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材料力学试题及解析(1)

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发表于 2020-3-12 23:28:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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试卷解析
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<现在开始正题了哦,认真仔细看下面正文文章> 材料力学试题及解析
(1) 一、单项选择题 (共10小题,每小题2分,共20分)  (  )
1、表示一点处变形程度的两个物理量是         。 A.线位移和角位移;            B.纵向变形和横向变形; C.正应变和切应变;            D.基本变形和组合变形。 (  )

2、低碳钢整个拉伸过程中,材料只发生弹性变形的应力范围是不超过   。 A.比例极限p;               B.弹性极限e; C.屈服极限s;               D.强度极限b。 (  )

3、延伸率公式lll100%1100%中的l1是指         。
llA.断裂前试件的长度;           B.断裂后试件的长度; C.断裂前标距的长度;           D.断裂后标距的长度。 (  )

4、在连接件部分强度计算时,剪切面、挤压面分别      和      于外力。 A.垂直、平行;                B.平行、垂直; C.垂直、垂直;                D.平行、平行。
(  )

5、下图所示单元体中,应力状态正确的是         。 A.;    C.;    D.。 ;   B.(  )

6、一等直圆轴,两端受扭转力偶矩作用,若将轴的直径增加一倍,则其扭转刚度变为原来的     倍。                                      A.2;          B.4;           C.8 ;           D.16。
(  )

7、如图所示受轴向外载荷作用的拉压杆件,则杆内的最大轴力FNmax为     。  A.3kN;       B.4kN;        C.5kN;         D.8kN。 F4kN8kN5kNFABCD    AaCbDaB      (第7题)                            (第8题) (  )

8、简支梁受力如图所示,则在梁上        段处于纯弯曲状态。  A.全梁都是;    B.CD段;    C.AC和BD段;   D.全梁都不是。
  1
(  )

9、梁弯曲变形时,挠度w和转角间的关系dw成立的条件是       。 dxA.梁发生平面弯曲;              B.小变形假设; C.平截面假设;                  D.以上三个条件同时成立。
(  )

10、细长压杆临界力欧拉公式的使用范围为       。 2E2E2E2EA.;  B.;  C.;  D.。
sspp二、填空题(共8小题,每空1分,共15分)

1、杆件的基本变形一般有:            、剪切、       和       四种。

2、工程上一般将低碳钢Q235的拉伸过程分为以下四个阶段:弹性阶段、        阶段、       阶段和颈缩阶段。

3、两根轴向拉伸杆件,所受外力相同均为F,杆长均为L,横截面积均为A,弹性模量E1E2,则两根杆件轴力FN1   FN2;两杆轴向变形l1    l2。

4、圆截面低碳钢试件扭转时:沿                  发生破坏; 圆截面铸铁试件扭转破坏时:沿                  发生破坏。


5、工程上以弯曲变形为主的构件称为梁,按支承形式静定梁可分为: ①简支梁、②            、③            。

6、构件在外力作用下发生变形时,描述以下各量所表示的构件的刚度:EA为抗拉(压)刚度;GIP为         刚度;EIz为          刚度。  

7、细长压杆两端受压力作用失稳时,其临界载荷欧拉公式为          。

8、材料的破坏形式一般可分为塑性屈服和            。
三、判断题(共10小题,每小题1分,共10分,在题号前的括号里正确的“√”,错误的画“×”) (  )

1、在轴向拉伸(压缩)的杆件内只有正应力没有切应力。  (  )

2、只有在线弹性范围内,才可使用叠加原理计算杆件的应力和变形。 (  )

3、传动轴的转速越高,则轴横截面上所受的扭矩也越大。 (  )

4、以下两种材料相同但几何尺寸不同的受力构件,其扭矩图是相同的。  2
MeMe2dMe2dMed (  )

5、等截面直杆受扭变形后杆横截面保持为平面,其形状、大小均保持不变。
(  )

6、梁发生平面弯曲时,变形后梁的挠曲线是载荷作用平面内的平面曲线。 (  )

7、根据应力状态分析可知,主应力作用平面上的切应力一定为零。
(  )

8、在梁的变形中,正弯矩将产生正的转角,而负弯矩将产生负的转角。
(  )

9、按照强度理论的观点,最大切应力理论和畸变能密度理论一般适用于材料的塑性屈服破坏。 (  )

10、同种材料制成的压杆,其柔度越大临界应力越小。 2aaa四、作图题(共1小题,共12分) 2如图所示外伸梁,已知载荷集度q和长度a,且Fqa,Meqa,试绘制该梁的剪力图和弯矩图。
(支反力FC15qa,FDqa。
机设、热动、过控专业按22机械类要求作图;水利水电专业按土建类要求作图,否则不得分)   qMeqa2FqaAa CaDaB 五、计算题(共4小题,共43分)

