重庆大学材料力学本科试卷3
《大学材料力学》题库及答案
一.是非题:(正确的在括号中打“√”、错误的打“×”) (60小题) 1.材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题,因此在研究构件的平衡与运动时,可不计构件的变形。
( √ )2.构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关,而材料的力学性质又是通过试验测定的。
( √ ) 3.在载荷作用下,构件截面上某点处分布内力的集度,称为该点的应力。
(√ ) 4.在载荷作用下,构件所发生的形状和尺寸改变,均称为变形。
( √ ) 5.截面上某点处的总应力p 可分解为垂直于该截面的正应力σ和与该截面相切的剪应力τ,它们的单位相同。
( √ )6.线应变ε和剪应变γ都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量,它们都是无量纲的量。
( √ )7.材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。
( ) 8.在强度计算中,塑性材料的极限应力是指比例极限p σ,而脆性材料的极限应力是指强度极限b σ。
( )9.低碳钢在常温静载下拉伸,若应力不超过屈服极限s σ,则正应力σ与线应变ε成正比,称这一关系为拉伸(或压缩)的虎克定律。
( )10.当应力不超过比例极限时,直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比,而与横截面面积成反比。
( √ )11.铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成450,这是由压应力引起的缘故。
( ) 12.低碳钢拉伸时,当进入屈服阶段时,试件表面上出现与轴线成45o 的滑移线,这是由最大剪应力max τ引起的,但拉断时截面仍为横截面,这是由最大拉应力max σ引起的。
( √ )13.杆件在拉伸或压缩时,任意截面上的剪应力均为零。
( ) 14.EA 称为材料的截面抗拉(或抗压)刚度。
( √ ) 15.解决超静定问题的关键是建立补充方程,而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系,称这种关系为变形协调关系。
( √ ) 16.因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象,称为应力集中。
材料力学试题(附完整答案)
大 连 理 工 大 学课 程 名 称:材料力学 试 卷: A一.选择题:(每小题3分,共15分) 1. 图示简支梁挠曲线大致形状为 A 。
2. 某梁横截面形状有四种,如图所示。
若外力作用线与图中虚线重合,则发生斜弯曲变形的梁为 D 。
3. 下列说法正确的是 C 。
A. 拉压杆内不存在切应力。
B. 拉压杆内各点的应力应变关系满足胡克定律。
姓名: 学号: 院系: 级 班题一、1图(B)(C)(A)(D)C. 杆件受压后体积会变小。
D. 滑移线是由切应力造成的。
4. 混凝土立柱所受压力的作用线与轴线平行但不重合,若力的作用点在截面核心区域内,则横截面上 B 。
A. 只存在拉应力。
B. 只存在压应力。
C. 既存在拉应力,又存在压应力。
D. 既存在正应力,又存在切应力。
5. 图示平面刚架分别受到集中力(图a )和集中力偶(图b )的作用,若F 与e M 数值上相等,则 D 。
A. b a B C θθ=b a B C w w =b a B C w 和θ数值相等 D. b a B C w θ和数值相等二、(15分)图示结构中杆AB 、CD 材料相同,横截面也相同,均为矩形截面,截面的高08=h mm ,宽03=b mm 。
材料的100P =λ,600=λ,206=E GPa ,304=a MPa ,12.1=b MPa ,若规定稳定安全因数3=w n ,试根据稳定条件求结构的许可荷载[q ]。
CD 杆为压杆 8.8003.0289.017.0=⨯⨯==ilμλ题一、5图F(a)(b)p 0λλλ<<为中长杆kN 7.51303.008.010)8.8012.1304()(6cr =⨯⨯⨯⨯-=-=A b a F λ171.2kN 37.513][cr cr ===w n F F取AB 杆为对象,列平衡方程∑=0A M ,075.0][5.11][cr =⨯-⨯q F ,kN/m 152][=q三、(15分)作图示外伸梁的剪力图和弯矩图,方法不限。
重庆大学材料力学(II)课程试题A卷(改动)答
二 7 题图
2P
B
7. 抗弯刚度为 EI 的刚架受力如图,试求刚架 C 截面的竖直位移∆Cy、 A 截面的转角θA。 (10 分)
Pa
A
s ②
x y ①
