材料力学期末考试试.pdf

1 材料力学复习题(答案在最后面）绪论1.各向同性假设认为，材料内部各点的（）是相同的。（A）力学性质；（B）外力；（C）变形；（D）位移。2.根据小变形条件，可以认为()。（A）构件不变形；（B）构件不变形；（C）构件仅发生弹性变形；（D）构件的变形远小于其原始尺寸。3.在一截面的任意点处，正应力与切应力 的夹角()。(A)900；（B）450；（C）00；（D）为任意角。4.根据材料的主要性能作如下三个基本假设_、_、_。5.材料在使用过程中提出三个方面的性能要求，即_、_、_。6.构件的强度、刚度和稳定性（）。（A）只与材料的力学性质有关；（B）只与构件的形状尺寸关（C）与二者都有关；（D）与二者都无关。7.用截面法求一水平杆某截面的内力时，是对()建立平衡方程求解的。(A)该截面左段;(B)该截面右段;(C)该截面左段或右段;(D)整个杆。8.如图所示，设虚线表示单元体变形后的形状，则该单元体的剪应变为()。(A);(B)/2-;(C)2;(D)/2-2。答案1（A）2（D）3（A）4 均匀性假设，连续性假设及各向同性假设。5 强度、刚度和稳定性。6（A）7（C）8（C）拉 压1.轴向拉伸杆，正应力最大的截面和切应力最大的截面（）。(A）分别是横截面、45斜截面；（B）都是横截面，（C）分别是45斜截面、横截面；（D）都是 45斜截面。2.轴向拉压杆，在与其轴线平行的纵向截面上（）。（A）正应力为零，切应力不为零；（B）正应力不为零，切应力为零；（C）正应力和切应力均不为零；（D）正应力和切应力均为零。3.应力应变曲线的纵、横坐标分别为 FN/A，L/L，其中（）。（A）A 和 L 均为初始值；（B）A 和 L 均为瞬时值；（C）A 为初始值，L 为瞬时值；（D）A 为瞬时值，L 均为初始值。4.进入屈服阶段以后，材料发生（）变形。（A）弹性；（B）线弹性；（C）塑性；（D）弹塑性。5.钢材经过冷作硬化处理后，其（）基本不变。(A)弹性模量；（B）比例极限；（C）延伸率；（D）截面收缩率。6.设一阶梯形杆的轴力沿杆轴是变化的，则发生破坏的截面上（）。2（A）外力一定最大，且面积一定最小；（B）轴力一定最大，且面积一定最小；（C）轴力不一定最大，但面积一定最小；（D）轴力与面积之比一定最大。7.一个结构中有三根拉压杆，设由这三根杆的强度条件确定的结构许用载荷分别为F1、F2、F3，且 F1 F2 F3，则该结构的实际许可载荷 F 为（）。（A）F1；（B）F2；（C）F3；（D）（F1F3）/2。8.图示桁架，受铅垂载荷F50kN 作用，杆1、2 的横截面均为圆形，其直径分别为d1=15mm、d2=20mm，材料的许用应力均为 150MPa。试校核桁架的强度。9.已知直杆的横截面面积A、长度 L 及材料的重度、弹性模量E，所受外力P 如图示。求：（1）绘制杆的轴力图；（2）计算杆内最大应力；（3）计算直杆的轴向伸长。剪切1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）平行；（D）垂直。2.连接件应力的实用计算是以假设（）为基础的。（A）切应力在剪切面上均匀分布；（B）切应力不超过材料的剪切比例极限；（C）剪切面为圆形或方行；（D）剪切面面积大于挤压面面积。3.在连接件剪切强度的实用计算中,剪切许用力 是由()得到的.（A）精确计算；（B）拉伸试验；（C）剪切试验；（D）扭转试验。4.置于刚性平面上的短粗圆柱体AB，在上端面中心处受到一刚性圆柱压头的作用，如图所示。若已知压头和圆柱的横截面面积分别为150mm2、250mm2，圆柱AB的许用压应力c100MPa，许用挤压应力bs220MPa，则圆柱AB 将（）。（A）发生挤压破坏；（B）发生压缩破坏；（C）同时发生压缩和挤压破坏；（D）不会破坏。5.