哈工大2009年材料力学期末考试题及答案
材料力学09A卷答案
《材料力学》课程期末考试参考答案 (A 卷)一、 选择题 (每小题3分,共5小题,共计15分) 1.A 2.C 3.A 4.D 5.B 二、填空题(每小题4分,共2小题共计8分) 1. B 、 D2. 150、 、 -0.5MPa 450MPa 三、判断题(每小题2分,共5题,共计10分) 1. × 2. √ 3. √ 4. × 5. × 四、作图题(15分)1. 解:1. 求支座支反力 (2分)B M ∑=0 3 kN Ay F =0y F ∑= 2 kN By F =2. 分段作剪力图 (3分)2 kN SA F −=−2 kN-3 kN=1 kN SA F += 2 kN SB By F F −==3. 分段作弯矩图 (3分)2kN 2m=4kN m A A M M −+==−×−⋅ 2kN 5m+3kN 3m=1kN m D M −=−××−⋅ 2.5kN m=1.5kN m D D M M +−=+⋅⋅在处 (2分)0S F =2max 12m-q (2m)2kN m 2By M F =××=⋅五、计算题(第2小题10分,其余每小题各14分,共52分)1. 解:设1、2、3三杆的拉力分别为。
对刚性梁进行分析如图所示。
123,,F F F 由平衡方程A 00F M ==∑∑和得到123130.40.80.20F F F F F F F ++=⎧⎨×+×−×=⎩ 由于AB 是刚性梁得到结构的变形协调方程,122l l 3l Δ=Δ+Δ (3) (3分) 由物理条件:31212312, , EA EA EA F l Fl F l l l l Δ=Δ=Δ=2(1)(4) (3分) (2分)(3分)(3分)(2)联立(1)(2)(3)(4)得:1232kN, 6.5kN, 1.5kN F F F ===3319633296333962100.50.510, 2001010106.5100.50.812510, 2001020101.5100.50.187510200102010l m l l m −−−−−−××Δ==××××××Δ==××××××Δ==××××m (4分) 2l Δ1l Δ3l Δ (1分)2. 解:先求两种放置方式的惯性矩: 对(a )图:3411212Z bh a I == (1分) 对(b )所示放置方式由惯性矩定义224Z AI y dA =∫4421014()4212212Z a y y dy I ⎛⎞=×==⎜⎟⎜⎟⎝⎠=−(3分) 抗弯截面系数43111262Z a a I a W ,(2分) a y ===4322122Z b a I W (2分) y ===312abaWW==,因此,第一种放置方式合理。
材料力学期末试卷(含答案)
满足强度条件。(5分)
六.一根圆截面压杆两端固定,工作压力F=1.7KN,直径为d=8mm,材料为A3钢,其性能参数为: , , , , 。杆的长度为 ,规定的稳定安全系数是 。试校核压杆的稳定性。(15分)
解:(1) ,
(2分)
而 (2分)
,欧拉公式不成立(1分)
A.强度低,对应力集中不敏感;
B.相同拉力作用下变形小;
C.断裂前几乎没有塑性变形;
D.应力-应变关系严格遵循胡克定律。
2.在美国“9.11”事件中,恐怖分子的飞机撞击国贸大厦后,该大厦起火燃烧,然后坍塌。该大厦的破坏属于(A)
A.强度坏;B.刚度坏;C.稳定性破坏;D.化学破坏。
3.细长柱子的破坏一般是(C)
C. ;D. 。
10.长度和横截面面积均相同的两杆,一为钢杆,一为铝杆,在相同的拉力用下(A)
A.铝杆的应力和钢杆相同,而变形大于钢杆
B.铝杆的应力和钢杆相同,而变形小于钢杆
C.铝杆的应力和变形都大于钢杆
D.铝杆的应力和变形都小于钢杆
三、阶梯形钢杆的两端在 时被固定,杆件上下两段的面积分别是 , ,见图1。当温度升高至 时,试求杆件各部分的温度应力。钢材的 , 。(15分)
解:用支反力 代替支座B(见图2),则B端在 和 的作用下挠度为零,即:
(8分)
(5分)
(2分)
五.一铸铁圆柱的直径为40mm,其一端固定,另一端受到315 N.m的力偶矩作用。若该铸铁材料的许用拉应力为 ,试根据强度理论对圆柱进行强度校核。(15分)
解:圆柱表面的切应力最大,即:
(5分)
圆柱表面首先破坏,其上任一点的应力状态为纯剪切,见图3。
一、填空(每题2分,共20分)
材料力学试题及答案哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学学年第二学期材料力学试题(A 卷)一、 选择题(20分)1、图示刚性梁AB 由杆1和杆2支承,已知两杆的材料相同,长度不等,横截面积分别为A 1和A 2,若载荷P 使刚梁平行下移,则其横截面面积( )。
A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个?答:( )(1)扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA (2)变形的几何关系(即变形协调条件) (3)剪切虎克定律(4)极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dA A 、(1) B 、(1)(2) C 、(1)(2)(3) D 、全部 3、二向应力状态如图所示,其最大主应力σ1=( ) A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁,承受垂直方向的载荷,若仅将竖放截面改为平放截面,其它条件都不变,则梁的强度()A 、提高到原来的2倍B 、提高到原来的4倍C 、降低到原来的1/2倍D 、降低到原来的1/4倍5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同,若二者自由端的挠度相等,则P 1/P 2=( )A 、2B 、4题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分题一、3图 工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------题一、4题一、1图C 、8D 、16二、作图示梁的剪力图、弯矩图。
(15分)三、如图所示直径为d 的圆截面轴,其两端承受扭转力偶矩m 的作用。
设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变,试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。