C
R (= 2P )
s ②
B
x y ①
C
∆ Cy
∂U = ∂R
R= 2 P
③
D
③
D
计算∆Cy 用图
a a 1 Rx x x = − − + + ( )( )d 0 ( − Ra + Pa )( − a )dy ∫ ∫ EI 0 0 3 10 Pa (↓ ) = 3 EI
A
A 二 6 题图
二 6 题图
解:(一) 解超静定得 N2~Q 关系 1. 平衡方程: 0.4N1sinα1+0.8N2sinα2=1.1Q (1) sinα1=3/5, sinα2=3/8.54 2. 补充方程
∆l1 / sin α 1 1 l sin α 1 = ⇒ N1 = 2 N2 ∆l2 / sin α 2 2 2l1 sin α 2
二 3 题图
4. 下图为手摇绞车受集中力Q与一对扭转力矩mA和mB的力学模型图。已知AB轴的直径d=3cm,l=8cm,mC=0.18Q (N.m),轴的许用应力[σ]=10MPa。试按第三强度理论计算最大安全载荷Q。(10分)
5. 图示钢杆,已知横截面面积A=2cm2, B=1cm2; 材料的弹性模量E=210GPa,线膨胀系数α=12.5106/℃。当温度 升高时,试求两杆内的最大应力。(10分)
计算θA 用图 30MPa 30° 20MPa
a a 1 ∂U θ = = 0 + ∫ m ⋅ 1ds + ∫ ( −2 Pa + m ) ⋅ 1dy = 0 A ∂m m = Pa EI 0 0 m = Pa
《材料力学》考试试卷A、B卷及答案课件.doc
交通学院期末考试试卷考试科目《材料力学》考试卷类型 A试成考试形式闭卷绩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,其内部各部分间产生的,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、求解组合变形的基本方法是。
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N P1 P2 ,下面说法正确的是()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1B A2F C4、从拉压杆轴向伸长(缩短)量的计算公式()。
Nll 可以看出,E 和A 值越大,l 越小,故EAA. 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()。
大学材料力学习题及答案(题库)
一.是非题:(正确的在括号中打“√”、错误的打“×”) (60小题) 1.材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题,因此在研究构件的平衡与运动时,可不计构件的变形。
( √ )2.构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关,而材料的力学性质又是通过试验测定的。
( √ ) 3.在载荷作用下,构件截面上某点处分布内力的集度,称为该点的应力。
(√ ) 4.在载荷作用下,构件所发生的形状和尺寸改变,均称为变形。
( √ ) 5.截面上某点处的总应力p 可分解为垂直于该截面的正应力σ和与该截面相切的剪应力τ,它们的单位相同。
( √ )6.线应变ε和剪应变γ都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量,它们都是无量纲的量。
( √ )7.材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。
( ) 8.在强度计算中,塑性材料的极限应力是指比例极限p σ,而脆性材料的极限应力是指强度极限b σ。
( )9.低碳钢在常温静载下拉伸,若应力不超过屈服极限s σ,则正应力σ与线应变ε成正比,称这一关系为拉伸(或压缩)的虎克定律。
( )10.当应力不超过比例极限时,直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比,而与横截面面积成反比。
( √ )11.铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成450,这是由压应力引起的缘故。
( )12.低碳钢拉伸时,当进入屈服阶段时,试件表面上出现与轴线成45o 的滑移线,这是由最大剪应力max τ引起的,但拉断时截面仍为横截面,这是由最大拉应力max σ引起的。
( √ )13.杆件在拉伸或压缩时,任意截面上的剪应力均为零。
( ) 14.EA 称为材料的截面抗拉(或抗压)刚度。
( √ ) 15.解决超静定问题的关键是建立补充方程,而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系,称这种关系为变形协调关系。