1、实心圆截面传动轴,其直径d60mm,横截面上的最大扭矩为Tmax1.6kNm,许用切应力50MPa,许用单位长度扭转角1/m,切变模量G80GPa,试校核圆轴的强度和刚度。(10分)   

2、图示悬臂梁AB,横截面为矩形,尺寸及载荷如图所示,其中F15kN,Me20kNm,b100mm,h150mm,材料的许用应力100MPa。试作该梁的弯曲内力图并校核梁的强度。(12分)  3
FA3mMebhyCB2mz   

3、从构件内危险点取出一单元体,已知原始单元体的应力状态如图所示。

(1)求该单元体的主应力;

(2)求第四强度理论相当应力r4。(11分)          302020单位:MPa

4、直径d100mm的圆截面轴如图所示,已知材料的许用应力=165MPa。
作用在B端的载荷F10kN、MB12kNm。试确定该轴危险截面位置并按照第三强度理论校核此轴的强度。
(10分) yFx900mmMBzAB    4
一、单项选择题(共10小题,每小题2分,共20分)

1、C;   

2、B;   

3、D;   

4、B;   

5、A;

6、D;   

7、C;   

8、B;   

9、D;   

10、A; 二、填空题(共8小题,每空1分,共15分)

1、轴向拉伸(压缩);扭转;弯曲     

2、屈服;强化

3、=;<                           

4、横截面;45°螺旋面

5、外伸梁;悬臂梁                          

6、抗扭刚度;抗弯刚度 2EI

7、Fcr2l;                       

8、脆性断裂 三、判断题(共10小题,每空1分,共10分)

1、×;   

2、√;   

3、×;   

4、√;   

5、×;

6、√;   

7、√;   

8、×;   

9、√;   

10、√; 四、作图题(共1小题,总计12分) qMeqa2FqaqMeqa2FqaAaCaDaBAaCaDaBFsOqaFsxOqaxqaqa3qa2MOqa223qa22qa2xqa2qa22qa2O   或   Mx机械类2qa2土建类 剪力图:3值3线(6分);弯矩图:3值3线(6分)。 五、计算题(共4小题,总计42分)  5


1、(10分)解:圆形截面的极惯性矩: Ipd43260mm3241.27106mm4,                   (13分) 分) 抗扭截面系数:Wd316p60mm164.24104mm3             (1轴的最大切应力: maxTmax1.6kNm1.6106Nmm37.73MPa          (244444.2410mm4.2410mmWp分) (1分)故满足强度条件;(1分) max,轴的刚度条件: Tmax1801.6106Nmm180=max0.90/m,    (280GPa1.27106mm4GIp分) ,(1分)故该轴满足刚度条件。(1分) max

2、(12分)解:求A处约束力: Fy0,             FAF0 MCF0,    MAF3Me015kN20kNmA3mCB2mFA20kN(),MA25kNm()   (2分) FSkN15绘制剪力图和弯矩图如图:     (2分) 根据图示可知: 危险截面在固定端A处,且: MmaxMA25kNm  MkNm020x            (2分) 25x机械类maxMmaxMmax625106Nmm66.67MPa2522bhWz100mm150mm6x                            (4分)  由于max66.67MPa100MPa  (1分)MkNm20土建类 故满足梁的强度条件。                                  (1分)

3、(11分)解:(1)由平面应力状态单元体分析可知:  6
x20MPa,y30MPa,xy20MPa                      (3分)maxxyxy2 xy                           (2分)max2237.02MPa20302203020 2227.02MPa22               (2分) r4137.02MPa,20,327.02MPa                 (3分)  (2)根据第四强度理论有: 12221223312      (1分) 122255.69MPa 37.020027.0227.0237.02

24、(10分)解:AB轴处于弯扭组合变形状态,做AB轴的扭矩图和弯矩图。   (2分) 危险截面在A截面,危险点在A截面上、下两点处;                       (1分) MA10kNm,TA12kNm TkNmx12MkNm10         (2分) 43xWzd332(100mm)3329.8110mm 机械类Wpd316(100mm)1631019.63104mm3 xM10106Nmm101.94MPa 43Wz9.8110mmMkNm土建类TA12104Nmm61.16MPa 43Wp19.6310mm 7
根据第三强度理论: r3242101.942461.162159.23MPa                  (3分) 1101012106262或2r3MT2Wz由于r3165MPa,则该轴的强度足够。  9.81104mm3159.23MPa                 8 2分) (
试卷解析
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