《材料力学》期末考试试卷及答案
***学院期末考试试卷一、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12N P P =-,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4、从拉压杆轴向伸长(缩短)量的计算公式EANll =∆可以看出,E 和A 值越大,l ∆越小,故( )。
A. 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 ,α=d /D 。
其抗扭截面系数为( )。
A )1(163απ-=D W P B )1(1623απ-=D W PC )1(1633απ-=D W P D )1(1643απ-=D W P6、在没有荷载作用的一段梁上,( )A. 剪力图为一水平直线B.剪力图为一斜直线 C .没有内力 D.内力不确定7、在平行移轴公式21Z Z I I a A =+中,其中Z 轴和轴1Z 轴互相平行,则( )。
哈工大材料力学试卷及答案
一、填空题:请将正确答案写在划线内(每空1分,计16分) ⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。
⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。
⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点,其值=τmax -------------。
4.平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 ----------------。
5.四个常用的古典强度理论的表达式分别为―――――――――――――――――、―――――――――――――――――――――、 ――――――――――――――、―――――――――――――――――――――――――――――――――。
6.用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ;――――――――――――――――――――――;-―――――――――――――――――――――――。
二、单项选择题⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料,其破坏应力取材料的――――――――――――。
⑴ 比例极限p σ; ⑵ 名义屈服极限2.0σ; ⑶ 强度极限b σ; ⑷ 根据需要确定。
2. 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。
⑴ 矩形; ⑵ 菱形; ⑶ 正方形; ⑷三角形。
3. 杆件的刚度是指――――――――――――――-。
⑴ 杆件的软硬程度; ⑵ 杆件的承载能力; ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力; ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力;4. 图示二向应力单元体,如剪应力改变方向,则―――――――――――――。
⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变;⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变; ⑶ 主应力的大小不变,主平面的方位改变; ⑷ 主应力的大小改变,主平面的方位不变。
材料力学期末考试题及答案ab卷
材料力学期末考试题及答案ab卷一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪一项不是基本假设?A. 均匀性假设B. 连续性假设C. 各向异性假设D. 小变形假设答案:C2. 材料力学中,下列哪一项不是应力的类型?A. 正应力B. 剪应力C. 拉应力D. 弯应力答案:C3. 在材料力学中,下列哪一项不是材料的基本力学性能?A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 导电性答案:D4. 材料力学中,下列哪一项不是材料力学的研究对象?A. 杆件B. 板件C. 壳体D. 流体答案:D5. 材料力学中,下列哪一项不是杆件的基本受力形式?A. 拉伸与压缩B. 剪切C. 弯曲D. 扭转答案:D6. 材料力学中,下列哪一项不是材料力学的基本概念?A. 应力B. 应变C. 位移D. 温度答案:D7. 在材料力学中,下列哪一项不是材料力学的基本方程?A. 胡克定律B. 圣维南原理C. 牛顿第二定律D. 应力-应变关系答案:C8. 材料力学中,下列哪一项不是材料力学的分析方法?A. 静力平衡法B. 能量法C. 虚功原理D. 热力学第一定律答案:D9. 材料力学中,下列哪一项不是材料力学的实验方法?A. 拉伸实验B. 压缩实验C. 扭转实验D. 电导率实验答案:D10. 材料力学中,下列哪一项不是材料力学的应用领域?A. 结构工程B. 机械工程C. 航空航天D. 化学工程答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,材料在外力作用下发生形变,当外力去除后,材料能够恢复原状的性质称为______。
答案:弹性2. 材料力学中,材料在外力作用下发生形变,当外力去除后,材料不能恢复原状的性质称为______。
答案:塑性3. 材料力学中,材料在外力作用下发生形变,当形变超过一定程度时,材料发生断裂的性质称为______。
答案:脆性4. 材料力学中,材料在外力作用下发生形变,当形变超过一定程度时,材料发生断裂的性质称为______。
材料力学期末考试复习试题与答案
材料力学一、填空题:1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。
2.构件抵抗的能力称为强度。
3.圆轴扭转时,横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。
4.梁上作用着均布载荷,该段梁上的弯矩图为。
5.偏心压缩为的组合变形。
6.柔索的约束反力沿离开物体。
7.构件保持的能力称为稳定性。
8.力对轴之矩在情况下为零。
9.梁的中性层与横截面的交线称为。
10.图所示点的应力状态,其最大切应力是。
11.物体在外力作用下产生两种效应分别是。
12.外力解除后可消失的变形,称为。
13.力偶对任意点之矩都。