( √ ) 16.因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象,称为应力集中。
(完整版)材料力学试题及答案
一、一结构如题一图所示。
钢杆1、2、3的横截面面积为A=200mm 2,弹性模量E=200GPa,长度l =1m 。
制造时3杆短了△=0。
8mm.试求杆3和刚性梁AB 连接后各杆的内力。
(15分)aalABC123∆二、题二图所示手柄,已知键的长度30 mm l =,键许用切应力[]80 MPa τ=,许用挤压应力bs[]200 MPa σ=,试求许可载荷][F 。
(15分)三、题三图所示圆轴,受eM 作用。
已知轴的许用切应力[]τ、切变模量G ,试求轴直径d 。
(15分)四、作题四图所示梁的剪力图和弯矩图。
(15分)五、小锥度变截面悬臂梁如题五图所示,直径2bad d =,试求最大正应力的位置及大小。
(10分)六、如题六图所示,变截面悬臂梁受均布载荷q 作用,已知q 、梁长l 及弹性模量E .试用积分法求截面A 的得分评分人F键40633400Aal bM eBd a a aqqaqa 2dbBda AF挠度w A 和截面C 的转角θC .(15分)七、如图所示工字形截面梁AB ,截面的惯性矩672.5610zI -=⨯m 4,求固定端截面翼缘和腹板交界处点a 的主应力和主方向。
(15分)一、(15分)(1)静力分析(如图(a))1N F2N F3N F图(a)∑=+=231,0N N N yF F F F(a)∑==31,0N N CF F M(b)(2)几何分析(如图(b))1l∆2l∆3l∆∆图(b)wql /3x lhb 0b (x )b (x )BAC 50kN AB0.75m303030140150zya∆=∆+∆+∆3212l l l(3)物理条件EA l F l N 11=∆,EA l F l N 22=∆,EAl F l N 33=∆ (4)补充方程∆=++EAlF EA l F EA l F N N N 3212 (c) (5)联立(a)、(b)、(c)式解得:kN FkN FF N N N 67.10,33.5231===二、(15分)以手柄和半个键为隔离体,S0, 204000OM F F ∑=⨯-⨯=取半个键为隔离体,bsS20F F F ==由剪切:S []s FA ττ=≤,720 N F = 由挤压:bs bs bs bs[][], 900N FF Aσσ=≤≤取[]720N F =.三、(15分)eABM M M +=0ABϕ=, A B M a M b ⋅=⋅得 e B a M M a b =+, e A b MM a b=+当a b >时 e316π ()[]M ad a b τ≥+;当b a >时 e316π ()[]M bd a b τ≥+。
材料力学试题及答案
材料力学试题及答案试题一题目描述在一个拉伸试验中,一个长为10 cm的弹簧材料在受力下产生延伸,延伸长度为1.5 cm。
已知弹簧材料的杨氏模量为2.0 GPa。
求弹簧材料的应力和应变。
解答首先,我们可以通过公式求解应力的值:$$ \\sigma = \\frac{F}{A} $$其中,$\\sigma$为应力,F为受力,A为受力面积。
在拉伸试验中,我们可以将材料的受力面积视为弹簧的横截面积,即A=A0,其中A0为弹簧的横截面积。
根据胡克定律,应力和应变的关系为:$$ \\sigma = E \\cdot \\varepsilon $$其中,E为杨氏模量,$\\varepsilon$为应变。
由于应变的定义为材料的延伸长度与原长度的比值,所以应变可以表示为:$$ \\varepsilon = \\frac{\\Delta L}{L_0} $$其中,$\\Delta L$为延伸长度,L0为原长度。
带入已知条件,我们可以计算应力的值:$$ \\sigma = E \\cdot \\varepsilon = 2.0 \\times 10^9 \\times\\frac{0.015}{0.1} = 3.0 \\times 10^8 \\, \\text{Pa} $$接下来,我们计算应变的值:$$ \\varepsilon = \\frac{\\Delta L}{L_0} = \\frac{0.015}{0.1} = 0.15 $$因此,弹簧材料的应力为$3.0 \\times 10^8 \\, \\text{Pa}$,应变为0.15。
试题二题目描述一个钢材的闭合应力为$-100 \\, \\text{MPa}$,临界应力为$-200 \\,\\text{MPa}$,材料的弹性模量为$200 \\, \\text{GPa}$。
求该钢材的塑性体积收缩率。