在图示四个单元体的应力状态中，（）是正确的纯剪切状态。A B F 压头3 P122P（A）（B）（C）（D）。6.图示 A 和 B 的直径都为d，则两者中最大剪应力为：（A）4bF/(a d2)；（B）4(a+b)F/(ad2)；（C）4(a+b)F/(b d2)；（D）4a F/(b d2)。正确答案是。7.图示销钉连接，已知Fp 18 kN，t18 mm,t2 5 mm,销钉和板材料相同,许用剪应力=600 MPa,许用挤压应力、bs=200 MPa，试确定销钉直径d。拉压部分：1（A）2（D）3（A）4（C）5（A）6（D）7（C）81146.5MPa 2116MPa 9（1）轴力图如图所示（2）max=P/A+L（3）l=PL/EA+L2/(2E)剪切部分：1（B）2（A）3（D）4（C）5（D）6（B）7 d=14 mm 扭转1.电动机传动轴横截面上扭矩与传动轴的（）成正比。（A）传递功率P；（B）转速 n；（C）直径 D；（D）剪切弹性模量G。2.圆轴横截面上某点剪切力的大小与该点到圆心的距离成正比，方向垂直于过该点的半径。这一结论是根据（）推知的。（A）变形几何关系，物理关系和平衡关系；（B）变形几何关系和物理关系；（C）物理关系；（D）变形几何关系。3.一根空心轴的内、外径分别为d、D。当 D2d 时，其抗扭截面模量为（）。（A）7/16 d3；（B）15/32 d3；（C）15/32 d4；（D）7/16 d4。4.设受扭圆轴中的最大切应力为，则最大正应力（）。（A）出现在横截面上，其值为；（B）出现在 450斜截面上，其值为2；（C）出现在横截面上，其值为2；（D）出现在 450斜截面上，其值为。5.铸铁试件扭转破坏是（）。P P+AL(+)4（A）沿横截面拉断；（B）沿横截面剪断；（C）沿 450螺旋面拉断；（D）沿 450螺旋面剪断。正确答案是。6.非圆截面杆约束扭转时，横截面上（）。（A）只有切应力，无正应力；（B）只有正应力，无切应力；（C）既有正应力，也有切应力；（D）既无正应力，也无切应力；7.非圆截面杆自由扭转时，横截面上（）。（A）只有切应力，无正应力；（B）只有正应力，无切应力；（C）既有正应力，也有切应力；（D）既无正应力，也无切应力；8.设直径为d、D 的两个实心圆截面，其惯性矩分别为IP（d）和 IP（D）、抗扭截面模量分别为 Wt（d）和 Wt（D）。则内、外径分别为d、D 的空心圆截面的极惯性矩IP和抗扭截面模量 Wt分别为（）。（A）IPIP（D）IP（d），WtWt（D）Wt（d）；（B）IPIP（D）IP（d），WtWt（D）Wt（d）；（C）IPIP（D）IP（d），WtWt（D）Wt（d）；（D）IPIP（D）IP（d），WtWt（D）Wt（d）。9.当实心圆轴的直径增加一倍时，其抗扭强度、抗扭刚度分别增加到原来的（）。（A）8 和 16；（B）16 和 8；（C）8 和 8；（D）16 和 16。10实心圆轴的直径d=100mm，长 l=1m，其两端所受外力偶矩m=14kN m，材料的剪切弹性模量 G=80GPa。试求：最大切应力及两端截面间的相对扭转角。11.阶梯圆轴受力如图所示。已知d2=2 d1=d，MB=3 MC=3 m，l2=1.5l1=1.5a，材料的剪变模量为G，试求：（1）轴的最大切应力；（2）A、C 两截面间的相对扭转角；（3）最大单位长度扭转角。1（A）2（B）3（B）4（D）5（B）6（C）7（A）8（B）9（A）10 max=71.4MPa，=1.02113max16dm444dGmaAC180324maxdGm平面图形的几何性质1.在下列关于平面图形的结论中，（）是错误的。（A）图形的对称轴必定通过形心；（B）图形两个对称轴的交点必为形心；（C）图形对对称轴的静矩为零；（D）使静矩为零的轴为对称轴。5 2.在平面图形的几何性质中，（）的值可正、可负、也可为零。