14.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则杆中最大正应力为。
15.梁上作用集中力处,其剪力图在该位置有。
16.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。
17.外力解除后不能消失的变形,称为。
18.平面任意力系平衡方程的三矩式,只有满足三个矩心的条件时,才能成为力系平衡的充要条件。
19.图所示,梁最大拉应力的位置在点处。
20.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。
21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态,称为。
22.在截面突变的位置存在集中现象。
23.梁上作用集中力偶位置处,其弯矩图在该位置有。
24.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。
25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。
26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件,称为。
27.作用力与反作用力的关系是。
28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。
29.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则截面C的位移为。
30.若一段梁上作用着均布载荷,则这段梁上的剪力图为。
二、计算题:1.梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力。
2.铸铁T梁的载荷与横截面尺寸如图所示,C为截面形心。
工程力学2009秋季
哈尔滨工业大学远程教育学院 2009年秋季学期工程力学 试题纸( 开卷,时间:90分钟)(所有答案必须写在答题纸上)一、简答题(20分)1、什么是构件的强度?(4分)2、何谓材料的疲劳极限?(4分)3、如图所示三种结构,构件自重不计。
忽略摩擦, 60=θ。
如B 处作用相同的力,问铰链A 处的约束力是否相同? (4分)4、应用叠加法求梁的位移,必须满足的条件是什么?(4分)5、图示平面弯曲构件内各点的应力状态如何?(4分)二、计算题(20分)已知: 求:固定端A 处约束力。
100,P =kN 20,M =⋅kN m 20kN m,q =400,F =kN 1;l =m三、计算题(20分)如图所示一铸铁制成的梁。
已知截面图形对形心轴的惯性矩为 , 。
材料许用拉应力及许用压应力分别为 , 。
试按正应力强度条件校核强度。
四、计算题(20分)已知简支梁是由22a工字钢构成,该工字钢的 , , , ,载荷如图所示。
试求该梁的许用载荷。
47mm 105.4⨯=z I mm 501=y mm 1402=y []MPa 30=t σ[]MPa 140=c σ3cm 309=z W 3cm 9.40=y W []MPa 140=σm 1=l五、计算题(20分)已知:在图示机构中,沿斜面纯滚动的圆柱体和定轴的鼓轮为均质物体,质量均为m ,半径均为R 。
绳子不能伸缩且质量略去不计。
粗糙斜面的倾角为θ,不计滚动摩擦。
如在鼓轮上作用一常力偶M 。
试求 :(1) 鼓轮的角加速度;(2) 轴承处的水平约束力。
哈尔滨工业大学历年材料力学试题及答案
哈尔滨工业大学学年第二学期材料力学试题(A 卷)一、 选择题(20分)1、图示刚性梁AB 由杆1和杆2支承,已知两杆的材料相同,长度不等,横截面积分别为A 1和A 2,若载荷P 使刚梁平行下移,则其横截面面积( )。
A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个?答:( ) (1) 扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρdA (2) 变形的几何关系(即变形协调条件) (3) 剪切虎克定律(4) 极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dAA 、(1)B 、(1)(2)C 、(1)(2)(3)D 、全部 3、二向应力状态如图所示,其最大主应力σ1=( ) A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁,承受垂直方向的载荷,若仅将竖放截面改为平放截面,其它条件都不变,则梁的强度( )A 、提高到原来的2倍B 、提高到原来的4倍C 、降低到原来的1/2倍D 、降低到原来的1/4倍5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同,若二者自由端的挠度相等,则P 1/P 2=( ) A 、2 B 、4 C 、8 D 、16二、作图示梁的剪力图、弯矩图。
(15分) 题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分题一、3图工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------题一、5图题一、4题一、1图三、如图所示直径为d 的圆截面轴,其两端承受扭转力偶矩m 的作用。
设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变,试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。
材料力学期末考试题及答案ab卷
