《材料力学》期末考试题AB卷和答案解析文档格式.docx
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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
,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
可以看出,E和A值越大,
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,
=d/D。
其抗扭截面系数为()。
A
B
C
D
6、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
中,其中
轴和轴
轴互相平行,则()。
A.Z轴通过形心B.
轴通过形心
C.都不一定要通过形心D.a是Z轴与
轴之间的距离。
所以a>
8、梁弯曲时,梁的中性层()。
A.不会弯曲B.不弯曲但长度会改变
C.会弯曲但长度不会改变D.弯曲的同时长度也改变
9、铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀而被胀裂,而管内的冰却不会破坏。
这是因为()。
A.冰的强度较铸铁高;
B.冰处于三向受压应力状态;
C.冰的温度较铸铁高;
D.冰的应力等于零。
10、设
和
分别是压杆的稳定系数和柔度系数,()。
A.对同一种材料制成的压杆,
值较大则
值就越小;
B.
值越大,
值就越小,这与压杆所用材料无关;
C.当
〉1时,压杆肯定是稳定的,不必对其进行稳定计算;
D.
值与压杆杆端的约束情况无关。
三、简答题(总分24分,每题6分)
1、拉(压)杆通过铆钉连接在一起时,连接处的强度计算包括哪些计算?
2、在梁横截面的中性轴上,其正应力和切应力的值如何?
3、梁的变形用什么来度量的?
这些量的几何意义各是什么?
4、工程中提高压杆稳定性的措施主要从哪几个方面入手?
四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。
(10分)
五、计算(总分26分)
1.试用解析法求图中平面应力状态的主应力,图中应力单位为MPa。
(7分)
2.一钢制的空心圆管,外径和内径分别为12mm和10mm,杆长380mm,钢材的弹性模量E=210GPa。
试用欧拉公式求钢管的临界力。
已知在实际使用时,其承受的最大工作压力Fmin=2250N,规定的稳定安全系数为nst=3.0,试校核钢管的稳定性(两端作铰支考虑)。
3.工字钢制成的简支梁如图所示,已知l=6m,P=60KN,q=8KN/m,材料的容许应力
。
试选择工字钢的型号。
(12分)
工字钢型号
腹板宽度b
(mm)
Wz
(cm)
28a
8.5
508
24.6
32a
9.5
692
27.5
B
1、求杆件任一截面上的内力时,通常采用法。
2、工程中常以伸长率将材料分为两大类:
伸长率大于5%的材料称为材料。
3、梁截面上剪力正负号规定,当截面上的剪力使其所在的分离体有时针方向转动趋势时为负。
4、虎克定律可以写成
,其中E称为材料的,EA称为材料的。
5、材料力学在研究变形固体时作了连续性假设、假设、假设。
6、在常温、静载情况下,材料的强度失效主要有两种形式:
一种是,一种是。
7、在设计中通常由梁的条件选择截面,然后再进行校核。
8、外力的作用平面不与梁的形心主惯性平面重合或平行,梁弯曲后的扰曲轴不在外力作用平
面内,通常把这种弯曲称为。
9、在工程实际中常见的组合变形形式有斜弯曲、,。
10、当材料一定时,压杆的柔度
越大,则其稳定系数
值越。
1、构件的刚度是指()
2、轴向拉伸细长杆件如图所示,则正确的说法应是()
A1-1、2-2面上应力皆均匀分布
B1-1面上应力非均匀分布,2-2面上应力均匀分布
C1-1面上应力均匀分布,2-2面上应力非均匀分布
D1-1、2-2面上应力皆非均匀分布
3、如图所示受力杆件的轴力图,其中正确的是()。
4、单位长度扭转角
与()无关。
A杆的长度;
B扭矩
C材料性质;
D截面几何性质。
5、当梁的某段上作用均布荷载时。
该段梁上的()。
A.剪力图为水平直线B弯矩图为斜直线。
C.剪力图为斜直线D弯矩图为水平直线
6、应用叠加原理求梁横截面的挠度、转角时,需要满足的条件是()。
A梁必须是等截面的B梁必须是静定的
C变形必须是小变形;
D梁的弯曲必须是平面弯曲
7.若某轴通过截面的形心,则()
A.该轴一定为主轴,B.该轴一定是形心轴
C.在所有轴中,截面对该轴的惯性矩最小。
D.截面对该轴的静矩等于零。
8、关于中性轴,下列说法正确的是()。
A.中性轴是梁的轴线B.中性轴的位置依截面上正应力的分布而定
C.梁弯曲时,中性轴也随之弯曲D.中性轴是中性层与横截面的交线。
9、影响梁弯曲程度越大的原因是()。
A.抗弯刚度越大B.抗弯刚度越小,而截面上的弯矩越大
C.抗弯刚度越大,而截面上的弯矩越小D.截面上的弯矩越小
10、某点的应力状态如图所示,当σx,σy,σz不变,τx增大时,关于εx值的说法正确的是()
A.不变B.增大
C.减小D.无法判定
1、梁的受力图如图所示,画剪力图时应分几段?