（A）静矩和惯性矩；（B）极惯性矩和惯性矩；（C）惯性矩和惯性积；（D）静矩和惯性积。3.设矩形对其一对称轴z 的惯性矩为I，则当其长宽比保持不变。而面积增加1 倍时，该矩形对 z 的惯性矩将变为（）。（A）2I；（B）4I；（C）8I；（D）16I。4.若截面图形有对称轴，则该图形对其对称轴的（）。（A）静矩为零，惯性矩不为零；（B）静矩不为零，惯性矩为零；（C）静矩和惯性矩均为零；（D）静矩和惯性矩均不为零。5若截面有一个对称轴，则下列说法中（）是错误的。（A）截面对对称轴的静矩为零；（B）对称轴两侧的两部分截面，对对称轴的惯性矩相等；（C）截面对包含对称轴的正交坐标系的惯性积一定为零；（D）截面对包含对称轴的正交坐标系的惯性积不一定为零（这要取决坐标原点是否位于截面形心）。6.任意图形,若对某一对正交坐标轴的惯性积为零,则这一对坐标轴一定是该图形的()。（A）形心轴；（B）主惯性轴；（C）行心主惯性轴；（D）对称轴。7.有下述两个结论：对称轴一定是形心主惯性轴；形心主惯性轴一定是对称轴。其中（）。（A）是 正 确 的；是 错 误 的；（B）是 错 误 的；是 正 确 的；（C）、都是正确的；（D）、都是错误的。8三角形ABC，已知轴轴123/,121zzbhIz，则2zI为 _。1（D）2（D）3（D）4（A）5（D）6（B）7（B）8 1232bhIz弯曲内力1.在弯曲和扭转变形中，外力矩的矢量方向分别与杆的轴线（）。（A）垂直、平行；（B）垂直；（C）平行、垂直；（D）平行。2.平面弯曲变形的特征是（）。（A）弯曲时横截面仍保持为平面；C A Z2Z1h 23h b B 6（B）弯曲载荷均作用在同一平面内；（C）弯曲变形后的轴线是一条平面曲线；（D）弯曲变形的轴线与载荷作用面同在一个平面内。3.选取不同的坐标系时，弯曲内力的符号情况是（）。（A）弯矩不同，剪力相同；（B）弯矩相同，剪力不同；（C）弯矩和剪力都相同；（D）弯矩和剪力都不同。4.作梁的剪力图、弯矩图。5.作梁的剪力、弯矩图。答案1（A）2（D）3（B）4 5 弯 曲 应 力1 在下列四种情况中，（）称为纯弯曲。（A）载荷作用在梁的纵向对称面内；（B）载荷仅有集中力偶，无集中力和分布载荷；（C）梁只发生弯曲，不发生扭转和拉压变形；（D）梁的各个截面上均无剪力，且弯矩为常量。4kN.m 2m 2m 3kNm Aal C a BP Pa 6kN F sM6kN.m 14kN.m 2kN.m Pa M+P Fs+7 2.梁剪切弯曲时，其截面上（）。（A）只有正应力，无切应力；（B）只有切应力，无正应力；（C）即有正应力，又有切应力；（D）即无正应力，也无切应力。3.中性轴是梁的（）的交线。（A）纵向对称面与横截面；（B）纵向对称面与中性面；（C）横截面与中性层；（D）横截面与顶面或底面。4.梁发生平面弯曲时，其横截面绕（）旋转。（A）梁的轴线；（B）截面的中性轴；（C）截面的对称轴；（D）截面的上（或下）边缘。5.几何形状完全相同的两根梁，一根为铝材，一根为钢材，若两根梁受力状态也相同，则它们的（）。（A）弯曲应力相同，轴线曲率不同；（B）弯曲应力不同，轴线曲率相同；（C）弯曲应和轴线曲率均相同；（D）弯曲应力和轴线曲率均不同。6.等直实体梁发生平面弯曲变形的充分必要条件是（）。（A）梁有纵向对称面；（B）载荷均作用在同一纵向对称面内；（C）载荷作用在同一平面内；（D）载荷均作用在形心主惯性平面内。7.矩形截面梁，若截面高度和宽度都增加一倍，则其强度将提高到原来的（）。（A）2；（B）4；（C）8；（D）16。8.非对称薄壁截面梁只发生平面弯曲，不发生扭转的横向力作用条件是（）。（A）作用面平行于形心主惯性平面；（B）作用面重合于形心主惯性平面；（C）作用面过弯曲中心；（D）作用面过弯曲中心且平行于形心主惯性平面。9.