝绳的横截面面积为10mm2。
起重杆与钢丝的许用力均为[?]?120MPa，试校核二者的强度。
习题2-1图习题12-2图12-2 重物F=130kN悬挂在由两根圆杆组成的吊架上。
AC是钢杆，直径d1=30mm，许用应力[?]st=160MPa。
BC是铝杆，直径d2= 40mm, 许用应力[?]al= 60MPa。
已知ABC为正三角形，试校核吊架的强度。
12-3 图示结构中，钢索BC由一组直径d =2mm的钢丝组成。
若钢丝的许用应力[?]=160MPa,横梁AC单位长度上受均匀分布载荷q =30kN/m作用，试求所需钢丝的根数n。
若将AC改用由两根等边角钢形成的组合杆，角钢的许用应力为[?] =160MPa，试选定所需角钢的型号。
12-4 图示结构中AC为钢杆，横截面面积A1=2cm2；BC杆为铜杆，横截面面积A2=3cm2。
[?]st = 160MPa，[?]cop = 100MPa，试求许用载荷[F]。
习题12-3图习题12-4图12-5 图示结构，杆AB为5号槽钢，许用应力[?] = 160MPa，杆BC为hb= 2的矩形截面木杆，其截面尺寸为b = 5cm, h = 10cm,许用应力[?] = 8MPa，承受载荷F = 128kN，试求：（1）校核结构强度；（2）若要求两杆的应力同时达到各自的许用应力，两杆的截面应取多大？习题12-5图习题12-6图12-6 图示螺栓，拧紧时产生?l = 0.10mm的轴向变形，试求预紧力F，并校核螺栓强度。
已知d1=8mm, d2=6.8mm, d3=7mm, l1=6mm, l2=29mm, l3=8mm; E=210GPa,[?]=500MPa。
12-7 图示传动轴的转速为n=500r/min，主动轮1输入功率P1=368kW，从动轮2和3分别输出功率P2=147kW和P3=221kW。
哈尔滨工程大学研究生入学考试HEU材料力学试卷及答案
P
B
L
A B
2P
L
A
解：2P 作用下，
j 2vA, kd 1
1 2H 1
j
1 H ， vA
d max kd 2 max 2 1
1
H vA
max
H
装
vd kd j 21 1 vA vA
订 6. 炮筒横截面如图所示。在危险点处，t 550MPa ， r 350MPa ，第三个 主应力垂直于图面是拉应力，且大小为 420MPa 。试按第三和第四强度理论， 计算其相当应力。（6 分）
应力 min ，应力幅度 a ，平均应力 m 和循环特性 r 。
.MPa
30
0
t
60
解 max 30MPa ，min 60MPa m 15MPa ，a 45MPa r 2
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姓名：
5. 图示悬臂梁 AB 。已知当自由端受静载 P 时，自由端的挠度为 vA ，固定端的 最大正应力为 Bmax 。现有重为 2P 的物体自 H 高度自由落体冲击于自由端，求 此时 A 端的挠度 vd 和梁内最大正应力 d max 。
ad
0
a3 3EI
Rc
a3 EI
Rc
P
1 2
4
0
线
Rc
1 2 5 6
4 4
P
（5） RA P Rc ， M A 2Rc a P a
六、图示圆轴受轴力 P 和扭转力偶 m 的联合作用。在表面 A 处测得沿轴线方向
的线应变为 0 与轴线成 45
方向的线应变为 45
班级：
学号：
姓名：
哈尔滨工程大学试卷 考试科目: 材料力学 B
题号
一
哈工程《材料力学实验》题库及答案
好像不可以，无法保证将应变片贴在材料内部又不改变材料的性能 79． 在应变计电测技术中，什么叫电桥平衡？ 电桥输出电压为零 80． 在光弹性演示实验中，采用的光源是单色光吗？ 是，也可以用白光 81． 什么是全桥测量？ P119 电桥的四个桥臂上都接工作应变计 82． 请说出下列力学量的单位：弹性模量；屈服极限；应变。 E：GP :Pa με 83． 电子万能试验机的紧急制动按钮有什么作用？做试验时应该按下该按钮吗？ 紧急关闭试验机，以防止发生危险或损坏试验机。不应该按下 84． 可以用电子万能试验机做矩形截面梁的纯弯曲试验吗？ P144 好像可以 85． 画出铸铁拉伸过程的应力-应变曲线。 86． 光弹性演示试验中，什么是明场，什么是暗场？ 两偏振片偏振轴互相平行为亮场，互相垂直为暗场 87． 本学期机测法的试验中，测定的是哪两种金属材料的力学性能？ 低碳钢和铸铁 88． 工程实际中可以把铸铁材料作为抗压构件吗？ P24 可以 = （4~8） 89． 相同尺寸的铸铁和低碳钢试件，哪个扭转性能更好些？ 低碳钢 90． 在压缩试验中可以得到低碳钢的强度极限吗？为什么？ 不可以。因为变形强化阶段后期，试件严重变形，但不会被压断，所以不能 91． 电测法中，电桥的基本特性是什么？ P118 两相邻桥臂电阻所感受的应变代数值相减，而两相对桥臂电阻所感受的应变代数值相加 92． 请说出应变片的粘贴步骤。 ① 检查、分选应变计
② 表面清理 ③ 粘贴应变计 ④ 黏结层的固化 ⑤ 粘贴质量检查 ⑥ 连接线的焊接与固定 93． 写出拉压胡克定律和剪切胡克定律。 σ=Eε τ=Gγ 94． 若圆形截面试件的直径为 d，写出其抗扭截面模量的表达式。 = 95． 在测 G 试验中百分表转过 1 周，测得的相对位移是 0.5mm 还是 1.0mm？ 1.0mm 96． 在电测法中，温度补偿片为什么可以消除工作应变片的温度效应？ P118 因为二者粘贴部位温度始终相同，因此由温度引起的阻值改变相同，而二者又相邻，应变要做差，因 而可以消除影响 97． 能否用一片应变计测定薄壁压力容器的内压？ 不清楚 98． 什么是半桥测量？ P120 电桥的两个桥臂 AB 和 BC 上均接工作应变计 99． 光弹性演示实验中，所用的试件是什么材料制成的？ 环氧树脂和聚碳酸酯 100． 谈谈你对《材料力学实验》课程的体会和建议。
哈工大材料力学试卷及答案
一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16分）⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。
⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。
⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值=τmax -------------。
