【精编】材料力学试题及答案.pdf

1 材料力学-模拟试题一、单项选择题1.截面上的全应力的方向（）A、平行于截面 B、垂直于截面 C、可以与截面任意夹角 D、与截面无关2.脆性材料的延伸率（）A、小于 5%B、小于等于5%C、大于 5%D、大于等于5%3.如图所示简支梁，已知C点转角为。在其它条件不变的情况下，若将荷载F减小一半，则C点的转角为（）A、B、C、D、24.危险截面是（）所在的截面。A、最大面积 B、最小面积 C、最大应力 D、最大内力5.图示单元体应力状态，沿x 方向的线应变x 可表示为（）A、Ey B、)(1yxE C、)(1xyE D、G6.描述构件上一截面变形前后的夹角叫（）A、线位移 B、转角 C、线应变 D、角应变7.塑性材料的名义屈服应力使用（）A、S表示 B、b表示 C、p表示 D、表示8.拉（压）杆应力公式AFN的应用条件是（）A、应力在比例极限内B、应力在屈服极限内C、外力合力作用线必须沿着杆的轴线D、杆件必须为矩形截面杆9.下列截面中，弯曲中心与其形心重合者是（）A、Z 字形型钢 B、槽钢 C、T 字形型钢 D、等边角钢10.如图所示简支梁，已知 C点转角为。在其它条件不变的情况下，若将杆长增加一倍，则 C点的转角为（）A、2 B、4FCFC2 C、8 D、16二、填空题1.用主应力表示的第四强度理论的相当应力是。2.已知自由落体冲击问题的动荷系数Kd，对应静载荷问题的最大位移为jmax，则冲击问题的最大位移可以表示为。3.图示木榫联接。横截面为正方形，边长为a，联接处长度为2t。则木榫联接处受剪切面的名义切应力等于。4.主平面上的切应力等于。5.功的互等定理的表达式为。6.自由落体冲击问题的动荷系数为jdhK211，其中h表示。7.交变应力循环特征值r等于。8.变截面梁的主要优点是_。等强度梁的条件是_。9.一受拉弯组合变形的圆截面钢轴，若用第三强度理论设计的直径为3d，用第四强度理论设计的直径为4d，则3d_4d。10.若材料服从胡克定律，且物体的变形满足小变形，则该物体的变形能与载荷之间呈现_关系。三、计算题1.水轮机主轴输出功率P=37500 kW，转速n=150 r min，叶轮和主轴共重W=300 kN，轴向推力F=5000 kN，主轴内外径分别为d=350 mm，D=750 mm，=100 MPa，按第四强度理论校核主轴的强度。（12 分）FF2taFWTT3 2.图示托架，F=20 kN，CD杆为刚杆，AB为圆管，外径D=50 mm，内径d=40 mm，材料为 Q235钢，弹性模量E=200 GPa，a=304MPa，b=，p=105，S=，AB杆的规定稳定安全因数 nst =2。试校核此托架是否安全。（10 分）3.图示桁架各杆抗拉压刚度EA相等，试求各杆的内力。（8 分）4.图示皮带轮传动轴尺寸及受力已知，=80 MPa，按第四强度理论选择轴的直径d。（12 分）5.图示外径D=100mm，内径d=80mm的钢管在室温下进行安装，安装后钢管两端固定，此时钢管两端不受力。已知钢管材料的线膨胀系数=10-6 K-1，弹性模量E=210 GPa，s=306 MPa，p=200 MPa，a=460 MPa，b=MPa。试求温度升高多少度时钢管将失稳。（10 分）FADBC1.50.530 lDCBAF10kNA5BC442D4104kxyzdd4 6.求图示简支梁的剪力图和弯矩图，并求出最大剪力和最大弯矩。（8 分）。7.直径mmd20的圆轴受力如下图所示。已知E=200GPa。今测得轴向应变610320a，横向应变61096b。OC方向应变610565c。计算轴向外力 P及扭转力偶矩 M。（10 分）MPcbaCABaaFFa/2xxy5 答案：一、DABCB BACAB二、1.)13()32()21(212222.1)1(22maxdjK3.2aF4.05.212121FF6.自由落体的高度7.maxm in或minmax8.加工方便，结构优化，合理分配载荷；)()(xMxW9.等于10.非线性三1.扭矩MPa39.21503750095499549nP轴向MPaAF3.15)35.075.0(4/110)5000300(W223MPax3.15MPaxy39.20yx0y主应力：2212)2(2xyyxyxMPa42.151MPa253.03第四强度理论为)13()32()21(21222=nst 安全。3.0 xF0sinsinBAFFF0yF0coscosCBAFFF因为各杆抗拉压刚度EA相等，0coscosCBA所以0cos2CBAFFFFA=FB=sin2F FC=04.KNFCy5.17800100014KNFCz780040014KNFFFDCyAy5.3KNFFFCzBAz7轴受到的扭矩图和弯矩图如下：T：kNEIFcr35710)1(645014.31020014.310006443222BAAD6RD7 My：A C D Mz：B段到 D段的扭矩为mKNT.5.125.0)410(C处mKNFMCyy.148.0B处KNFMBz6.54.0B、C面可能为危险面：mKNMB.978.86.5722mKNMC.14C为危险截面MPadTMWr805.175.0143275.01223224mmd5.1215.温升时，21使轴受压力NF。这时轴向载荷作用下的静不定问题。变形协调条件：121ttlttEAlFlN122由此解出轴所受的轴向载荷为EAtEAttFN2122175.10121PE92.592bas032.0)(41)1(6412244dDDAIi032.0lil1)ml1则28 临界载荷EAtFAFNscr2KEts57.1162）ml2则12临界载荷EAtFAbaFNcr22)(KEbat57.11623）ml5则1临界载荷EAtFlEIFNcr222)(KliAIlt68.516.+_最大剪力为3/4F，最大弯矩为3/4Fa。7.（1）测点 O处的应力状态axEdPAP24代入数值 d=20mm,E=200GPa,610320a得：P=（2）由广义胡克定理可知：ExxxxyyEE3.010320109666abxy3/131/4Fa9 由二向应力状态的斜截面应力公式aaxyyxyxa2sin2cos22得xyx245xyx245由式可得MPaEcxy7.691)21(按切应力公式tWT可知：mNdWMxytxy.109163