完整word版太原理工材料力学期末试题.docx
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完整word版太原理工材料力学期末试题
太原理工大学期末考试
《材料力学》试卷(2009级A)
注意事项:
1.考前请将密封线内填写清楚;
2.所有答案请直接答在试卷上;
3•考试形式:
闭卷;
4.本试卷共六大题,满分100分,考试时间120分钟。
题号
-一一
二二二
四
五
六
总分
得分
评卷人
、简单计算题(共38分)
1•如图所示是一枚被称为“孔方兄”的中国古钱币,设圆的直径为d,挖去
的正方形边长为b,若b=d/2,求该截面的弯曲截面系数Wz。
(6分)
2.已知某点处的应力状态如图所示,•=60MPa,=100MPa,弹性模量
E=200GPa,泊松比空-0.25,求该点处的三个主应力及最大正应变。
(6分)
二1=100MPa,二2=60MPa,z3=_60MPa
1丄
;max它二1」(二2飞3)]
13
[100一0・25(60一60)]二0.510一3
200103
3•试画出低碳钢的拉伸应力一应变曲线,并在图上标出4个极限应力。
(4分)
画图2分,标应力值4分
4•已知交变应力的二max=3MPa,fin=_5MPa,,求其应力循环特征r及应
力幅度匚a。
(4分)
r=2=.0.6(3分)
cmin_5
“faxfin=3lk5)=4MPa(3分)
22
5•如图所示为矩形截面悬臂梁,在梁的自由端突然加一个重为Q的物块,求梁
的最大弯曲动应力。
(4分)
2EI
(b)
6•如图所示为两根材料相同的简支梁,求两梁中点的挠度之比「a/「b。
(4分)
2P
EI
L/2
LL/2I
*Z
r4
(a)
kPL2,k2P(2L)21
/-
EI2EI8
宽度b,求铆钉所受的最大切应力,并画出上钢板的轴力图。
(6分)
3P/5
max
P/5
二d2/4
4P
5二d2
(3分)
超静定结构如图所示,程。
(4分)
有杆件不计自重,
AB为刚性杆,试写出变形协调方
F
a―a•
3
sin,sin
5
【2
yE
J2J1
sin:
sin:
2lI2sin:
-.'■:
l1sin:
(2分)
•」2士
12
Ji
(2分)
(10分)
、作图示梁的剪力图与弯矩图
O
2
3
(4分)
M
2
qa
2
(6分)
qa
、不计剪力的影响,已知
EI,试用能量法求图示悬臂梁自由端的挠度
''Ao
(12分)
B
A
AB段:
M二一畧,帀二—x(4分)
2
BC段:
M二_qa(x一号)M=—x(4分)
1(一坐)(—x)dx丄2a-qa(x一a)(一x)dx
AEI02Ela2
41qa4
24EI
四、铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示,其中yC=157.5mm,I6012.5cm4。
已知许用拉应力[;二]"OMPa,,许用压应力[匚C]=160MPa。
试按正应力条件校核梁的强度。
若载荷不变,但将截面倒置,问是否合理?
为什么?
(14分)
200
B截面
E截面
MEy下10103157.510-
Iz
6012.510*
MEy上1010372.510’
=26.1MPa:
:
:
[—]
(2分)
Iz
6012.510*
=12.1MPa:
:
:
[-C]
(2分)
如倒置,则不合理。
(1分)
MBy下20103157.510’
Iz
6012.510"
=52.4MPa[zt]
(2分)
五、圆截面直角弯杆ABC放置于图示的水平位置,已知
L=50cm,水平力
F=40kN,铅垂均布载荷q=28kN/m,材料的许用应力[二]=160MPa,试
用第三强度理论设计杆的直径
d。
(14分)
C
作出内力图或求出内力值
(4分)
[刁
(4分)
3.5kNm
卞]
(4分)
14kNm
Mz
323.52202142103
3.14160106
=11.6cm
(2分)
六、如图所示的结构中,各杆的重量不计,杆AB可视为刚性杆。
已知
a=100cm,b=50cm,杆CD长L=2m,横截面为边长h=5cm的正方形,材料的弹性模量E=200GPa,比例极限匚p=200MPa,稳定安全系数n$t=3。
求结构的许可外力[P]。
(12分)
取AB杆
、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填
在题干的括号内。
每小题2分,共20分)
7.图示四根压杆的材料、截面均相同,它
们在纸面内失稳的先后次序为()
A.⑻,(b),(c),(d)
B.(d),(a),(b),(c)
C.(c),(d),(a),(b)
D.(b),(c),(d),(a)
8.图示杆件的拉压刚度为EA在图示外力作用下
其变形能U的下列表达式哪个是正确的?