解答塑性体积收缩率的定义为:$$ \\alpha = \\frac{\\Delta V}{V} \\times 100\\% $$其中,$\\alpha$为塑性体积收缩率,$\\Delta V$为体积收缩量,V为原体积。
重庆大学材料力学本科期末真题试卷3
重庆大学材料力学(64学时类)课程试题(A)说明:开卷考试,可本人携带、但不得相互借用计算机和任何参考书一、简答(每没题5分,共40分)1、三根材料相同的圆杆,受到高度相等、重量相同的自由落体冲击,如果不考虑应力集中因素,哪一杆中的最大动应力σd最小?解:∵Δ(a)st >Δ(b)st>Δ(c)stk(a)d< k(b)d< k(c)d∴σ(a)d最小2、有一构件内某一点处的交变应力随时间变化的曲线如图,则该交点应变力的循环特征、最大应力、最小应力和平均应力分别是多少?解:r=1/2,σmin =-50MPa,σm=25MPa3、材料力学用到了哪些假设或模型?枚举两例、扼要解释之。
解:梁在纯弯曲时的平面假设,梁的纵向纤维间无挤压应力的假设等。
4、画出高碳钢静态拉力试验得到的应力应变曲线。
要表示出E和σ0.2,并说明其意义。
解:E=tgα,σ0.2名义屈服极限,将产生0.2%塑性应变的应力作为名义屈服极限σ0.25、直径和长度相同但材料的剪切模量不同的轴,在相同扭矩作用下最大切应力和扭转角是否相同?为什么?解:最大切应力τmax相同,最大扭转角φmax 不同; τmax=T/wt, φmax=T l/GIP6、对于均匀材料,什么情况下用T形截面梁是合理的?为什么?解:材料力学的抗拉能力与抗压能力不相同十采用T形截面梁。
7、试指出下列概念的区别:纯弯曲与平面弯曲;中性轴与形心轴;截面的抗弯刚度和抗弯模数。
解:略8、试从研究内容、目的合方法三方面叙述你对材料力学的认识。
解:略二、(10分)图示简易的承重架,P=60kN。
AC模型为刚性直杆。
试由抗拉强度确定受拉板条BC的截面积,由剪切强度确定铰B和C处销钉的直径。
已知板条BC的抗拉许用应力[σ]=100MPa,,销钉材料的许用剪应力[τ]=50MPa。
解:1、计算BC杆的横截面积Asinα=,设BC杆的轴力为N,由有平衡方程,解得: N= , p=60kN,2、计算B、C处销钉直径d1及d2.销钉BQ1 Q22、销钉C三、(10分)等截面实心传动轴的转速为n=191r/min,轮A为主动轮,输入功率为N A=8kW,轮B、C和D为从动轮。
(完整版)专升本【材料力学】试题(卷)答案解析
专升本《材料力学》3.在图所示结构中,如果将作用于构件AC上的力偶m搬移到构件BC上,则(共75题,共150分)A、B、C三处反力的大小()(2分)1.轴向拉伸(或压缩)杆件的应力公式A在什么条件下不适用?()。
(2分)A. 杆件不是等截面直杆。
B. 杆件(或杆段)各横截面上的内力不仅有轴力,还有弯矩。
C. 杆件(或杆段)各横截面上的轴力不相同。
D. 作用于杆件的每一个外力,其作用线不全与杆件轴线相重合。
.标准答案:BA.都不变;B. A、B处反力不变,C处反力改变;C. 都改变;D. A、B处反力改变,C处反力不变。
.标准答案:C4.选择拉伸曲线中三个强度指标的正确名称为2.梁AB因强度不足,用与其材料相同、截面相同的短梁CD加固,如图所示。
梁AB在D处受到的支座反力为()。
":邑(2分)A. 5P / 4B. PC. 3P / 4D. P / 2.标准答案:D(2分)A. ①强度极限,②弹性极限,③屈服极限B. ①屈服极限,②强度极限,③比例极限C. ①屈服极限,②比例极限,③强度极限D.①强度极限,②屈服极限,③比例极限.标准答案:D5.两根钢制拉杆受力如图,若杆长 L 2 = 2L 1,横截面面积A 2 = 2A I ,则两杆討]r 1— / 丨 FX\_2P1丄2的伸长4L和纵向线应变&之间的关系应为()(2 分)A. AL 2 = AL 1, £2=3B. A_2 =2 AL 1, 2 =UC. AL 2 =2 AL 1, 2 =2 SID. A L 2 =AL1/2,2=2 日/2 .标准答案:B8.梁的剪力图和弯矩图如图所示,则梁上的荷载为()6.图所示受扭圆轴,正确的扭矩图为图 分) A. .标准答案:C B. AB 段有集中力, C. AB 段有均布力, D. AB 段有均布力, .标准答案:DBC 段有均布力 B 截面有集中力偶 A 截面有集中力偶 ()A.5P/4B.PC.3P/4D.P/2.标准答案:B(2I~处 -------7.梁在集中力作用的截面处,它的内力图为()。
重庆大学土木工程材料本科试题
重庆大学土木工程材料本科试题重庆大学土木工程材料本科试题一、名词解释:(每小题3分,共12分)1.活性混合材2.混凝土标准养护3.环箍效应4.热固性高聚物二、填空(每空1分,共20分)1.材料的耐水性用表示。
2.石灰熟化时放出大量_______ ___,体积发生显著_____ __。