画弯矩图时应分几段?
2、一般条件下,梁的强度条件是由什么强度来控制的?
3、用叠加法求梁的位移,应具备什么条件?
4、什么是强度理论?
怎样分类的?
常用的强度理论有那些?
五、计算(总分24分)
1、试用解析法求图中平面应力状态的主应力,图中应力单位为MPa。
2、图示结构中,AB及AC均为圆截面细长杆,材料弹性模量E=200GPa,截面惯性矩
,试求此结构的临界荷载
3、图示外伸梁中,已知l=3m,b=80mm,h=120mm,q=2KN,材料的容许应力
,
,试校核梁的强度。
A卷参考答案
1、相互作用力2、
3、弹性、屈服、强化、颈缩4、长度角度
5、负6、强度
7、脆性、塑性8、叠加法
9、圣维南原理10、临界力、细长
二、选择题(总分20分,每题2分)
1、D2、C3、A4、C5、D6、A7、A8、C9、B10、A
三、简答题(总分24分,每题6分)
1、答:
拉(压)杆通过铆钉连接在一起时,连接处的强度计算包括:
(1)拉杆本身的受拉或者受压强度计算;
(2)铆钉所受剪切力引起的剪切强度计算;
(3)杆件与铆钉之间的挤压强度计算。
2、答:
一般来说,在梁横截面的中性轴上,正应力为零,而切应力达到最大值。
3、答:
描述梁的变形有两个相互关联的量:
(1)梁横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移称为挠度;
(2)横截面绕中性轴发生转动的角位移称为转角。
4、答:
由计算临界力的欧拉公式可知,提高压杆稳定性的措施主要从压杆的截面形状和尺寸、压杆的长度、杆端约束以及材料的力学性能方面入手。
1.(7分)
解:
所以,
2.(7分)
钢管横截面的惯性矩
应用欧拉公式
临界压力与实际工作压力之比,即为压杆工作时的安全系数,故
所以,钢管是满足稳定性要求的。
3.(12分)
(1)首先求得两支座反力值为
最大剪力发生在两个支座处,其值为:
;
最大弯矩发生在跨中,其值为:
(或者:
)
(2)由最大弯矩确定最大正应力,从而选择截面:
,所以
查表得:
No.32a号工字梁
,满足要求,其它参数为:
(3)校核最大剪应力:
最大剪应力为:
,故剪应力也满足要求。
最后,选择No.32a号工字梁。
B卷参考答案
一、填空题(总分20分,每题2分)
1、截面2、塑性
3、逆4、弹性模量、抗拉(压)刚度
5、均匀性、各向同性6、塑性屈服、脆性断裂
7、强度、刚度8、斜弯曲
9、拉伸(或压缩)与弯曲的组合、扭转与弯曲的组合10、小
1、A2、B3、C4、A5、C6、C7、D8、D9、B10、A
(1)画剪力图时应分为三段:
AB、BD、DE;
(2)画弯矩图时应分为四段:
AB、BC、CD、DE。
一般条件下,梁的强度条件是由弯矩引起的正应力强度条件所控制的,同时还要验证由横向荷载引起的切应力强度条件。
应用叠加法计算梁的位移应具备以下基本条件:
(1)所发生的变形为小变形;
(2)材料服从胡克定律。
在此条件下,梁的转角或者位移与荷载之间是线性关系。
强度理论是关于材料发生强度失效力学因素的假说。
在常温、静载情况下,一般是按材料的强度失效形式进行分类的。
常用的强度理论有适用于脆性断裂的强度理论:
最大拉应力理论(第一强度理论)和最大拉应变理论(第二强度理论),以及适用于塑性屈服的强度理论:
最大切应力理论(第三强度理论)和畸