东南大学2010-2011材料力学试题及答案
材料力学习题及答案
材料⼒学习题及答案材料⼒学习题⼀⼀、计算题1．（12分）图⽰⽔平放置圆截⾯直⾓钢杆（2ABC π=∠），直径mm 100d =，m l 2=，m N k 1q =，[]MPa 160=σ，试校核该杆的强度。
2．（12分）悬臂梁受⼒如图，试作出其剪⼒图与弯矩图。
3．（10分）图⽰三⾓架受⼒P 作⽤，杆的截⾯积为A ，弹性模量为E ，试求杆的内⼒和A 点的铅垂位移Ay δ。
4．（15分）图⽰结构中CD 为刚性杆，C ，D 处为铰接，AB 与DE 梁的EI 相同，试求E 端约束反⼒。
5. (15分) 作⽤于图⽰矩形截⾯悬臂⽊梁上的载荷为：在⽔平平⾯内P 1=800N ，在垂直平⾯内P 2=1650N 。
⽊材的许⽤应⼒[σ]=10MPa 。
若矩形截⾯h/b=2，试确定其尺⼨。
三．填空题（23分）1．（4分）设单元体的主应⼒为321σσσ、、，则单元体只有体积改变⽽⽆形状改变的条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；单元体只有形状改变⽽⽆体积改变的条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2．（6分）杆件的基本变形⼀般有＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿四种；⽽应变只有＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿两种。
3．（6分）影响实际构件持久极限的因素通常有＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿，它们分别⽤＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来加以修正。
4.（5分）平⾯弯曲的定义为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_。
5.（2分）低碳钢圆截⾯试件受扭时，沿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿截⾯破坏；铸铁圆截⾯试件受扭时，沿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿⾯破坏。
四、选择题（共2题，9分）2．（5分）图⽰四根压杆的材料与横截⾯均相同，试判断哪⼀根最容易失稳。
答案：（）材料⼒学习题⼆⼆、选择题：（每⼩题3分，共24分）1、危险截⾯是______所在的截⾯。
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大学材料力学习题及答案(题库)精选全文
可编辑修改精选全文完整版一．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。
东南大学材料力学试卷2
材 料 力 学 考 试 卷课程名称 考试学期得分适用专业 80学时考试形式 闭卷考试时间长度 120分钟1. (20′) Blank filling and choice problems 【填空和选择题】(1). (4′) The stress-strain curve from a tension test is shown below. 【下图所示为一拉伸应力应变曲线】Determine the following quantities: 【试决定下列各量的值】 (a) Proportional limit 【比例极限】( ). (b) Modulus of elasticity 【弹性模量】( ). (c) Ultimate strength 【强度极限】( ).(d) Determine the plastic strain at the stress level of 450 MPa 【对应于450 MPa 的塑性应变】 ( ).(2). (2′) If the joint is subjected to an axial force of P , determine the average shear stress developed in each of the four bolts with diameter d 【试求如图所示螺栓接头中，每个螺栓(直径为d )所受的平均切应力】( ). Also, determine the maximum normal stress acting on the cross-section of the plate 【并确定木板横截面上的最大正应力】 ( ) .自觉 遵 守 考 场 纪 律如 考 试 作 弊 此 答 卷 无 效(3). (2′) Associate the beam below with ALL appropriate conditions necessary for solving the beam deflection w (x ).【悬臂梁如图所示，选出积分法求解挠曲线时的所有适用条件】( )()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()1122112212121212:00:2:2::'00:'20:'20:'0:22:22:'2'2:'2'2a wx b wx L c wx L d wx Le w x fw x L g w x L h w x L i wx L wx L j wx L wx L k w x L w x L l w x L w x L =====================-======-=(4). (2′) Determine the location of the maximum transverse shear stress for a circularcross-section beam under transverse loading 【在横力弯曲的情况下, 圆截面梁横截面上最大弯曲切应力发生在何处】( ). How much is the ratio of this stress over the cross-sectional average? 