3.当变异系数δ>0.21时,烧结普通砖强度等级是由和确定的。
4.砂子的筛分曲线用来分析砂子的___ ___,细度模数表示砂子的____ _。
5.硅酸盐水泥中主要矿物组成为、、、。
6.粘土砖在氧化气氛下烧成色砖,在还原气氛下烧成色砖。
7.混凝土拌合物的和易性包括___ __ __、____ ___和__ ___三方面的含义。
8.按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成:、、和特殊镇静钢。
9.结构设计中,一般将钢材的作为钢材强度的取值依据。
三、判断题(每小题1分,共10分。
在括号中正确打“√”、错误打“×”)1.孔隙率相同、成分相同的材料,具有粗大开口孔隙的较具有细小开口孔隙的吸水率大。
()2.同种材料,其孔隙率越大,抗冻性越差。
()3.因石膏制品具有防火性,所以石膏板特别适合在高温环境使用。
()4.混凝土的强度标准差σ值越小,表明混凝土质量越稳定,施工水平越高。
( ) 5.琉璃制品是玻璃制品的一种。
()6.由于合金元素的加入,钢材强度提高,但塑性却大幅下降。
()7.有机玻璃是将有机高分子材料与玻璃复合得到的材料。
()8.木材的胀缩变形是径向大于弦内。
()9.当温度在一定范围内变化时,石油沥青的粘性和塑性变化较小时,则为温度敏感性较小。
()10.绝热材料与吸声材料一样,都需要孔隙结构为封闭孔隙。
()四、单项选择(每小题2分,共12分。
将备选答案的序号填入括号,多选不得分)1.下面四种岩石中,耐火性最差的是:()A.石灰岩 B.大理岩 C.玄武岩 D.花岗岩2.矿渣水泥比硅酸盐水泥抗硫酸盐腐蚀能力强的原因是由于矿渣水泥()。
重庆大学材料力学试题一
重庆大学材料力学(II )课程试题A 卷一、 问答题(20分,每小题5分)1、在推导材料力学的某些基本理论和方法时,需要作一些必要的假设。
试列举其中的三个假设。
答:略;2、对于低碳钢,何谓 P σ? 答:比例极限;3、工程中经常使用工字梁,从力学的角度看,工字梁的优点是什么? 答:与矩形梁和圆形截面相比,工字梁的高,能充分利用材料。
A W z /4、图示为材料相同、长度相等的等截面圆杆和变截面圆杆,试问哪一种杆件承受冲击的能力强?简述理由。
(a ) (b )答:不好定性判别。
因为a 杆的动载系数小于b 杆的动载系数,但a 杆的静应力大于b 杆的静应力。
二、 图示为内外直径比值2/1=α的空心圆轴,其转速度n 为每分钟300转,主动轮输入的功率N 1=500马力,三个从动轮输出的功率分别为N 2=150马力, N 3=150马力, N 4=200马力。
已知材料参数:G =80Gpa ,[]MPa 40=τ;单位长度杆的允许扭转角[]m /3.0o =ϕ。
试按照强度条件和刚度条件选择轴的外径。
(15)提示:)(7024m N nNm ⋅=,N 的单位为马力。
解: 计算作用于各轮上的外力偶矩:m N n N m .1117003005007024702411=×==; m N nN m m .35127024232===; m N m .468030020070244=×= 作扭矩图:可见: m N .7024max =τ 由强度条件: ][)1(1643maxmax max ταπτ≤−==D T W T t得: m T D 0984.01040)5.01(702416])[1(1636434max =××−××=−≥πταπ 由刚度条件: ][180max max ϕπϕ≤×=p GI T 得: m G T D 1162.0])[1(18032442max =−×≥ϕαπ 取轴得直径为: D =120mm三、 一矩形截面梁如图所示,已知kN P 10=,m a 2.1=;材料的许用应力MPa 10][=σ.设梁的高宽比2/=b h 。
材料力学试卷及答案7套汇总
材料⼒学试卷及答案7套汇总材料⼒学试卷1⼀、绘制该梁的剪⼒、弯矩图。
(15分)⼆、梁的受⼒如图,截⾯为T 字型,材料的许⽤拉应⼒[σ+]=40MPa ,许⽤压应⼒[σ-]=100MPa 。
试按正应⼒强度条件校核梁的强度。
(20分)m8m2m230170302002m3m1mM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)30四、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。
(15分)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 ,σs =275MPa ,σcr=338-1.12λ,,λp =90,λs =50,强度安全系数n=2,稳定安全系数n st =3,AB 梁为N 016⼯字钢,I z =1130cm 4,W z =141cm 3,BC 杆为圆形截⾯,直径d=60mm 。