()
二、填空题(每空1分,共20分)
1.在材料力学中,为了简化对问题的研究,特对变形固体作出如下三个假设:
3.图示销钉受轴向拉力P作用,尺寸如图,则销钉内的剪应力T=,支承面的挤压应
力Tbs=。
剪应力TA=。
5.
阶梯形轴的尺寸及受力如图所示,其AB段的最大剪应力Tmaxi与BC段的最大剪应力Tmax2
-max2
6.图示正方形截面简支梁,若载荷不变而将截面边长增加一倍,则其最大弯曲正应力为原来
7.
的倍,最大弯曲剪应力为原来的倍。
8.图示为某构件内危险点的应力状态,若用第四强度理论校核其强度,则相当应力
CTeq4=。
9.将圆截面压杆改为面积相等的圆环截面压杆,其它条件不变,则其柔度将,临界
载荷将
三、分析题(每小题5分,共20分)
1.
在图示低碳钢和铸铁拉伸试验的“应力一应变”图上,注明材料的强度指标(名称和代表
符号),并由图判断:
是脆性材料,是塑性材料。
2.画出图示阶梯形圆轴的扭矩图,用图中m和d写出圆轴最大剪应力的计算式,并指出其作
A0扌dC
用点位置。
3.图示矩形截面悬臂梁,若已知危险截面上E点的应力为dE=-40MPa试分析该截面上四
个角点A、B、CD的应力(不必写出分析过程,只须写出分析结果,即四个角点的应力值)。
四、计算题(每小题10分,共40分)
1.钢杆1,2吊一刚性横梁AB。
已知钢杆的弹性模量E=200GPa两杆的横截面面积均为
A=100mii]载荷P=20KN试求两钢杆的应力、伸长量及P力作用点F的位移Sf。
1魁.
2
L
L
j
冷一1
p
2.外伸木梁各部分的尺寸和所受载荷如图所示。
设梁材料的许用应力]d]=10MPa
试:
(1)作梁的剪力图和弯矩图;
(2)校核梁的正应力强度。
3.弓形夹紧器如图,若夹紧力P=2KN距离e=120mm立柱为矩形截面,其h=25mm[d]
=160MPa试设计截面尺寸b。
浙江省2001年10月高等教育自学考试
材料力学试题参考答案
一、单项选择题(每小题2分,共20分)
1.C2.C3.B4.B5.A6.D
9.C
二、填空题(每空1分,共20分)
1.
连续性假设
均匀性假设
各向同性假设
2.
(l-x)
(l-x)
3.
P
4P
rdh-:
(D2-d2)
4.33.3MPa
5.3/8
6.1/81/4
7.828
8.Jb2
9.降低增大
三、分析题(每小题5分,共20分)
1.低碳钢强度指标:
强度极限db,屈服极限(Ts
铸铁强度指标:
拉伸强度极限cb
铸铁是脆性材料,低碳钢是塑性材料
2.作扭矩图
计算扭转剪应力:
32m
rd3
BC=
37.9m
■max=BC,作用于BC段表面
3.tA=-60MPa,tB=20MPa,tc=50MPa,tD=-20MPa
四、计算题(每小题10分,共40分)
1.两钢杆轴力:
N=8KN(拉),Nb=12KN(拉)
杆1:
t1=80MPa△11=0.8mm
杆2:
t2=120MPa△12=1.2mm
2Ah+3A|2
P力作用点位移:
:
-F==1.04mm
5
剪力图:
弯矩图:
支反力:
3.N=p,M=pe
NMP6pe,
d=2d]
AWbhbh2
b>p6pe_=14.9mm
匕hkh2
4.应力状态
应力值:
d=40.7MPa,t=16.3MPa
强度校核:
deq4=Jty2+312=49.5MPa
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