4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、----------------。
5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为―――――――――――――――――、―――――――――――――――――――――、――――――――――――――、―――――――――――――――――――――――――――――――――。
6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ；――――――――――――――――――――――；－―――――――――――――――――――――――。
二、单项选择题⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。
⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ；⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。
２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。
⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。
3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。
⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力；⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力； 4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。
⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变；⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变；⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变；⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。
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哈尔滨工业大学 2015 学年 春 季学期
材料力学期末 试 题
解：挠曲线近似微分方程 )(x M v EI ='' （a ） 3)()(kx x q x M -==''
积分两次 A x k x M +-='4)(4
B Ax x k x M ++-=20
)(5
由边界条件 00
==x M
， 0==l x M
求出 0=B , 20
4
l k A =
)(20
)(4
5x l x k x M --= (b) （10分）
式（a ）代入式(b)
)(20
4
5x l x k v EI --
='' 积分两次 C x l x k v EI +--
=')2
6(202
46 D Cx x l x k EIv ++--
=)6
42(203
47 （c ）
由边界条件 00==x v ， 0==l x v
得出 0=D , 140
6
kl C -= 代入（c ）式
)67(8406347x l x l x EI
k
v +--
= （8分）
EI
kl A 1406
-=θ （2分）
1
（2分）
(a) （2分）
]1
1
2
1
2
1
[
1
]
2
3
2
2
2
1
[
4
⨯
⨯
+
⨯
⨯
+
⨯
⨯
⨯
⨯
=l
l
EA
l
l
l
EI
EA
l
12
55
=（4分）
]
2
2
2
1
[
1
1
Fl
l
l
EI
F
⨯
⨯
⨯
-
=
EA
Fl
5
-
=（3分）
，得F
F
X09
.1
11
12
1
=
=(拉) （3分）
画出弯矩图、轴力图如下：
（4分）
（2分）
解：一次静不定问题
杆1、杆2均为二力杆
杆1受拉，强度问题； 杆2受压，稳定问题 由于是静不定结构，1、2均失效结构才失效
杆1失效时的极限轴力 9210202010230661=⨯⨯⨯⨯==-A F s s σ KN （5分）
计算杆2的临界轴力
1574
3610213
=⨯⨯==i
l
μλ
3.9910
2001020014.36
9
=⨯⨯⨯==p
p E
σπλ
p λλ>，大柔度杆，用欧拉公式
4.811036414
.3157
1020014.3622
92222=⨯⨯⨯⨯⨯==-A E F cr λπ KN （10分） 由AB 杆的平衡
0=∑A
M
032sin 145sin =⨯-⨯+⨯F F F s cr αo 6.46)22
1122(3122=⨯+⨯+⨯=s cr F F F KN （5分）
解：弯、扭组合问题 1、求F 和e M
距B 端为2
a
的上表面处，为平面应力状态
o
0εσE = (a)
Z
Z W a
F W M 2⨯
==
σ (b)
(a)= (b) 解出 14.320==
a
E W
F Z o
ε KN （6分）
CD 段最前侧表面处，为纯剪切应力状态 τσ=o
45
τσ-=o
135
][1
][11354545νττνσσε+=-=
E
E o o o τν
E
+=1 ν
ετ+=
145o E (c)
t
e
W M =
τ (d) (c) = (d) 解出 3.734145=+=
ν
εt e W E M o KN （6分）
2、校核强度
CD 段危险，4.502==Fa M N.m
3.734==e M T N.m （2分）
1421223=+=
T M W Z
r σ M P a >][σ
不安全
解：水平冲击问题 动荷系数st
d g v k δ2
= （2分）
EI
Wl l l Wl EI st 3]3221[13
=⨯⨯⨯=δ 3
2
3gWl
EIv k d = （3分）
EI
Wl l l Wl EI Cst
2]21[13=⨯⨯⨯=∆ （3分）
Cst d Cd k ∆=∆
EI Wl gWl
EIv 233
3
2⨯= gEI
Wl v 432
2=( ) （2分）
第12页（共12页）。