(20分)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。
(15分)材料⼒学2⼀、回答下列各题(共4题,每题4分,共16分)1、已知低碳钢拉伸试件,标距mm l 1000=,直径mm d 10=,拉断后标距的长度变为mm l 1251=,断⼝处的直径为mm d 0.61=,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zzQS =τ,若要计算图⽰矩形截⾯A 点的剪应⼒,试计算z S 。
aa4/h4、试定性画出图⽰截⾯截⾯核⼼的形状(不⽤计算)。
⼆、绘制该梁的剪⼒、弯矩图。
(15分)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 的正⽅形,q=4OKN/m,弹性模量E 1=10GPa ;钢拉杆的横截⾯⾯积A 2=250mm 2,弹性模量E 2=210GPa 。
试求拉杆的伸长l ?及梁中点沿铅垂⽅向的位移?。
材料力学_重庆大学试题集
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------在一块厚钢块上挖了一条贯穿的槽,槽的宽度和深度都是1cm。在此槽内紧密无隙地嵌 入了一铝质立方块,其尺寸是111cm,并受P=6kN压缩力如图示,试求铝立方块的三个 主应力。假定厚钢块是不变形的,铝的E=71GPa, =0.33。
直径 d=10cm 的等截面圆轴的受力情况如图所示。试验中在轴向拉力和扭转力 偶矩共同作用下,测得轴表面 K 点处沿轴线方向的线应变 =300×10-6,沿与 轴线成 45 °方向的线应变 45 ° =- 140×10-6 。已知轴材料的弹性模量 200GPa,泊松比 =0.29, 许用应力[]=120 MPa,试求: 1、 扭矩 M 和轴力 T。 2、 用第四强度理 论校核轴的强 度。 (17 分) 2 2 (提示: 1,3 x y / 2 x y / 4 xy ) =
解
6 1000 = 60MPa 11104 1 0
3=
2 3 1 0.33 60 106 19.8 Pa
------------------------------------------------------------------------------------------------------
图示矩形截面 b h 简支梁在集中载荷 P 作用下. h 1 在 y 方向间距 a 的 A、B、C、D、E 五点取单元体,定性分析这五点的应力 4 情况, 并指出单元体属于哪种应力状态.(C 点位于中性层) 2 若测得梁上 D 点在 x 及 y 方向上的正应变为εx=4.0×10 - 4 及εy= -1.2×10 – 4. 已知材料的弹性模量 E=200GPa,泊松比μ =0.3.试求 D 点 x 及 y 方向上的正应 力.
精品材料力学试卷三套含答案
《材料力学》试卷(A 卷)考试形式:开()、闭(√)卷注:学生在答题前,请将密封线内各项内容准确填写清楚,涂改及模糊不清者、试卷作废。
1、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2、阶梯形杆AC 如图所示,在A 、B 截面分别作用大小相等的力P 。
设AB 段、BC 段的轴力分别为N l 和N 2,应力分别为σ1和σ2,BC 段的横截面积是AB 段横截面积的的2倍。
则下列答案哪个是正确的( )(A) N 1=N 2 σ1=σ2; (B) N 1≠N 2 σ1≠σ2; (C) N 1=N 2 σ1≠σ2; (D) N 1≠N 2 σ1=σ2。
3、插销穿过水平放置的平板上的圆孔,在其下端受有一拉力P .该插销的剪切面面积和挤压面积分别等于( )(A) πdh ,πD 2/4; (B) πdh ,π(D 2-d 2)/4; (C) πDh ,πD 2/4; (D) πDh ,π(D 2-d 2)/4。
4、当实心圆轴的直径增加1倍时,其抗扭强度、抗扭刚度分别增加到原来的( )P(A) 8和16倍;(B) 16和8倍;(C) 8和8倍;(D) 16和16倍。
5、图示任意形状截面,它的一个形心轴z c把截面分成I和II两部分。
在以下各式中哪一个一定成立()(A) I I zc+ I II zc=0 ;(B) I I zc- I II zc=0 ;(C) S I zc+S II zc=0 ;(D) A I = A II 。
6、T形截面铸铁梁,设各个截面的弯矩均为正值。
则将其截面按哪个所示的方式布置,梁的强度最高?( )7、图示变截面梁,用积分法求挠曲线方程时()(A) 应分2段,通常有2个积分常数;(B) 应分2段,通常有4个积分常数;(C) 应分3段,通常有6个积分常数;(D) 应分4段,通常有8个积分常数。
重庆大学材料力学答案..