材料力学期末考试题及答案AB卷一、选择题(每题5分,共40分)1. 材料力学中,下列哪个选项不属于材料力学的研究范畴?A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的韧性D. 材料的弹性模量答案:B2. 根据胡克定律,当应力超过材料的弹性极限时,以下哪个描述是正确的?A. 材料会发生永久变形B. 材料的应力与应变成正比C. 材料的应力与应变成反比D. 材料的弹性模量会增加答案:A3. 在拉伸试验中,材料的屈服强度是指:A. 材料开始发生塑性变形时的应力B. 材料发生断裂时的应力C. 材料达到最大应力时的应力D. 材料的弹性极限答案:A4. 根据材料力学,下列哪个选项是正确的?A. 应力是力与面积的比值B. 应变是位移与长度的比值C. 应力是位移与面积的比值D. 应变是力与长度的比值答案:A5. 在材料力学中,下列哪个选项是正确的?A. 剪切应力与剪切应变成正比B. 剪切应力与剪切应变成反比C. 剪切应力与剪切应变无关D. 剪切应力与剪切应变成指数关系答案:A6. 材料力学中,下列哪个选项是正确的?A. 材料的塑性变形是可逆的B. 材料的弹性变形是不可逆的C. 材料的塑性变形是不可逆的D. 材料的弹性变形是可逆的答案:C7. 根据材料力学,下列哪个选项是正确的?A. 材料的疲劳寿命与应力循环次数无关B. 材料的疲劳寿命与应力循环次数成正比C. 材料的疲劳寿命与应力循环次数成反比D. 材料的疲劳寿命与应力循环次数无关答案:B8. 在材料力学中,下列哪个选项是正确的?A. 材料的硬度与弹性模量无关B. 材料的硬度与弹性模量成正比C. 材料的硬度与弹性模量成反比D. 材料的硬度与弹性模量无关答案:B二、简答题(每题10分,共20分)1. 请简述材料力学中弹性模量的定义及其物理意义。
答案:弹性模量是材料力学中描述材料弹性特性的一个物理量,它表示材料在受到外力作用时,单位应力下产生的单位应变。
弹性模量的物理意义是衡量材料抵抗形变的能力,弹性模量越大,表示材料的刚度越高,形变越小。
材料力学期末试卷1(带答案)
材料力学期末试卷1(带答案) XXX材料力学期末考试卷1考试时间:120分钟使用班级:学生数:任课教师:考试类型:闭卷一、填空题(22分)1.为保证工程结构或机械的正常工作,构件应满足三个要求,即强度要求、刚度要求及稳定性要求。
2.材料力学中求内力的基本方法是截面法。
3.进行应力分析时,单元体上剪切应力等于零的面称为主平面,其上正应力称为主应力。
4.第一到第四强度理论用文字叙述依次是最大拉应力理论、最大拉应变理论、最大剪应力理论和形状改变能理论。
5.图示正方形边长为a,圆孔直径为D,若在该正方形中间位置挖去此圆孔,则剩下部分图形的惯性矩Iy=Iz= (a^4-πD^4)/64.二、选择题(30分)1.对于静不定问题,下列陈述中正确的是:未知力个数大于独立方程数。
2.求解温度应力和装配应力属于静定问题。
3.圆轴受扭转变形时,最大剪应力发生在圆轴表面。
4.在压杆稳定中,对于大柔度杆,为提高稳定性,不能采用的办法是采用优质钢材。
5.弯曲内力中,剪力的一阶导数等于载荷集度。
6.对构件既有强度要求,又有刚度要求时,设计构件尺寸需要同时满足强度、刚度条件。
7.G=E/2(1+v)。
三、计算题(48分)1.一根长为4m,直径为50mm的圆杆,受到60kN的拉力,求它的伸长量。
(E=200GPa)答案:ΔL=2.4mm。
2.一根长为3m的悬臂梁,截面为矩形,宽度为b,高度为2b,受到集中力P作用于梁的自由端,求当P=10kN时,梁的最大挠度。
(E=200GPa,梁的截面惯性矩为I=(1/12) b^3)答案:δmax=15.625mm。
3.一根长为2m的悬臂梁,截面为圆形,直径为50mm,受到集中力P作用于梁的自由端,求当P=20kN时,梁的最大挠度。
(E=200GPa)答案:δmax=2.5mm。
4.一根长为3m的悬臂梁,截面为矩形,宽度为b,高度为2b,受到均布载荷q作用,求当q=10kN/m时,梁的最大挠度。
哈工大材料力学期末考卷
哈工大2007年春季学期 材料力学期中考试试题Mechanics of Materials Midterm Exam Spring 2007(NOTE: This midterm exam, 100 marks in total, is worth 25 percent of your final score.) 1. S INGLE C HOICE Q UESTIONS : (7 questions, 3 marks each, 21 marks in total) 1-1. After cold-work hardening processing,which of the following properties of steel will remain approximately the same?( )A. modulus of elasticityB. proportional limitC. percent elongationD. percent reduction in area1-2. On the mechanical properties of cast iron, the following two statements are made: (1). its shear resisting capability is weaker than that of tension resisting;(2). its compressive strength is higher than its tensile strength. Among them, ( ) A. (1) is true, (2) is false . B. (1) is false, (2) is true . C. (1) is true, (2) is true . D. (1) is false, (2) is false .1-3. In Fig. 1-3, two prismatic bars are shown, one with a circular cross-section, the other one with a square cross-section. If both bars are made of the same material and they have the same cross-sectional area, but with different length, when subjected to the same axial force F , their ( ) are NOT the same.A. axial normal stress sB. axial strain eC. axial elongation l DD. lateral strain e ¢Fig. 1-3 Fig. 1-41-4. In Fig. 1-4, among the three strain gauges bonded to the surface of a circular shaft subjected to torsion, the reading of strain from gauges ( ) will almost be zero. A. 1 and 2 B. 2 and 3 C. 1 and 3 D. 1, 2 and 31-5. For an arbitrary shape shown