在厂房建筑中使用的“鱼腹梁”实质上是根据简支梁上的（）而设计的等强度梁。（A）受集中力、截面宽度不变；（B）受集中力、截面高度不变；（C）受均布载荷、截面宽度不变；（D）受均布载荷、截面高度不变。10.设计钢梁时，宜采用中性轴为（）的截面。（A）对称轴；（B）靠近受拉边的非对称轴；（C）靠近受压力的非对称轴；（D）任意轴。11.T 形截面外伸梁，受力与截面尺寸如图所示，其中C为 截 面 形 心。梁 的 材 料 为 铸 铁，其 抗 拉 许 用 应 力30MPat，抗压许用应力60MPac。试校核该梁是否安全。8 ACDB(kN.m)25zM14.1(b)(a)RAFRBF12.图示矩形截面简支梁，承受均布载荷q 作用。若已知 q2 kN/m，l3 m，h2b240 mm。试求截面横放(图 b)和竖放(图 c)时梁内的最大正应力，并加以比较。1（D）2（C）3（A）4（B）5（A）6（B）7（C）8（D）9（A）10（A）11.解：（1）先计算 C 距下边缘130mmCy组合截面对中性轴的惯性矩为742.136 10 mmzI0BM，FRA=37.5kN（）25150212BMkNm 75.0505.37RqFxAm 处弯矩有极值1.14212RqxxFMACkNm（2）C 截面3m a x514.1100.13 00.13 085.8M Pa2 1.3 61 0CttzMI不安全（3）B 截面3m a x62 51 00.050.0 505 8.5 M Pa2 1.3 61 0BttzMIm a x0.1 3 01 5 2 M P aBcczMI不安全。12.解：（1）计算最大弯矩2323max2 10 N/m3m2 25 10 N m88.qlM（2）确定最大正应力9 平放：36maxmax22332 25 10 N m63 91 10 Pa=391 MPa240 10 m120 10 m6.Mhb竖放：36maxmax22332 25 10 N m61 95 10 Pa=195 MPa120 10m240 10 m6.Mbh（3）比较平放与竖放时的最大正应力：maxmax平放竖放3.9121.95*弯 曲 变 形1.梁的挠度是（）。（A）横截面上任一点沿梁轴垂直方向的线位移；（B）横截面形心沿梁轴垂直方向的线位移；（C）横截面形心沿梁轴方向的线位移；（D）横截面形心的位移。2.在下列关于梁转角的说法中，（）是错误的。（A）转角是横截面绕中性轴转过的角位移：（B）转角是变形前后同一横截面间的夹角；（C）转角是横截面之切线与轴向坐标轴间的夹角；（D）转角是横截面绕梁轴线转过的角度。3.梁挠曲线近似微积分方程()MxwEII 在（）条件下成立。（A）梁的变形属小变形；（B）材料服从虎克定律；（C）挠曲线在xoy 面内；（D）同时满足（A）、（B）、（C）。4.等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线曲率在最大（）处一定最大。（A）挠度；（B）转角：（C）剪力；（D）弯矩。5.在利用积分法计算梁位移时，待定的积分常数主要反映了（）。（A）剪力对梁变形的影响；（B）对近似微分方程误差的修正；（C）支承情况对梁变形的影响；（D）梁截面形心轴向位移对梁变形的影响。6.若两根梁的长度L、抗弯截面刚度EI及弯曲内力图均相等，则在相同的坐标系中梁的（）。（A）挠度方程w x一定相同，曲率方程1x不一定相同；（B）w x不一定相同，1x一定相同；（C）w x和1x均相同；（D）w x和1x均不一定相同。10 2m1m7.在下面这些关于梁的弯矩及变形间关系的说法中，（）是正确的。（A）弯矩为正的截面转角为正；（B）弯矩最大的截面转角最大；（C）弯矩突变的截面转角也有突变；（D）弯矩为零的截面曲率必为零。8.若已知某直梁的抗弯截面刚度为常数，挠曲线的方程为4w xcx，则该梁在0 x处的约束和梁上载荷情况分别是（）。