重庆大学材料力学答案2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件,两端受轴向载荷P 的作用,试计算截面1-1和2-2上的应力。
已知:P = 140kN ,b = 200mm ,b 0 = 100mm ,t = 4mm 。
题图2.9解:(1) 计算杆的轴力 kN 14021===P N N (2) 计算横截面的面积21mm 8004200=⨯=⨯=t b A202mm 4004)100200()(=⨯-=⨯-=t b b A (3) 计算正应力MPa 1758001000140111=⨯==A N σ MPa 3504001000140222=⨯==A N σ (注:本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内,横截面面积小的截面为该段的危险截面)2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸,力P=10kN ,求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ,并问m ax τ发生在哪一个截面? 解:(1) 计算杆的轴力kN 10==P N(2) 计算横截面上的正应力MPa 501002100010=⨯⨯==A N σ(3) 计算斜截面上的应力MPa 5.37235030cos 2230=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯==σσMPa 6.2123250)302sin(230=⨯=⨯=στ MPa 25225045cos 2245=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯==σσMPa 251250)452sin(245=⨯=⨯=στ (4) m ax τ发生的截面 ∵0)2cos(==ασαταd d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α 因此:22πα=, 454==πα故:m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。
(注:本题的结果告诉我们,如果拉压杆处横截面的正应力,就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。
对于拉压杆而言,最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上,最大正应力发生在横截面上,横截面上剪应力为零)2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ,P =10kN ,l 1=l 2=400mm ,A 1=2A 2=100mm 2,E =200GPa 。
新版重庆大学材料力学答案..-新版-精选.pdf
解: (1) 计算杆的轴力
题图 2.9
N1 N2 P 140 kN (2) 计算横截面的面积
题图 2.17 解: (1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图
N1 P 10 kN
(拉)
N 2 P 10 kN (压)
(2) 计算直杆各段的轴向变形 l1 N1l1 10 1000 400 0.2 mm EA1 200 1000 100
(伸长)
l2
N2l2 EA2
10 1000 400 200 1000 50
(1) 计算各杆的轴力
以 A 点为研究对象,如右图所示,由平衡方程可
得
X 0, N2 P
(拉)
Y 0, N1 0
(2) 计算各杆的变形 l1 0
l 2 N 2l 2 Pl / cos45
2 Pl
EA
EA
EA
(3) 计算 A 点位移
以切线代弧线, A 点的位移为:
xA
l2
cos45
2Pl EA
yA 0
以 A 点为研究对象,如上图所示,由平衡方程可得 X 0 , N 2 cos N1 cos 0
Y 0, N1 sin N 2 sin P 0
∴ N1 P 350 kN (拉 )
N 2 N1 350 kN (压)
(2) 计算横截面的面积 根据强度条件: max
N [ ] ,有 A
2 A1
N1 [ t]
2.15 如题图 2.15 所示桁架, α =30°,在 A 点受载荷 P = 350kN ,杆 AB 由两根 槽钢构成,杆 AC 由一根工字钢构成,设钢的许用拉应力 [ t ] 160 MPa ,许用
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一、历年真题、答案
1、材料力学1995-2001,2008,2009年9套,理论力学与材料力学2003-2005年3套,材料力学与结构力学2005-2007共3套,历年真题主要用来研究考研的考点,重点和出题思路,为考研必备参考资料,复印版。
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重庆大学材料力学(64学时类)课程试题(A)
说明:开卷考试,可本人携带、但不得相互借用计算机和任何参考书
一、简答(每没题5分,共40分)
1、三根材料相同的圆杆,受到高度相等、重量相同的自由落体冲击,如果不考虑应力集中因素,哪一杆中的最大动应力σ
d
最小?
解:∵Δ(a)
st >Δ(b)
st
>Δ(c)
st
k(a)d< k(b)d< k(c)d∴σ(a)d最小
2、有一构件内某一点处的交变应力随时间变化的曲线如图,则该交点应变力的循环特征、最大应力、最小应力和平均应力分别是多少?
解:r=1/2,σ
min =-50MPa,σ
m
=25MPa
3、材料力学用到了哪些假设或模型?枚举两例、扼要解释之。
解:梁在纯弯曲时的平面假设,梁的纵向纤维间无挤压应力的假设等。
4、画出高碳钢静态拉力试验得到的应力应变曲线。
要表示出E和σ
0.2
,并说明其意义。
解:E=tgα,σ
0.2名义屈服极限,将产生0.2%塑性应变的应力作为名义屈服极限σ
0.2
5、直径和长度相同但材料的剪切模量不同的轴,在相同扭矩作用下最大切应力和扭转角是否相同?为什么?