in Fig. 1-5, when the z axis moves downward away from the centroid C in a parallel fashion, then ( )(Note: z S is the first moment of the area about the z axis)A. z S increases , z I decreases .B. z S decreases , z I increases .C. z S increases , z I increases .D. z S decreases , z I decreases .Fig. 1-5 Fig. 1-61-6. The two bars (a) and (b) shown in Fig. 1-6 are made of the same material and have identical cross-sectional area. After deformation, their longitudinal axes become two concentric arcs. If a s and b s are the maximum normal stress in beam (a) and (b), respectively, then ( )A. a b s s <.B. a b s s =.C. a b s s >.D. it is uncertain about a s and b s ’s relation .1-7. A cantilevered beam is made from two channel sections laid back to back without any bonding in between, as shown in Fig. 1-7. A concentrated force F is applied at its right end. Which of the following plots describes the correct normal stress distribution on the cross-section? ( )Fig. 1-72. Shown in Fig. 2 is a differential element from a structural member. AC is a free surface (traction free). Determine: (1) all the three principal stresses; (2) the distortion strain energy density f u . Take 200GPa E = and 0.3n =. (12 marks)Fig. 23. For a material with two elastic constants E and n , if x e and y e are obtained from experiment, show that for a general plane stress state, the following statements are true,22,1,1().1x yx y xy z x y EE e ne s n e ne s n ne e e n +=-+=-=-+- (12 marks)4. Shown in Fig. 4 are two prismatic bars connected by a rigid triangular plate. Bar 1 (the horizontalone) is made of steel and has a cross-sectional area of 2110cm A =. Bar 2 (the vertical one) is made of copper and has a cross-sectional area of 2220cm A =. All members are pin-supported or pin-connected. Determine the average normal stress acting on the cross sections in bars 1 and 2 when a load of 200kN F = is applied. Take 1200GP a E = and 2100GP a E = for the modulus of elasticity for steel and copper, respectively. (15 marks)Fig. 45. The cross-section of a solid circular shaft is shown in Fig. 5. The shaft has a diameter of 50mm d = and is subjected to a torque of 1kN m T = applied at its two ends. Determine (1) the shear stress and shear strain on the cross-section at a radius of /4A d r =; (2) the maximum shear stress and the angle of twist per unit length.Take the shear modulus of elasticity 80GPa G =. (15 marks)Fig. 56. Draw the shear and moment diagrams for the beam shown in Fig. 6. (12 marks)Fig. 67. For the cantilevered beam shown in Fig. 7, draw the state of stress of elements located at pointsA B C D E. Also, present the formulas for the calculation of all the stress components at each point. ,,,,(13 marks)Fig. 7。
09年A卷试题及答案哈工大断裂力学考试试题
