《材料力学》期末考试试卷A、B卷及答案.pdf
.*学院期末考试试卷 考试科目?材料力学?考试成绩 试卷类型 A 考试形式 闭卷 考试对象 土木本科 一、填空题总分 20 分，每题 2 分 1、杆件在外力作用下，其内部各局部间产生的 ，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、求解组合变形的根本方法是 。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12NPP，下面说法正确的选项是 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，=d/D。其抗扭截面系数为 。A )1(163DWP B )1(1623DWP C )1(1633DWP D )1(1643DWP 6、在没有荷载作用的一段梁上，A.剪力图为一水平直线 C没有内力 7、在平行移轴公式21ZZIIa A中，其中Z轴和轴1Z轴互相平行，那么 。A.Z 轴通过形心 B.1Z轴通过形心 C.都不一定要通过形心 D.a 是 Z 轴与1Z轴之间的距离。所以 a0 8、梁弯曲时，梁的中性层 。A.不会弯曲 B.不弯曲但长度会改变 C.会弯曲但长度不会改变 9、铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀而被胀裂，而管内的冰却不会破坏。这是因为 。A.冰的强度较铸铁高；B.冰处于三向受压应力状态；C.冰的温度较铸铁高；D.冰的应力等于零。10、设和分别是压杆的稳定系数和柔度系数，。A对同一种材料制成的压杆，值较大那么值就越小；B值越大，值就越小，这与压杆所用材料无关；C当1 时，压杆肯定是稳定的，不必对其进行稳定计算；D值与压杆杆端的约束情况无关。三、简答题总分 24 分，每题 6 分 A B 1 C 2 F.1、拉压杆通过铆钉连接在一起时，连接处的强度计算包括哪些计算？2、在梁横截面的中性轴上，其正应力和切应力的值如何？3、梁的变形用什么来度量的？这些量的几何意义各是什么？4、工程中提高压杆稳定性的措施主要从哪几个方面入手？四、画出以下梁的剪力图和弯矩图。10 分 五、计算总分 26 分 1.试用解析法求图中平面应力状态的主应力，图中应力单位为 MPa。7 分.2.一钢制的空心圆管，外径和内径分别为 12mm 和 10mm，杆长 380mm，钢材的弹性模量E=210GPa。试用欧拉公式求钢管的临界力。在实际使用时，其承受的最大工作压力Fmin=2250N，规定的稳定平安系数为 nst=3.0，试校核钢管的稳定性 两端作铰支考虑。7 分 3.工 字 钢 制 成 的 简 支 梁 如 下 图，l=6m，P=60KN，q=8KN/m，材 料 的 容 许 应 力.MPaMPa90,160。试选择工字钢的型号。12 分 工字钢型号 腹板宽度 b(mm)Wz 3()cm*zzIS(cm)28a 508 32a 692 *学院期末考试试卷 考试科目?材料力学?考试成绩 试卷类型 B 考试形式 闭卷 考试对象 土木本科 一、填空题总分 20 分，每题 2 分 1、求杆件任一截面上的内力时，通常采用 法。2、工程中常以伸长率将材料分为两大类：伸长率大于5%的材料称为 材料。3、梁截面上剪力正负号规定，当截面上的剪力使其所在的别离体有 时针方向转动趋势时为负。4、虎克定律可以写成/NlF l EA，其中 E 称为材料的 ，EA 称为材料的 。5、材料力学在研究变形固体时作了连续性假设、假设、假设。6、在常温、静载情况下，材料的强度失效主要有两种形式：一种是 ，一种是 。7、在设计中通常由梁的 条件选择截面，然后再进行 校核。8、外力的作用平面不与梁的形心主惯性平面重合或平行，梁弯曲后的扰曲轴不在外力作用平 面内，通常把这种弯曲称为 。9、在工程实际中常见的组合变形形式有斜弯曲、，。10、当材料一定时，压杆的柔度越大，那么其稳定系数值越 。