材料力学试卷及答案7套精编版

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1、材料力学试卷1一、绘制该梁的剪力、弯矩图。（15 分）160kN mq20kN / m20kNABCDFAY 72kNFCY 148kN2 m8 m2 mQM二、梁的受力如图 , 截面为 T 字型，材料的许用拉应力 +=40MPa，许用压应力 - =100MPa。试按正应力强度条件校核梁的强度。（20分）200q=10KN/mP=20KN30ABCD2m3m1m170301三、 求图示单元体的主应力及其方位，画出主单元体和应力圆。（15 分）502030单位： MPa四、图示偏心受压柱，已知截面为矩形，荷载的作用位置在A 点，试计算截面上的最大压应力并标出其在截面上的位置，画出截面核心的形状。

2、(15 分)bhyA(y p,zp)z2五、结构用低碳钢 A 3 制成， A 端固定， B、 C为球型铰支，求：允许荷载 P 。已知：E=205GPa， s=275MPa， cr=338-1.12 ,， p=90， s=50，强度安全系数 n=2，稳定安全系数 nst=3，AB 梁为 N016工字钢， Iz 1130cm4，W z141cm3，BC杆为圆形截面，直径 d=60mm。 （20分）PABZ1m1m1mC六、结构如图所示。已知各杆的EI 相同，不考虑剪力和轴力的影响，试求：D 截面的线位移和角位移。3（ 15 分）2aBAPaDCa材料力学2一、回答下列各题（共4 题，每题4 分，共

3、 16 分）1、已知低碳钢拉伸试件，标距l 0100mm，直径 d10mm，拉断后标距的长度变为l1125mm ，断口处的直径为d16.0mm ，试计算其延伸率和断面收缩率。2、试画出图示截面弯曲中心的位置。3、梁弯曲剪应力的计算公式QSz ，若要计算图示矩形截面 A 点的剪应力，试计算 Sz 。bI zhh / 4Ab44、试定性画出图示截面截面核心的形状（不用计算）。矩形圆形矩形截面中间圆形截面中间挖掉圆形挖掉正方形二、绘制该梁的剪力、弯矩图。（15 分）160 kN mq20kN / m20 kNABC10 m2 mFsM三、图示木梁的右端由钢拉杆支承。已知梁的横截面为边长等于0.20m

4、 的正方形 ,q=4OKN/m,弹性模量 E1 10GPa；钢拉杆的横截面面积A22弹性模量 E2=210GPa 。试求拉杆的伸250mm,长 l 及梁中点沿铅垂方向的位移。（ 14 分）5四 、 砖 砌 烟 窗 高 h30m， 底 截 面 m m 的 外 径 d13m ， 内 径 d22m ， 自 重P1 2000kN ，受 q1kN / m 的风力作用。试求： （ 1）烟窗底截面 m m 的最大压应力；（ 2）若烟窗的基础埋深h04m ，基础及填土自重按P21000kN 计算，土壤的许用压应力 0.3MPa ，圆形基础的直径 D 应为多大？（20 分）注：计算风力时，可略去烟窗直径的变化，

5、把它看成是等截面的。hqP1mmh0D五、图示结构中钢梁AB 和立柱CD分别由16号工子钢和连成一体的两根63mm63mm5mm角钢制成，杆CD符合钢结构设计规范中实腹式b 类截面中心受压杆6的要求。均布荷载集度q 48kN / m 。梁及柱的材料均为Q235 钢， 170MPa ，E 210MPa 。试验算梁和立柱是否安全。 （ 20 分）(16号工字钢：I Z=1130cm4 ,W Z=141cm3。 63 63 5 角钢： I Z=23.17cm 4 ,iZ=1.94cm ,2A=6.143cm )。 (20 分 )实腹式 b 类截面中心受压杆的稳定系数1011021031040.549