（A）固定端，集中力；（B）固定端，均布载荷；（C）铰支，集中力；（D）铰支，均布载荷。9.已知等截面直梁在某一段上的挠曲线方程为22246w xAxlxlx，则该段梁上（）。（A）无分布载荷作用；（B）有均布载荷作用；（B）分布载荷是x 的一次函数；（D）分布载荷是x 的二次函数。10.应用叠加原理求位移时应满足的条件是（）。（A）线弹性小变形；（B）静定结构或构件；（C）平面弯曲变形；（D）等截面直梁。11直径为d=15 cm 的钢轴如图所示。已知FP=40 kN，E=200 GPa。若规定A 支座处转角许用值5.2410-3 rad，试校核钢轴的刚度1（B）2（A）3（D）4（D）5（C）6（B）7（D）8（D）9（B）10（A）11 A=5.3710-3 rad 不安全应力状态强度理论1.在下列关于单元体的说法中，正确的：单元体的形状变必须是正六面体。（A）单元体的各个面必须包含一对横截面。（B）单元体的各个面中必须有一对平行面。（C）单元体的三维尺寸必须为无穷小。3.在单元体上，可以认为：（A）每个面上的应力是均匀分布的，一对平行面上的应力相等；（B）每个面上的应力是均匀分布的，一对平行面上的应力不等；（C）每个面上的应力是非均匀分布的，一对平行面上的应力相等；（D）每个面上的应力是非均匀分布的，一对平行面上的应力不等。5.受内压作用的封闭薄圆筒，在通过其内壁任意一点的纵、横面中（A）纵、横两截面都不是主平面；（B）横截面是主平面，纵截面不是；（C）纵、横两截面都是主平面；（D）纵截面是主平面，横截面不是。7.研究一点应力状态的任务是（A）了解不同横截面的应力变化情况；11（B）了解横截面上的应力随外力的变化情况；（C）找出同一截面上应力变化的规律；（D）找出一点在不同方向截面上的应力变化规律。9.单元体斜截面应力公式a=（xy）/2+（x-y）cos2/2-xysin2 和a=（x-y）sin2a/2+xycos2的适用范围是：（A）材料是线弹性的；（B）平面应力状态；（C）材料是各向同性的；（D）三向应力状态。11.任一单元体，（A）在最大正应力作用面上，剪应力为零；（B）在最小正应力作用面上，剪应力最大；（C）在最大剪应力作用面上，正应力为零；（D）在最小剪应力作用面上，正应力最大。13.对于图86 所示的应力状态（021），最大切应力作用面有以下四种，试选择哪一种是正确的。(A)平行于2的面，其法线与1夹45角；(B)平行于1的面，其法线与2夹45角；(C)垂直于1和2作用线组成平面的面，其法线与1夹45角；(D)垂直于1和2作用线组成平面的面，其法线与2夹30角。15.在某单元体上叠加一个纯剪切应力状态后，下列物理量中哪个一定不变。（A）最大正应力；（B）最大剪应力；（C）体积改变比能；（D）形状改变比能。17.铸铁构件的危险点的应力状态有图88 所示四种情况：dcab（A）四种情况安全性相同；（B）四种情况安全性各不相同；（C）a与 b 相同，c 与 d 相同，但a、b 与 c、d 不同；（D）a 与 c 相同，b 与 d相同，但a、c 与 b、d 不同。1 2 图 86 图 88 12 19.比较图 810 所示四个材料相同的单元体的体积应变（VV）：(A)四个 均相同；(B)四个 均不同；(C)仅（）与（）相同；(D)(c)与(d)肯定不同。1（D）3（A）5（C）7（D）9（B）11（A）13（C）15（C）17（C）19（A）组合变形1图 9-12 所示结构，力FP在 x y 平面内,且 FP/x，则 AB 段的变形为A)双向弯曲;B)弯扭组合;C)压弯组合;D)压、弯、扭组合2.通常计算组合变形构件应力和变形的过程是，先分别计算每种基本变形各自引起的应力和变形，然后再叠加这些应力和变形。这样做的前提条件是构件必须为（）。（A）线弹性杆件；（B）小变形杆件；（C）线弹性、小变形杆件；（D）线弹性、小变形直杆。