二、单项选择(总分 20 分，每题 2 分).1、构件的刚度是指()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 2、轴向拉伸细长杆件如下图，那么正确的说法应是()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 3、如下图受力杆件的轴力图，其中正确的选项是 。4、单位长度扭转角与 无关。A 杆的长度；B 扭矩 C 材料性质；D 截面几何性质。5、当梁的某段上作用均布荷载时。该段梁上的 。A.剪力图为水平直线 B 弯矩图为斜直线。C.剪力图为斜直线 D 弯矩图为水平直线 6、应用叠加原理求梁横截面的挠度、转角时，需要满足的条件是 。A 梁必须是等截面的 B 梁必须是静定的 C 变形必须是小变形；D 梁的弯曲必须是平面弯曲 7.假设某轴通过截面的形心，那么 A该轴一定为主轴，B.该轴一定是形心轴 C在所有轴中，截面对该轴的惯性矩最小。D.截面对该轴的静矩等于零。8、关于中性轴，以下说法正确的选项是 。A.中性轴是梁的轴线 B.中性轴的位置依截面上正应力的分布而定 C.梁弯曲时，中性轴也随之弯曲 D.中性轴是中性层与横截面的交线。9、影响梁弯曲程度越大的原因是 。A.抗弯刚度越大 B.抗弯刚度越小，而截面上的弯矩越大 C.抗弯刚度越大，而截面上的弯矩越小 D.截面上的弯矩越小 P P 1 1 2 2 P2PP2PP2PP2PP2P()A()B()C()D.10、某点的应力状态如下图,当x,y,z不变,x增大时,关于x值的说法正确的选项是 A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判定 三、简答题总分 24 分，每题 6 分 1、梁的受力图如下图，画剪力图时应分几段？画弯矩图时应分几段？2、一般条件下，梁的强度条件是由什么强度来控制的？3、用叠加法求梁的位移，应具备什么条件？4、什么是强度理论？怎样分类的？常用的强度理论有那些？四、画出以下梁的剪力图和弯矩图。10 分 .五、计算总分 24 分 1、试用解析法求图中平面应力状态的主应力，图中应力单位为 MPa。7 分 2、图示结构中，AB 及 AC 均为圆截面细长杆，材料弹性模量 E=200GPa，截面惯性矩642.01 10Im，试求此结构的临界荷载crF。7 分 .3、图示外伸梁中，l=3m，b=80mm，h=120mm，q=2KN，材料的容许应力MPa10，MPa2.1，试校核梁的强度。12 分 A 卷参考答案 一、填空题总分 20 分，每题 2 分 1、相互作用力 2、maxmax NFA 3、弹性、屈服、强化、颈缩 4、长度 角度 5、负 6、强度 7、脆性、塑性 8、叠加法 9、圣维南原理 10、临界力、细长 二、选择题(总分 20 分，每题 2 分)1、D 2、C 3、A 4、C 5、D 6、A 7、A 8、C 9、B 10、A 三、简答题总分 24 分，每题 6 分 1、答：拉压杆通过铆钉连接在一起时，连接处的强度计算包括：1拉杆本身的受拉或者受压强度计算；2铆钉所受剪切力引起的剪切强度计算；3杆件与铆钉之间的挤压强度计算。.2、答：一般来说，在梁横截面的中性轴上，正应力为零，而切应力到达最大值。3、答：描述梁的变形有两个相互关联的量：1梁横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移称为挠度；2横截面绕中性轴发生转动的角位移称为转角。4、答：由计算临界力的欧拉公式可知，提高压杆稳定性的措施主要从压杆的截面形状和尺寸、压杆的长度、杆端约束以及材料的力学性能方面入手。四、画出以下梁的剪力图和弯矩图。10 分 五、计算总分 26 分 1.7 分 解：2max2229010 xyxyxminMPa 所以，1max90MPa，20，3min10MPa。