【最大弯曲切应力是截面平均切应力的多少倍】 ( )(5). (2′) Associate the two stress cubes with the appropriate Mohr’s circle shown below. Cube 1 ( ); Cube 2 ( ). 【为下列两个单元体选择相应的莫尔应力圆】(6). (3′) The state of stress at a point is shown on the element. Determine the principal stresses and principal directions. Show directly the results on the original element.【已知一点的应力状态如图所示，试求其主应力大小和主方向，并在原图中作图标示】(7). (3′) Identify the members in the two-bar structures that you would check for buckling. Structure 1( ) ; Structure 2( ); Structure 3( );【试分别确定下列三个两杆结构中需要进行稳定性分析的杆件】(8). (2′) For the linearly elastic beam subjected to the loads shown, identify the physical interpretation of the following partial derivatives based on the second theorem of Castigliano, with U denoting the elastic strain energy.【对于图示线弹性梁，试根据卡氏第二定理确定下列偏导数的意义，其中U 表示梁内应变能】:U P ∂∂ ( )； :U M∂∂ ( ).2. (10′) Draw the shear and moment diagrams. Determine the absolute maximum bendingnormal stress in the tubular shaft (NOT thin-walled) if d i = 160 mm and d o = 200 mm.【试作图示梁的剪力图和弯矩图，并求当空心圆杆（非薄壁）内外直径分别为d i = 160 mm和d o = 200 mm时所承受的最大弯曲正应力】3. (12′) The steel shaft has a diameter of 60 mm and is fixed at its ends A and B. If it issubjected to the toques shown, determine the maximum shear stress developed in the shaft. 【已知图示钢轴直径为60 mm，A和B两端固定，承受如图所示的两个集中扭矩，试求轴内承受的最大切应力】4. (15′) If the temperature of the 75-mm-diameter post CD is increased by 600C, determinethe force developed in the post. The post and the beam are made of material having a modulus of elasticity E = 200 GPa and the coefficient of thermal expansion α = 12(10-6) 0C-1m-1. The moment of inertia of the beam is I = 255⨯106 mm4. 【图示结构中柱CD 直径为75 mm，试求当柱内温度上升600C时该柱所承受的轴力。
2010—2011材料力学材料力学试题及答案)Word版
2010—2011材料力学试题及答案A一、单选题（每小题2分，共10小题，20分）1、 工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。
下列除（ ）项，其他各项是必须满足的条件。
A 、强度条件B 、刚度条件C 、稳定性条件D 、硬度条件 2、内力和应力的关系是（ ）A 、内力大于应力B 、内力等于应力的代数和C 、内力是矢量，应力是标量D 、应力是分布内力的集度 3、根据圆轴扭转时的平面假设，可以认为圆轴扭转时横截面（ ）。
A 、形状尺寸不变，直径线仍为直线。
B 、形状尺寸改变，直径线仍为直线。
C 、形状尺寸不变，直径线不保持直线。
D 、形状尺寸改变，直径线不保持直线。
4、建立平面弯曲正应力公式zI My =σ,需要考虑的关系有（ ）。
A 、平衡关系,物理关系，变形几何关系；B 、变形几何关系，物理关系，静力关系；C 、变形几何关系，平衡关系，静力关系；D 、平衡关系, 物理关系，静力关系； 5、利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（ ）来确定积分常数。
A 、平衡条件。
B 、边界条件。
C 、连续性条件。
D 、光滑性条件。
6、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅度a σ分别为（ ）。
A -10、20、10；B 30、10、20；C 31-、20、10； D 31-、10、20 。
7、一点的应力状态如下图所示，则其主应力1σ、2σ、3σ分别为（）。
A 30MPa、100 MPa、50 MPaB 50 MPa、30MPa、-50MPaC 50 MPa、0、-50Mpa、D -50 MPa、30MPa、50MPa8、对于突加载的情形，系统的动荷系数为（）。
A、2B、3C、4D、59、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 与压杆材料无关；D 与压杆的柔度大小无关。
10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移，要求结构满足三个条件。
以下那个条件不是必须的（）A、EI为常量B、结构轴线必须为直线。
南工大材料力学作业答案 (2)
解：1.对钢板进行分析 。根据各个 铆钉受力相等的假设，分析受力为
I II III FP/4 FP/4 FP/4
挤压强度： c
FPc FP / 4 [ c ] A dd