6、0.5420.5360.529六、试用能量法求图示刚架截面A 的铅垂位移和截面B 的转角。略去剪力和轴力的影响，EI为已知。（ 15 分）材料力学 3一、填空题（每空 2 分，共计10 分）1、构件强度计算时，塑性材料以屈服极限 作为极限应力，脆性材料以强度极限 作为极限应力。2、圆柱扭转时，影响扭转角的因素有l、 T、 G、 I P, 如果只将直径增大一倍扭转角将减小 16 倍。3、一拉杆横截面上的正应力为 ，斜截面上最大切应力m ax =2。7二、简答题（8 分）1、构件设计中，一受弯的碳素钢轴刚度不够，为了提高刚度而改用优质合金钢是否合理？为什么？ 。答：不合理。因为各种钢材的弹性模量E

7、 非常接近。2、铸铁 T 形截面悬臂梁， 在自由端上作用向下的集中荷载。若保证在任何情況下都无扭转变形，即只产生弯曲变形，截面如何放置，梁的强度最高。 （画出截面放置图，并说明理由。）三、图示结构中的AB 杆可视为刚体，斜杆CD 为直径d=20mm的圆形杆，许用应力 =160MPa。试求结构的许可载荷P 。 (15分)C0051DBA10001000PA四、图示等直圆轴，已知外力偶矩 TA 2.99kN m,TB 7.20kN m, TC 4.21kN m,许用切应力 70MPa,许用单位长度扭转角 1o/m, 剪切模量 G 80GPpa.试确定该轴的直径。（ 20 分）8TTBTcAd1.0

8、m0.5m五、画出梁的剪力图和弯矩图。（12 分）q=2kN/mP=6kNABC6m2m9六、简支梁受力和尺寸如图所示，材料为钢，许用应力 =160MPa，（ 1）按正应力强度条件分别设计两种截面的尺寸。 （2）比较两种截面的 Wz/A 值，以说明那种形式比较经济。 (15 分 )q=15kN/mABhdb(h=2b)七、图示托架中杆AB的直径 d=40mm，长度 L=800mm，两端可视为铰支， 材料为 Q235钢。 p =100,s =60,a=300MPa,b=1.14MPa. s =240MPa.（ 1）试求托架的临界载荷QC；（ 2）若已知工作载荷 Q=70kN，并要求 AB杆的稳定

9、安全系数 n st =2 ，试问此托架是否安全？（20 分）600300CBDLQAd材料力学 4一、选择题（每小题2 分，共计 10 分。）、应力和内力有何不同。 （）a、应力等于内力。b、应力等于内力的代数和。c、应力是矢量。d、应力是内力的集度。2、实心圆轴受扭，当其直径增加一倍时，则最大剪应力是原来的（）10a、 1 倍。b、 1 倍。c、 1 倍。d、 1 倍。248163、关于剪力、弯矩的正负号与坐标的选择有无关系有以下四种说法，那种方法正确。（）a、它们都与坐标系的选择无关。b、它们都与坐标系的选择有关。c、剪力正负号与坐标系的选择无关；而弯矩则有关。d、剪力正负号与坐标系的选择

10、有关；而弯矩则无关。4、弯曲正应力公式的应用条件是： （）a、适用所有弯曲问题。b 、纯弯曲、等截面直梁。c、平面弯曲、弹性范围。d、平面弯曲、剪应力为零。5、在压杆稳定问题中， 临届力什么时候可以用Pcr= 2EI/(l)2 计算。（）a、很长的杆。b 、很细的杆。c、弹性模量小的杆。d、柔度大于一定数值的杆。二、简答题（每题4 分，共计 8 分）1、切应力 正应力 分别表示什么？2、试叙述求解静不定梁的变形比较法。三、两钢杆如图所示， 已知截面积 A 1=1cm2, A2=2cm2；材料的弹性模量 E=210GPa, 线膨胀系数 12.510-61/oC。当温度升 40oC 时，试求两杆内

11、的最大应力。（18 分）A2A1A2200200100A111四、图示传动轴，偶矩 mA2.99kNm，mB7.20kNm， mC4.21kNm，许用应力 70Mpa,许用单位长度扭转角 1o /m, 剪切模量 G 80Gpa。确定该轴的直径。（16 分）mAmBmCd1.0m0.5m五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。（ 12 分）Me=2kN mq=2kN/mAECB2m2m2m六、由铸铁制造的外伸梁，受力和截面尺寸如图所示。其中 z 为中性轴。已知铸铁的拉伸许+=40MPa,压缩许用应力-64用应力 =60MPa。，I z =7.65 10 mm。试校核该粱的强度。 （16分）12kN6