3.根据杆件横截面正应力分析过程，中性轴在什么情形下才会通过截面形心？关于这一问题，有以下四种答案，试分析哪一种是正确的。（A）My=0 或 Mz=0，FNx0；（B）My=Mz=0，FNx0；（C）My=0，Mz0，FNx0；1=2=3=30MPa 3 2 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1=45MPa 2=35MPa 3=10MPa 1=90MPa 2=3=0 1=2=45MPa 3=0 图 810 图 912 z A y x FPB 13 B-BhbBBAAh/3h（D）My0 或 Mz0，FNx0。4.关于斜弯曲的主要特征有以下四种答案，试判断哪一种是正确的。（A）My0，Mz0，FNx0；，中性轴与截面形心主轴不一致，且不通过截面形心；（B）My0，Mz 0，FNx0，中性轴与截面形心主轴不一致，但通过截面形心；（C）My0，Mz 0，FNx0，中性轴与截面形心主轴平行，但不通过截面形心；（D）My0，Mz0，FNx0，中性轴与截面形心主轴平行，但不通过截面形心。6.等边角钢悬臂梁，受力如图所示。关于截面A 的位移有以下四种答案，试判断哪一种是正确的。（A）下移且绕点O 转动；（B）下移且绕点C 转动；（C）下移且绕z 轴转动；（D）下移且绕z轴转动。7.四种不同截面的悬臂梁，在自由端承受集中力，其作用方向如图图9-15 所示，图中O 为弯曲中心。关于哪几种情形下，只弯不扭，可以直接应用正应力公式，有以下四种结论，试判断哪一种是正确的。A）仅(a)、(b)可以；（B）仅(b)、(c)可以；（C）除(c)之外都可以；（D）除(d)之外都不可以。8.图 9-16 所示中间段被削弱变截面杆，杆端受形分布载荷，现研究分应力分布情况：（）、两截面应力都是均布的；（）、两截面应力都是非均布的；（）应力均布；应力非均布；（）应力非均布；应力均布。9.关于圆形截面的截面核心有以下几种结论，其中（）错误的。（A）空心圆截面的截面核心也是空心圆；（B）空心圆截面的截面核心是形心点；（C）实心圆和空心圆的截面核心均是形心点；图 9-15 图 9-16 14(D)(B)(C)(A)aFP（D）实心圆和空心圆的截面核心均是空心圆。10.杆件在（）变形时，其危险点的应力状态为图9-17 所示状态。（A）斜弯曲；（B）偏心拉伸；（C）拉弯组合；（D）弯扭组合。11.图示四个单元体中的哪一个，是图示拐轴点a的初应力状态：12.焊件内力情况如示，欲用第三强度理论对A、B、C、D 四个截面进行校验，现有如下三个公式（a）313r；（b）2234r；（c）22z3W1TMr。式中1、3为危险点主应力，、为危险点处横截面上的应力，M、T 为危险点处横截面上的弯矩和扭矩。（A）A、B、C、D 四个截面的相当应力用（a）、（b）、（c）表达均可以；（B）对四个截面都适用的相当应力公式只有（a）；（C）三个表达式中没有一个适用于全部四个截面；（D）（a）、（b）两式对全部四个截面都适用。1（C）2（C）3（D）。只要轴力0N xF，则截面形心处其拉压正应力一定不为零，而其弯曲正应力一定为零，二者叠加的结果，其合正应力一定不为零，所以其中性轴一定不通过截面形心，所以正确答案是（D）。4（B）。斜弯曲时，由于轴力为零，所以中性轴一定通过截面形心。而且斜弯曲与平面弯曲的不同点之一是中性轴与形心主轴不一致。所以，正确答案是（B）。6（D）。将力 FP向弯曲中心简化得到一个力和一个力偶，力偶的转向为顺时针。所以，正确答案是（D）。7（D）。因为力 FP的作用线通过弯曲中心，而且沿着对称轴方向，因而产生平面弯曲。平面弯曲时，横截面绕中性轴转动，而中性轴通过截面形心，所以，正确答案是（D）。8（C）9（D）10（D）11（D）12（D）图 9-17+ABCDFNMT