2.7 分 解：钢管横截面的惯性矩 4484()0.0527 1064IDdm 应用欧拉公式 229822210 100.0527 1075640.38crEIFNl 临界压力与实际工作压力之比，即为压杆工作时的平安系数，故 min75643.362250crstFnnF SFM4kN2kN6kN4kN m8kN m.所以，钢管是满足稳定性要求的。3.12 分 解：1首先求得两支座反力值为 1(2)8422qlNPqlPKN。最大剪力发生在两个支座处，其值为：,max842SqlFPKN；最大弯矩发生在跨中，其值为：22max2()13()266 12868qlqllllPlMPqql 或者：22max()223868qlllqlPlqlMPP 2由最大弯矩确定最大正应力，从而选择截面：2maxmax168 zzPlqlMWW，所以32326560 10618 10663668 160 10zPlqlW 330.0006600mcm 查表得：No.32a 号工字梁3692zWcm，满足要求，其它参数为：*27.5,9.5zzIcm bmmS。3校核最大剪应力：最大剪应力为：*,maxmaxSzzFSI b*()2zzqlPSI b33238 10660 10227.5 109.5 10632.15 1032.15PaMPa 90MPa，故剪应力也满足要求。最后，选择 No.32a 号工字梁。B 卷参考答案 一、填空题总分 20 分，每题 2 分 1、截面 2、塑性 3、逆 4、弹性模量、抗拉压刚度 5、均匀性、各向同性 6、塑性屈服、脆性断裂 7、强度、刚度 8、斜弯曲 9、拉伸或压缩与弯曲的组合、扭转与弯曲的组合 10、小.二、选择题总分 20 分，每题 2 分 1、A 2、B 3、C 4、A 5、C 6、C 7、D 8、D 9、B 10、A 三、简答题总分 24 分，每题 6 分 1、答：1画剪力图时应分为三段：AB、BD、DE；2画弯矩图时应分为四段：AB、BC、CD、DE。2、答：一般条件下，梁的强度条件是由弯矩引起的正应力强度条件所控制的，同时还要验证由横向荷载引起的切应力强度条件。3、答：应用叠加法计算梁的位移应具备以下根本条件：1所发生的变形为小变形；2材料服从胡克定律。在此条件下，梁的转角或者位移与荷载之间是线性关系。4、答：强度理论是关于材料发生强度失效力学因素的假说。在常温、静载情况下，一般是按材料的强度失效形式进行分类的。常用的强度理论有适用于脆性断裂的强度理论：最大拉应力理论第一强度理论和最大拉应变理论第二强度理论，以及适用于塑性屈服的强度理论：最大切应力理论第三强度理论和畸变能理论第四强度理论。四、画出以下梁的剪力图和弯矩图。10 分 五、计算总分 26 分 1.7 分 解：2max22211010 xyxyxminMPa 所以，1max110MPa，2min10MPa，30。/8ql/2ql2/8ql232qlM.2.7 分 解：分别计算各杆可承当的临界荷载，取其中小值。1 计算在 F 力作用下各杆的轴力 由 A 点的静力平衡方程得 11cos60,2;2oNNFFFFF 22232sin60,1.1523oNNNFFFFFF 2 用欧拉公式计算各杆的临界力，确定结构的 临界荷载 22961221200 102.01 10330.71 4 cos30NoEIFKNl 112661.4crNFFKN 22962222200 102.01 109901 4 cos30NoEIFKNl 221.151139crNFFKN 取该结构的临界荷载中的较小者，即661.4crFKN。3、12 分 解：1 求支座反力 34.54BCFFqlKN 2 正应力强度条件校核 max2716MKN m，maxmaxmax28.8 6zMMMPabhW 3切应力强度条件校核,max3SFKN，*,maxmax0.47SZZFSMPaIb，或者：,maxmax30.472SFMPaA 综上分析，梁的强度条件满足。