12、kNAECB1m1m1m12七、图示托架中的AB杆，直径 d=40mm，长度 l= 800mm, 两端可视为铰支，材料为 Q235钢，弹性模量 E=200GPa， p =100,s =60, a=310MPa,b=1.14 Mpa。(1)试求托架的临界载荷 Qc；（2）若已知工作载荷 Q=70kN，并要求 AB 杆的稳定安全因数 n st =2 ，试问此托架是否安全？ (16 分)1m0.5mCD30oBLAQ材料力学5一、选择题（每小题2 分，共计10 分。）、关于力和变形及位移有下述论述: 正确答案是（）a、有力一定有变形，有力不一定有位移；b、没有力就没有变形，因而也就没有位移；c、没有

13、力也可以有变形和位移；d、没有变形和位移一定没有力。2、实心圆轴受扭，当其直径增加一倍时，则最大剪应力是原来的（）a、 1 倍；b、 1 倍；c、 1 倍；d、 1 倍。248164、在利用积分计算梁位移时，积分常数主要反映了：a、剪力对梁变形的影响；b、支承条件与连续条件对梁变形的影响；c、横截面形心沿梁轴方向的位移对梁变形的影响；d 、对挠曲线微分方程误差的修正。4、平面弯曲时，如何确定中性轴的位置，有以下说法，那种方法正确。（）a、 横截面上正应力为零的点之连线即为中性轴；b 、梁横截面与中性层的交线即为中性轴；c、过截面形心且与中性层的交线即为中性轴；d、梁的对称面与中性层的交线即为中

14、性轴。135、在压杆稳定问题中，临界力什么时候可以用Pcr = 2EI/( l) 2 计算。（）a、很长的杆。b 、很细的杆。c、弹性模量小的杆。d、柔度大于一定数值的杆。二、简答题（每题4 分，共计8 分）1、切应力 正应力 分别表示什么？2、冬天自来水管因其中的水结冰而被涨裂，但冰为什么不会受水管的反作用而被压碎呢？三、两钢杆如图所示，已知截面积A1=1cm2, A 2=2cm2；材料的弹性模量E=210GPa,线膨胀系数 12.5 10-6 1/ oC。当温度升40oC时，试求两杆内的最大应力。（ 18 分）A2A1A2200200100A 1四、传动轴的转速 n=500r/min, 主

15、动轮输入功率 P1=368kW，从动轮 2、3 分别输出功率 P2=147kW， P3 =221kW。已知 =70MPa， =1 o/m， G=80Gpa。试设计轴的直径。 (16 分)P2P1P3321500mm400mm14五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。（12 分）q=10kN/mP=30kNBAC2m1m六、由铸铁制造的外伸梁，受力和截面尺寸如图所示。其中 z 为中性轴。已知铸铁的拉伸许+=40MPa, 压缩许用应力-64用应力 =60MPa。，I z =7.65 10 mm。试校核该粱的强度。 （16分）12kNq=9kN/mAECB1m1m1m七、图示托架中杆AB的直径 d=4

16、0mm，长度 L=800mm，两端可视为铰支， 材料为 Q235钢。 p =100,15s =60,a=300MPa,b=1.14MPa. s =240MPa.（ 1）试求托架的临界载荷Q；（ 2）若已知工作载C荷 Q=70kN，并要求 AB杆的稳定安全系数n st =2 ，试问此托架是否安全？（20 分）600300CBDLQAd材料力学6一、（ 10 分）某塑性材料制成的等截面方形直杆，横截面宽、高尺寸均为a，杆总长度为3L，材料弹性模量为E，许用应力为 ，受力情况如图所示（图中黑点表示力作用点的位置）。PP3P（ 1）画出杆的轴力图；P（ 2）给出杆强度校合的表达式；（ 3）计算杆的总伸