一、 填空(25分,每空1分)1. 在断裂力学中,按照裂纹受力情况可将裂纹分为三种基本类型,简述均匀各向同性材料的两种裂纹类型的受力特点:Ⅰ型 受垂直于裂纹面的拉应力作用 Ⅱ型 受平行于裂纹面而垂直于裂纹前缘的剪应力作用2. 对于有一定塑性的金属材料,应用能量平衡理论时,材料抵抗裂纹扩展能力这个概念,包括两个部分,即 形成裂纹新表面所需的表面能 和 裂纹扩展所需的塑性应变能 ,只有当 应变能释放率 大于代表材料抵抗裂纹扩展能力的常数时,裂纹才失稳扩展。
3. 最大周向应力准则的两个基本假定是:的方向开裂裂纹沿最大周向应力max θσ和 当此方向的周向应力达到临界时,裂纹失稳扩展 。
该假定的缺点是 (1)没有综合考虑其它应力分量的作用(2)不能将广义的平面应变和平面应力两类问题区分开来4. 常用的计算应力强度因子的方法有 积分变换法 、 有限元法 和普遍形式的复变函数法 。
(任意写出三种即可)5.在复合型断裂准则中,以能量为参数的断裂准则一般包括 应变能密度因子 准则和 应变能释放 准则。
6. 经典J 积分守恒性成立的前提条件包括 应用全量理论和单调加载 、 仅适用于小变形 和 不存在体积力 。
(任意写出三个即可)7. 疲劳破坏过程按其发展过程可分为四个阶段,包括裂纹成核阶段、微观裂纹扩展阶段 、 宏观裂纹扩展阶段 和 断裂阶段 。
8. HRR 理论是Hutchinson 、Rice 和Rosengren 应用 J 积分等恒性 以及 材料的硬化规律 确定应力和应变的幂次。
该理论存在一个重要矛盾是: 既然考虑了塑性变形,裂纹尖端的应力就不应该是奇异的 。
9. 可以表征材料断裂韧性度量的力学量主要有IC K 、IC G 和C δ。
(任意写出三个即可)二、 简答题(55分)1. 简述脆性材料断裂的K 准则IC I K K =的物理含义以及其中各个量的意义,并结合线弹性断裂力学理论简单讨论K 的适用范围。
(15分)答:物理含义:裂纹尖端应力强度因子I K 达到第一临界值IC K 时,裂纹将失稳扩展。
2009年7月材力试卷(07机械)B卷-参考答案
作图示有中间铰的梁的剪力图和弯矩图,并求出 Fs max 和 M max 。
q
m qa2
A
C
B
2a
a
a
得分 评卷人
C
RC a
Fs
m qa2
B
RB a
解:解除中间铰链,取 CB 段分析
mC 0 RB a qa2 RB qa
剪力图和弯矩图如图所示,
Fs max qa,
图示结构由 AB 杆和 BC 梁组成。其中,AB 杆为圆形截面杆,直径 d=80mm, 两端均为球铰;BC 梁为矩形截面梁,h=100mm,b=80mm,梁上受集中力 F 作 用。杆和梁的材料均为 Q235 钢,若材料的 E 200GPa, p 200MPa, s 240MPa,
a 304MPa, b 1.12MPa, 160MPa, 规定稳定安全因数 nst 3, 忽略剪力的影
M qa2 max
qa
M
qa2/2
qa qa2
第4页共7页
四、 计算题(共 20 分)
已知如图所示过一点的两个平面上的正应力和切应力,试求该点处的主应力 及主平面。
20Mpa 10Mpa
得分 评卷人
θ
18.6Mpa 52.3MPa
y
解:给定应力状态: y 52.3MPa, xy 18.6MPa, 90o 20MPa, 90o 10MPa 。
BC 段扭矩:T (x2 ) a 。
应用莫尔积分
AH
1 EI
[
a
0 M (x1)M (x1)dx1
a
1
0 M (x2 )M (x2 )dx2 ] GIp
材料力学期末复习题及答案
材料力学期末复习题一、填空题(共15分)1、 (5分)一般钢材的弹性模量E = 210 GPa ;铝材的弹性模量E = 70 GPa2、 (10分)图示实心圆锥杆受扭转外力偶作用,材料的剪切弹性模量为G ,该杆的τ1、(5(A )各向同性材料;(B )各向异性材料; (C )各向同性材料和各向异性材料。
(D 正确答案是 A 。
2、(5分)边长为d 的正方形截面杆(1)和(2)面,杆(2对于这两种情况的动荷系数d k 有下列结论:(A );)()(,)()(2max 1max 21d d d d k k σσ<< (B );)()(,)()(2max 1max 21d d d d k k σσ>< (C );)()(,)()(2max 1max 21d d d d k k σσ<> (D )2max 1max 21)()(,)()(d d d d k k σσ>>。
正确答案是 A 。
三、计算题(共75分)1、(25求:(1)直径比21/d d ; (2)扭转角比BC AB φφ/解:AC 轴的内力图:)(105);(10355Nm M Nm M BC AB ⨯=⨯=由最大剪应力相等: 8434.05/3/;16/1050016/10300321323313max==⨯=⨯==d d d d W M n n ππτ由;594.0)(213232;41221242411=••=•=⇒∴⋅=d d M M M d G d G a M GI l M n n n n BC AB P n ππφφφKNm2、(解:3、(15分)有一厚度为6mm 的钢板在板面的两个垂直方向受拉,拉应力分别为150Mpa 和55Mpa ,材料的E=2.1×105Mpa ,υ =0.25。
求钢板厚度的减小值。
解:钢板厚度的减小值应为横向应变所产生,该板受力后的应力状态为二向应力状态,由广义胡克定律知,其Z向应变为:0244.010)55150(101.225.0)(69-=⨯+⨯-=+-=y x z E σσνε则 mm t Z Z 146.0-=⨯=∆ε材料力学各章重点一、绪论1.各向同性假设认为,材料沿各个方向具有相同的 A 。
材料力学期末考试题及答案ab卷
材料力学期末考试题及答案AB卷一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,以下哪个参数不是应力的类型?A. 正应力B. 剪应力C. 拉应力D. 扭应力答案:C2. 根据胡克定律,弹性材料在弹性限度内,应力与应变成正比,比例常数称为:A. 弹性模量B. 泊松比C. 剪切模量D. 屈服强度答案:A3. 在拉伸试验中,材料的屈服点是指:A. 材料开始发生塑性变形的应力值B. 材料发生断裂的应力值C. 材料弹性极限的应力值D. 材料开始发生断裂的应力值答案:A4. 材料力学中,以下哪个参数不是应变的类型?A. 正应变B. 剪应变C. 拉应变D. 扭应变答案:C5. 根据材料力学的基本原理,以下哪个公式表示了应力与应变的关系?A. σ = EεB. ε = σ/EC. σ = EτD. τ = Gγ答案:B6. 在材料力学中,以下哪个参数不是材料的基本力学性能?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 硬度D. 密度答案:D7. 材料力学中,以下哪个公式表示了梁的弯曲应力公式?A. σ = M/IB. σ = M/WC. σ = M/ZD. σ = M/J答案:C8. 在材料力学中,以下哪个参数不是梁的截面特性?A. 惯性矩B. 截面模量C. 弹性模量D. 剪心答案:C9. 材料力学中,以下哪个参数不是影响材料疲劳寿命的因素?A. 应力幅B. 材料表面粗糙度C. 材料的塑性D. 材料的密度答案:D10. 根据材料力学的基本原理,以下哪个公式表示了梁的挠度公式?A. δ = M/EIB. δ = M/GJC. δ = M/KD. δ = M/A答案:A二、填空题(每空1分,共20分)1. 材料力学中,正应力的符号是____,剪应力的符号是____。