2
FP/4
FP 4[ c ]d 2 4 196106 0.019 189.2kN
解：轴力图如左图所示
FN/kN
150
Δl AC l AB l BC FNABl AB FNBC l BC 2.95mm E s AAB Es ABC
Δl AD l AC lCD
100
x
FNCD lCD l AC 5.29mm EC ACD
附录： 习题解答
解：取研究对象如图所示
F F
FP B
y
0, FP FNBC cos FNAC cos 0
0, FNBC sin FNBA sin 0,
x
FNBC FNBA FN 654.91kN
FN F FN N 78.5 10 6 A 2bh 2 0.3h h
Mx/N· m
50
max BC 47.76MPa （最大切应力发生在BC段）
x 3. 轴的最大相对扭转角
M xABl AB 0.01084 rad G I PAB M l BC xBC BC 0.01187 rad G I PBC max AB BC 0.02271 rad
4 4 x FP [ ]b 2d d 98 10 6 127 2 19 10 3 12.7 10 3 147 .7kN 3 3
附录： 习题解答
3-14
东南大学工程材料习题参考答案
答：塑性变形的基本方式有：滑移和孪生。
塑性变形的的物理本质：滑移和孪生共同产生的塑性变形。
滑移是晶体的一部分相对另一部分做整体刚性移动。孪生是在切应力的作用下，晶体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面（孪生面）产生一定角度的切变
3-2、为什么金属的实际强度要比理论强度低得多？详细说明之。
7、合金渗碳体---渗碳体具有复杂的斜方晶格，其中铁原子可以部分地被其他金属原子所置换，形成以渗碳体为基的固溶体。P36
8、相图---是一种简明的示意图，它清楚地表明了合金系中各种相的平衡条件以及相与相之间的关系。
9、共晶转变---成分为E点的液相Le同时结晶出两种成分和结构都不相同的固相αM＋βN 这种转变称为共晶转变。
第二章.习题参考答案
2-1、名词解释
晶体---指原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体。
2、非晶体---组成物质的原子是无规律、无次序地堆聚在一起的物体。
3、单晶体---结晶方位完全一致的晶体。
4、多晶体---由多晶粒组成的晶体结构。
5、晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。
3）、马氏体转变是无扩散型转变。
6-4、钢材的退火、正火、淬火、回火应用在什么场合？热处理后形成的组织是什么？
答：3、热处理后形成的组织和应用
1）、退火 p72完全退火组织： F＋P组织 应用：亚共析钢和合金钢铸、锻件
球化退火组织：球化体或球状珠光体 .应用：过共析钢或合金工具钢
去应力退火应用：组织未发生改变. 铸件、锻件、焊接件、冷冲压件
10、共析转变---从一个固相中同时析出成分和晶体结构完全不同两种新相的转变过程。
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。
(完整版)材料力学习题集(有答案)汇总,推荐文档
(B) 杆内最大轴力 FNmax ql ；
答：A
பைடு நூலகம்
（B）几何关系导出的； （D）强度条件导出的。
d
h d
F b a
F
b F
b
4. 销钉接头如图所示。销钉的剪切面面积
为 ，挤压面面积
。
答： 2bh ； bd
5. 木榫接头的剪切面面积为 和 ，挤压面面积为
。 F
a c
答： ab ； bd ； bc
d
6. 图示厚度为 的基础上有一方柱，柱受轴向压力F 作
F
后截面长边和短边的比值为
。另一轴向拉杆，横截面是
长半轴和短半轴分别为 a 和 b 的椭圆形，受轴向载荷作用变形后横
截面的形状为
。
13. 一长为 l，横截面面积为 A 的等截面直杆，质量密度为 ，弹性模量为 E，该杆铅垂悬
挂时由自重引起的最大应力 max
，杆的总伸长l
。
14. 图示杆 1 和杆 2 的材料和长度都相同，但横截面面积 1
（A）bh ；
（B）bh tan ；
（C） bh ； （D） bh
。
h
cos
cos sin
答：C
2. 图示铆钉连接，铆钉的挤压应力 bs有如下四个答案
（A） 2F ； （B） F ；
π d2
2d
F
（C） F ； （D） 4F 。
材料力学习题及答案
材料力学-学习指导及习题答案第一章绪论1-1 图示圆截面杆，两端承受一对方向相反、力偶矩矢量沿轴线且大小均为M的力偶作用。
试问在杆件的任一横截面m-m上存在何种内力分量，并确定其大小。
解：从横截面m-m将杆切开，横截面上存在沿轴线的内力偶矩分量M x，即扭矩，其大小等于M。
1-2 如图所示，在杆件的斜截面m-m上，任一点A处的应力p=120 MPa，其方位角θ=20°，试求该点处的正应力σ与切应力τ。
解：应力p与斜截面m-m的法线的夹角α=10°，故σ＝p cosα=120×cos10°=118.2MPaτ＝p sinα=120×sin10°=20.8MPa1-3 图示矩形截面杆，横截面上的正应力沿截面高度线性分布，截面顶边各点处的正应力均为σmax=100 MPa，底边各点处的正应力均为零。
试问杆件横截面上存在何种内力分量，并确定其大小。
图中之C点为截面形心。
解：将横截面上的正应力向截面形心C简化，得一合力和一合力偶，其力即为轴力F N=100×106×0.04×0.1/2=200×103 N =200 kN其力偶即为弯矩M z=200×(50-33.33)×10-3 =3.33 kN·m1-4 板件的变形如图中虚线所示。
试求棱边AB与AD的平均正应变及A点处直角BAD的切应变。
解：第二章轴向拉压应力2-1试计算图示各杆的轴力，并指出其最大值。
解：(a) F N AB=F, F N BC=0, F N，max=F(b) F N AB=F, F N BC=－F, F N，max=F(c) F N AB=－2 kN, F N2BC=1 kN, F N CD=3 kN, F N，max=3 kN(d) F N AB=1 kN, F N BC=－1 kN, F N，max=1 kN2-2 图示阶梯形截面杆AC，承受轴向载荷F1=200 kN与F2=100 kN，AB段的直径d1=40 mm。