17、长量。LLL二、（ 10 分）一轴 AB传递的扭矩为m，AC段为实心圆截面，长度为L，横截面直径为D； CB段为空心圆截面，外径和内16径分别为D 和 d，长度也为L。材料剪切模量为G，许用扭转切应力为 。（ 1）给出校合轴扭转强度的表达式；（ 2）计算 B、C 截面的相对转角。mmACBLL三、（ 10 分）做图示梁的剪力图和弯矩图。POOO Oaaa四、（ 10 分）一矩形截面梁如图所示，已知梁总长度为4m， P2KN，横截面的高宽比h/b=3 ，材料为松木，其许用应力为 8MPa。试按强度条件选择截面尺寸。PPPOOO Oh1m1m1m1mbm17五、（ 10 分）悬臂梁的受力如图所示，

18、杆总长度为3a，B 点作用一集中力偶m，梁的抗弯刚度为EI ，求 C 点处的挠度f c和转角c 。mABC2aa18六、（ 10 分）已知一点为平面应力状态如图所示30MPa（ 1）求该平面内两个主应力的大小及作用方位，并画在单元体图上。（ 2）按照第三强度理论，给出该单元体的当量应力。80MPa七、（ 10 分）2一截面为120 200mm的矩形木柱，长l 4m，两端铰支，木柱为松木（a 40，b 0.203 ， p 59），其弹性模量为E10Gpa，试求木柱的临界力。材料力学7一、选择题（每小题2分，共计10分）、应力公式N）应用范围是（Aa 、应力在比例及限内。b、外力合力的作用线沿杆轴

19、线。c、杆内各截面上的轴力必须相等。d 、杆件的截面圆形截面。2、实心圆轴受扭，当其直径增加一倍时，则最大剪应力是原来的（）a、 1 倍。b、 1 倍。c 、 1 倍。d、1 倍。248163、关于剪力、弯矩的正负号与坐标的选择有无关系有以下四种说法，那种方法正确。（）a、它们都与坐标系的选择无关。b、它们都与坐标系的选择有关。c、剪力正负号与坐标系的选择无关；而弯矩则有关。d、剪力正负号与坐标系的选择有关；而弯矩则无关。4、在利用积分计算梁位移时，积分常数主要反映了：a、剪力对梁变形的影响。b、支承条件与连续条件对梁变形的影响。c、横截面形心沿梁轴方向的位移对梁变形的影响。d 、对挠曲线微分

20、方程误差的修正。5、在压杆稳定问题中，临界力什么时候可以用cr 2EI/( ) 2 计算。（）P =la、很长的杆。b 、很细的杆。c 、弹性模量小的杆。d、柔度大于一定数值的杆。二、简答题（每题4 分，共计 8 分）1、切应力 正应力 分别表示什么？2、直径 d 和长度 l 都相同，而材料不同的两根轴，在相同的扭矩作用下，它们的最大剪应力m ax 是否相同？扭转角是否相同？为什么 ?19三、钢制正方形框架，边长a=400mm,重 G=500N,用麻绳套在框架外面起吊，如图所示。已知此麻绳在90N的拉力作用下将被拉断， （ 1）如麻绳长1.7m, 试校核其极限强度。（ 2）因为改变绳的起吊角可

21、使此绳不断 ,问绳的长度至少应为若干？（18 分）aGa四、传动轴的转速 n=500r/min, 主动轮输入功率 P1=368kW，从动轮 2、3 分别输出功率 P2=147kW，P3=221kW。已知 =70MPa， =1 o/m，G=80Gpa。试设计轴的直径。 (16 分 )P2P1P3321500mm400mm20五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。（12 分）Me=2kN mq=2kN/mAECB2m2m2m六、由铸铁制成的槽形截面梁，64Iz = 4010mm ，y =140mm，y =60mm， 拉 =50Mpa， 压 =150Mpa。试效核该梁的强度。 （ 20 分）12kNq=9kN/my2zABy1EC1m1m1my七、图示托架，承受荷载Q =10kN，其中的AB 杆，外径D=50mm，内径d=40mm，两端可视为铰支，材料为Q235钢，弹性模量E=200GPa，p =100, s =60, a=310MPa,b=1.14 Mpa。若规定的稳定安全因数n st =3 ，试问 AB杆是否稳定？ (16 分)1m0.5mCD2130oB22