答案:σ、τ2. 材料力学中,弹性模量E的单位是____,泊松比ν的单位是____。
答案:Pa、无单位3. 材料力学中,梁在受到弯矩作用时,其截面上的最大正应力出现在____,最大剪应力出现在____。
哈尔滨工业大学2009年春季学期土木工程材料期末考试试题(B)及答案
哈工大2009 年春季学期土木工程材料(B)试题一、名词解释(2分×5=10分)Array 1.气硬性胶凝材料2.钢材的时效敏感性3.软化系数4.热塑性树脂5.比强度二、填空题(1分×35=35分)1.当材料的孔隙率一定时,随其()孔隙率增大,其吸声性增强;()孔隙愈多,其隔热保温性愈好。
2.测试材料的强度时,加荷速度越快,则测得的值越()。
3.石油沥青牌号越高,其温度敏感性(),粘性(),开裂后自愈力()。
4.煤沥青比石油沥青的耐腐蚀能力()。
5.能使钢产生低温冷脆性的温度称为钢的()。
6.Q235钢为建筑结构主要用钢的理由是:其既具有较高的强度,又具有良好的()性。
7.与普通石膏板比较,纸面石膏板的()性能明显增强。
9.砂浆的和易性主要包括()和()两项性能。
10.建筑混合砂浆中除水泥之外,还常掺入()等胶凝材料,其主要目的是改善砂浆()性,减少水泥用量。
11.烧结空心砖与烧结多孔砖相比,空心砖的孔洞尺寸(),承载力()。
12.与体型结构的合成树脂比较,线型结构树脂的强度和耐热性()。
13.塑料燃烧产生的烟气带来的主要危害是(),产生浓烟带来的主要危害是()及()。
14.硅酸盐水泥熟料矿物中,硅酸二钙含量高,水泥早期强度(),后期强度()。
15.与普通水泥比较,矿渣水泥的水化热()、耐腐蚀性()。
16.水泥石在凝结硬化过程中产生的()现象,称为体积安定性不良。
17.大体积混凝土工程,应优选()水泥,不宜选用()水泥。
18.在配合比一定的条件下,卵石配制的混凝土流动性比碎石配制的混凝土()。
19.混凝土在非荷载作用下的变形主要包括()变形、()变形、塑性收缩和温度变形。
徐变对预应力钢筋混凝土不利的方面是()。
20.在混凝土中,水泥浆在硬化前起()作用,在硬化后起()作用;砂石主要起()、抑制水泥收缩、节约水泥用量的作用。
三、选择填空(1分×15=15分)1.()是引起水泥石体积安定性不良的因素之一。
哈尔滨工业大学2009年结构力学真题
第
2
页
20 kN 10 kN. m
A
B
6m
C
D
4m
E
2m
3m 3m
:
M /4 l /2
M l /2
M /4
6、作 图 示 桁 架 中 杆 a 的 内 力 影 响 线 。(20 分)
a
h
P =1
2d 6d
7、求 图 示 体 系 的 自 振 频 率 和 主 振 型 。EI = 常 数 。(15 分)
m
共 4 页 1、计 算 图 示 体 系 的 自 由 度,试 分 析 其 体 系 的 几 何 组 成 。 20 ( 分)
2、求 图 示 结 构 C 点 水 平 位 移 ∆ CH ,EI = 常 数 。(15 分)
M B
2l
C 6 EI k = l3
A l
第
1 页
3、用 力 法 计 算 图 示 结 构 的 M 图 ,并 计 算 B 点 的 水 平 位 移 ∆ BH 。 已 知 c = 2cm,d = 2m, θ = 0.01 rad ,EI =
2
16
12
24 ⎤ − 24 32 24 − 32 ⎥ ⎥ − 18 24 18 − 24 ⎥ ⎥ 24 − 32 − 24 32 ⎦
18
− 24 − 18
① ②
1
y 3
M, θ x
第
4
页
m
1m
4m
8、试 求 前 处 理 法 结 构 总 刚 度 矩 阵 。 知 单 元 ①、②在 整 体 坐 标 已 系 中 的 单 元 刚 度 矩 阵 为 : 20 分) (
第
3
页
[ k ]①
⎡ ⎢ = 10 5 × ⎢ ⎢ ⎢ ⎣
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d GPa a= mm qmax
BC
σpl = . MPa [σ ] =
MPa
MPa
b=
MPa
b h q B d C
A 60◦
D
l
-
l
(
)
A
.C
.D
.A
.B.Bຫໍສະໝຸດ .D.C.B
.A
F
P
A
C
F
O B F
F P ⋅ ( L) − EI AB C F ⋅ ( L) , EI
D
A
δ
C vAB
C
C vCD
O B
2F L
B
2P L P 2P L
A
F
FL D
T
2F L
A
2F L
bending moment by P
bending moment and torque by F
A A M = ( FL) + ( PL) = T = FL = kN ⋅ m √ σr = √ →d≥ M +T π [σ ] dmin = . cm M +T ≤ [σ ] πd √ kN ⋅ m
A
D
( )P P
θ2
R
B
R θ1 C
X1
MA = NC ⋅ R − PR = C NC = P NC = P
NC
P
⎧ P ⎪ ⎪ ( − cos θ )R , ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪P M (θ ) = ⎨ [( − cos θ )R + R ], ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ P ⎪ ⎪ ⎪ ( + cos θ )R , ⎪ ⎪ ⎩ CB BD DA , , , π ≤θ ≤π ≤θ ≤ π
√ RB [nst ] = ( ) RB λ= KL ×l l = = i d d N RB = ( + )P [σ ]
σcr =
λ > λp ( )
π E π Ed = λ l NRB σcr ≤ πd [nst ] d≥ . cm l = λ = d RB
d≥
NRB [nst ] l πE λp = π E = σpl .
