材料力学试题及答案

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 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 、4σ 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（ ）题一、3图题一、1图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） 题一、5图三题图二 题 图五、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）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=245cm4，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）一、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六题图五题图四题图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D1，另一根为空心轴，内外径比为d2/D2=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W2/W1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倍题一、4图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P1/P2=（）A、2B、4C、8D、16二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。

（１５分）二题图三、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）三题图四、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）四题图五、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）五题图六、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）六题图二、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、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M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA（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、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）题一、5图 题一、3图二题图三、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）三题图四、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）四题图五、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=101.8×106mm4，尺寸如图，试校核其强度。

（15分）五题图六、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）六题图三、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σC 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[σ]＝2[τ]，为充jy分提高材料的利用率，则铆钉的直径ｄ应为。

A d=2tB d=4tC d=4t/πD d=8t/π3一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，50MPa4、两根材料和柔度都相同的压杆，A临界应力一定相等，临界压力不一定相等B临界应力不一定相等，临界压力一定相等C临界应力和临界压力一定相等D临界应力和临界压力不一定相等5、图示交变应力循环特征r，应力振幅σa和平均应力σm分别为A r＝2，σa＝20MPa，σm＝－10MpaB r＝2，σa＝－40MPa，σm＝10MpaC r＝－2，σa＝30MPa，σm＝－10MpaD r＝－2，σa＝30MPa，σm＝30MPa6、图示十字架，AB杆为等直均质杆，o-o为圆轴。

当该十字架绕o-o 轴匀速旋转时，在自重和惯性力作用下杆AB和轴o-o分别发生__________A、拉伸变形、压缩变形；B、拉弯组合变形、压弯组合变形；C、拉弯组合变形、压缩变形；D、拉伸变形、压弯组合变形。

二、计算题（共80分，适用农机、机制、建环）1、（15分）梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，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、面内最大剪应力。

50203、（10分）一受扭转的圆轴，直径d=260mm ，材料的的弹性模量E = 200GPa ，泊松比v = 0.3，现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45︒方向的线应变ε45=5.2×10-4。

试求转矩m 。

4、（15分）直径60=d mm 的圆截面折杆，A 端固定，受力与其他尺寸如图所示。

若材料的许用应力MPa 100][=σ，试按最大剪应力强度理论（第三强度理论）校核A 端外表面点b 的强度(忽略剪力影响)。

12515012kNABDx yzba2a ABCDm4题图 5题图5、（15分）平面刚架如图所示。

其各部分的抗弯刚度均为常量EI ,已知、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、（10分）重为Q 的物体从高度h 处自由落下，若已知梁的抗弯刚度为EI ，支座的弹簧刚度为k （产生单位长度变形所需的力），且3l EI k ，试求C 点的挠度。

四、 选择题（每题4分，共20分）1、材料的失效模式 。

A 只与材料本身有关，而与应力状态无关；B 与材料本身、应力状态均有关；C 只与应力状态有关，而与材料本身无关；D 与材料本身、应力状态均无关。

2、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。

正确答案是3、关于压杆临界力的大小，说法正确的答案是 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 与压杆所承受的轴向压力大小有关；D 与压杆的柔度大小无关。

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、10B 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A Cd V h k 211++= BB d V h k ++=11 C B d V h k 211++= DB C d V V hk +++=211AB C ABCQQ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）简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。

2、（15分）已知三向应力状态如图所示（图中应力单位：MPa），试求：1）主应力；2）主切应力；3）形变应变能密度fu。