解:最大切应力τmax相同,最大扭转角φ
max 不同; τmax=T/wt, φ
max
=T l/GIP
6、对于均匀材料,什么情况下用T形截面梁是合理的?为什么?
解:材料力学的抗拉能力与抗压能力不相同十采用T形截面梁。
7、试指出下列概念的区别:纯弯曲与平面弯曲;中性轴与形心轴;截面的抗弯刚度和抗弯模数。
解:略
8、试从研究内容、目的合方法三方面叙述你对材料力学的认识。
解:略
二、(10分)图示简易的承重架,P=60kN。
AC模型为刚性直杆。
试由抗拉强度确定受拉板条BC的截面积,由剪切强度确定铰B和C处销钉的直径。
已知板条BC的抗拉许用应力[σ]=100MPa,,销钉材料的许用剪应力[τ]=50MPa。
解:1、计算BC杆的横截面积A
sinα=,设BC杆的轴力为N,由有平衡方程
,
解得: N= , p=60kN
,
2、计算B、C处销钉直径d1及d2.
销钉B
Q1 Q2
2、销钉C
三、(10分)等截面实心传动轴的转速为n=191r/min,轮A为主动轮,输入功率为N A=8kW,轮B、C和D为从动轮。
输出功率分别为N B=3kW、N C=1kW和N D=4kW。
已知轴材料的许用剪应力为[τ]=60MPa,剪切模量为G=80GPa,试:(1)求四个轮的最佳排列方法;(2)作扭矩图;(3)确定轴的直径。
解:1 计算外力偶矩
同理可以求得
m B=150N·m m C=50N·m m D=200N·m
2、作扭矩图
为减小传动轴的设计直径,4个齿轮的最佳排列方法为:D、A、B、C
3、计算轴的直径
T max=200N·m 由轴的强度条件
得到
传动轴的直径:
四、(10分)矩形截面梁受载荷如图所示,1、写出模型梁在点A、B和D应满足得力和变形条件,并定性地画出挠曲线的形状;2、作出剪力图和弯矩图,指出最大弯矩之值及所在截面。
解:1、梁在A、B、D点的力和变形条件
A点——y A=0, M A=0;
B点——y B=0, ;
D点——M D=0,
2、作梁的剪力图与弯矩图
由平衡方程可以计算出支座反力 R A=12.33kN(↑), RB=25.67kN(↑)
作梁的Q、M图如下:
Q (KN)
M(k N·m)
3、作梁的曲线大致形状
根据梁的弯矩图及支座情况,可以大致画出梁的挠曲线。
五、(10分)圆形截面钢杆受力如图,已知:p1=8kN,p2=300kN,m=6kN•.m,L =1.2m,直径d=10㎝,材料的许用应力[σ]=160MPa。
(1)指出危险截面、危险点的位置;(2)绘出危险点的体元应力图并求主应力;(3)用第三强度理论校核杆的强度。
解:1、危险截面与危险点的位置
固定端友侧截面为危险截面;该截面上部边缘的A点为危险点。
2、危险点单元体的应力
N=p2, M=P·l,T=m
拉应力
3、强度校核
按照第三强度理论, 安全。
六、(10分)图示立柱CD为钢管,外径D=100㎜,内径d=80㎜,高h=3.5m,材料为Q235钢,其
比例极限为σ
p =200MPa,屈服极限为σ
s
=235MPa,弹性模量E=2×105MPa,设计要求的强度
安全系数n st=3.试求梁上荷载的容许值[P].
解:作用在梁上的许可载荷值,由CD杆的稳定性条件确定。
1、压杆的柔度λ及临界压力N cr
CD为大柔度杆
2、压杆CD的稳定性计算
设压杆的工作压力为N,由梁AB的平衡方程得到N=p5/2稳定性条件;
故许可载荷[p]=62.2kN。
七、(10分)1、为了承载能力,在悬臂梁的自由端M处增加一个轴辊(可动铰支座),成为总跨度不变的另一单跨梁。
求轴辊的支反力。
2、对加强后的单跨梁,写出挠曲线y(x)应满足的微分方程和边界条件。
材料的杨氏模量为E。
解: 1、计算可动铰支座的约束反力
以可动铰支座B作为多余约束,一次静不定梁,去掉约束B,得到相当系统如图。
变形谐调关系为y B=0, 由叠加法,有
,所以约束反力R=
2、梁的挠曲线近似微分方程
挠曲线微分方程:
边界条件:。