A
: . A. B. C. D. (
( )
,
,
)
. A. B. C. D.
(
)
. τmax A. ≤ . [σ ] . A. B. C. D. τmax B. ≤√ [σ ] τmax C. ≤ . [σ ] (
( τmax D. ≤ [σ ] )
)
(
)
:
:
:
. A.
( B.
) C. D.
. A. B. C. D. σ σ E
bending moment and axial force by F
A A √ M= + T= N⋅m N=F= N = N⋅m
N M + = . + . = . MPa σ = σM + σN = πd πd T τ= = . MPa πd √ σr = σ + τ = MPa < [σ ]
( )
(
)
. A. B. C. D.
(
)
. A. B. C. D.
(
)
. A. B. C. D.
(
)
(
)
:
:
:
A (δ ≪ L) CD C EI = kL D AB
AB B
CD k CD O C
EI δ
P
P
AB
k
δ
P
A
4L L
O B
-
δ
C
3L
D
(
)
:
:
:
A L= . m E= GPa [ ∆] = .
O vCD
B vAB
D
CD C O
P
⋅ L ⋅ FL ⋅ L EI ,
O = vCD
⋅ L ⋅ L ⋅ PL CD F ⋅ L ⋅ L ⋅ FL EI C − B
C = vCD
F ⋅ ( L) EI
CD
B v AB =
C = v AB
EI F k
C C vCD − v AB = δ,
O B vCD − v AB =
(
)
. A. B. C. D.
(
)
. A. B. C. D.
(
)
. A. B. C. D.
(
)
. A. B. C. D.
(
)
(
)
:
:
:
-
OC AB OB O x C
O
EI P
B
x
A
x
O
P 4L
-
α
B
L
C
(
)
:
:
:
A D
d F = kN [σ ] = P = kN MPa
ABCD
xz L= . m
EI
v B = PL (
() MA = NB = (
√ + )P
P
√
+P
C
−P
P R
+(1 −
3 )P 2
D
1 − √ P 2 3
A
1 − √ P 2 3
1 + √ P 2 3
1 −(1 + √ )P 2 3
√ 1 3 )P +( + 2 4
+(
1 1 + √ )P 2 4 3
B
NB √ 1 3 )P =( + 4 2
CB BA
, ,
≤θ ≤π ≤θ ≤π
δ =
∫ ∫
π
∫
∫
∫
δ X +∆F = C
→X = NC = X =
P π P P π
()
BD
ABC √ MA = : NBD × L − ql × L = → NBD = √ ql
ABC
q
A
NBD
B
C
A
M
B
C
ql2 2
( ) B Mmax = ql √ B σmax ≤ [σ ] ( ) BD × l l KL = = = i d d E λp = π = σpl BD πE σcr = = . MPa < [σ ] λ σcr NBD ≤ πd [nst ] λ= q≤ σmax = . ql + ql bh bh kN m
A − BCD D b= . m G= mm . P= kN P F =
d= F kN
mm
GPa
[σ ] =
MPa
D
P
A
4L
C
-
D
F
L+b
B
L
(
)
:
:
:
A, C EI C D
AB
BC P
B
A
D
R
B
R C
P
-
(
)
:
:
:
-
ABC q
BD E= σs = l= m b= [nst ] = MPa mm h= mm d=
PL − EI PL − EI EI kL = P= EI δ= L kδ
FL − EI FL − EI F=
FL =δ EI FL F = EI k P
() P
F
T
A
+
300 N
·m
P
-
N
A
2000
N
+
D C
+
D
600
F
+
800 N · m
B
N·m
+
300 N · m
B
C
600 N
·m
bending moment and torque by P
P D
C
P
A
-
B
(
)
B
.D
.B
.C
.C
.B
.D
.B
.C
.D
L<x≤ L
≤x≤ L
M x
P x(1 −
x ) 4L
M
mx
mC C
P
x
mx
x x(1 − ) 4L
M = Px ( − vx =
x ) L
2x/3 (4L + 2x)/3
x ⋅ x( − ) EI L x M Lx ( − ) → vx = EI L ⋅ L⋅M
≤θ ≤π
( ) C ⎧ ⎪ ⎪R sin θ , M (θ ) = ⎨ ⎪ ⎪ ⎩−R sin θ , ( )
π R sin θ R sin θ πR R dθ + R dθ = EI EI EI PR PR ( − cos θ )R sin θ ( − cos θ )(−R sin θ ) π π ∆F= R dθ + R dθ EI EI PR ( + cos θ )(−R sin θ ) π + R dθ EI π PR PR = ( − − )=− EI EI
t
A
0.3 N
·m
1N
-
D C
+
D
D
+
bending moment and torque by unit load
× . × +
−
0.8 N · m
× . ×
B
0.3 N · m
× . + × . × . JG