材料力学试题详解.doc

1、河北工程大学 期末考试 试卷1卷一、结构构件应该具有足够的 、 和 。（本题3分）二、低碳钢拉伸破坏经历了四个典型阶段： 阶段、 阶段、 阶段和 阶段。衡量材料强度的指标是 、 。 （本题6分）三、在其他条件不变的前提下，压杆的柔度越大，则临界应力越 、临界力越 ；材料的临界柔度只与 有关。 （本题3分）四、两圆截面杆直径关系为：，则； ； ； ； （本题8分）五、已知构件上危险点的应力状态，计算第一强度理论相当应力；第二强度理论相当应力；第三强度理论相当应力；第四强度理论相当应力。泊松比。（本题15分）六、等截面直杆受力如图，已知杆的横截面积为A=400mm2， P=20kN 。试作直杆的轴

2、力图；计算杆内的最大正应力；材料的弹性模量E=200Gpa，计算杆的轴向总变形。（本题15分）七、矩形截面梁，截面高宽比h=2b，l=4米，均布载荷q=30kN/m 许用应力， 1、画梁的剪力图、弯矩图 2、设计梁的截面 (本题20分)。八、一圆木柱高l=6米，直径D=200mm ，两端铰支，承受轴向载荷F=50kN，校核柱子的稳定性。已知木材的许用应力，折减系数与柔度的关系为：。 (本题15分)九、用能量法计算结构B点的转角和竖向位移，已知。（本题15分）河北工程大学 试卷1 参考答案一、结构构件应该具有足够的 强度 、 刚度 和 稳定性 。（本题3分）二、低碳钢拉伸破坏经历了四个典型阶段：

3、 弹性 阶段、 屈服 阶段、 强化 阶段和 颈缩阶段。衡量材料强度的指标是 屈服极限 、 强度极限 。 （本题6分）三、在其他条件不变的前提下，压杆的柔度越大，则临界应力越 小 、临界力越 小 ；材料的临界柔度只与 材料 有关。 （本题3分）四、两圆截面杆直径关系为：，则； ； ； ； （本题8分）五、解：三、（15分）解：主应力第一强度理论相当应力第二强度理论相当应力第三强度理论相当应力 第四强度理论相当应力六、解：轴力图如图所示 （三段共6分，每一段2分）由：（3分） 得：（6分）（5分）七、解：画梁的受力图 （2分）由 （2分）由 （2分）梁的剪力图、弯矩图如图所示 （4分）最大剪力为:

4、Fs=60kN 最大弯矩为：M=60kNm（2分）（2分） （2分）（2分）所以梁截面尺寸为：！（2分） 八、解：圆截面的惯性半径和柔度为：（5分） （5分）由公式（5分）（5分）柱子满足稳定性要求。九、（15分）解：利用摩尔积分法得： 河北工程大学 期末考试 试卷2卷一、（5分）图（a）与图（b）所示两个矩形微体，虚线表示其变形后的情况，确定该二微体在A处切应变的大小。二、（10分）计算图形的惯性矩 。图中尺寸单位：毫米。三、（15分）已知构件上危险点的应力状态，计算第三强度理论相当应力；第四强度理论相当应力。四、（10分）画图示杆的轴力图；计算横截面上最大正应力；计算杆最大轴向应变。已知杆

5、的横截面积A=400 mm2，E=200GPa 。五、（15分）某传动轴外径，传递的扭矩为：，材料的许用应力为，试校核轴的强度。六、（15分） 一矩形截面梁，截面宽，高，梁的许用应力，画梁的剪力图、弯矩图，并校核梁的正应力强度。七、（15分） 两端固定支承圆截面钢压杆，直径，长，钢的弹性模量，试用欧拉公式计算压杆的临界应力。八、（15分）用能量法计算结构B点的竖向位移，梁的长度为L ，抗弯刚度为。河北工程大学 期末考试 试卷2 参考答案一、（5分）解：切应变，二、（15分）解：形心坐标，三、（15分）解：主应力第一强度理论相当应力第二强度理论相当应力第三强度理论相当应力 第四强度理论相当应力四

6、、（15分）解：轴力分别为20kN,5kN， 由胡克定律得最大应变由泊松效应得：五、（15分）解： 抗扭截面系数 强度足够！六、（15分） 解：最大弯曲正应力 强度满足！七、（15分）解：柔度 临界应力八、（15分）解：利用摩尔积分法得：河北工程大学 期末考试 试卷3卷一、（10分）重量为P的重物自高度h自由落下，冲击梁的自由端B，梁的抗弯刚度EI已知，计算悬臂梁自由端的最大挠度。二、（15分）画图示杆的轴力图，并求最大正应力。已知杆的横截面积A=8cm2。三、（15分）某空心传动轴外径，内径，传递的扭矩为，计算轴的最大、最小扭转切应力。四、（15分） 画图示梁的剪力图、弯矩图。设圆截面直杆的

7、直径为D=200mm，求梁的最大弯曲正应力。 五、（15分）已知构件上危险点的应力状态，求该点的主应力以及第三强度理论的相当应力。六、（15分） 两端铰支圆截面钢压杆，直径，长，钢的弹性模量，试用欧拉公式计算压杆的临界压力。七、（15分）用能量法计算结构B点的转角。已知。河北工程大学 期末考试 试卷3 参考答案一、（10分）解：静位移 动荷系数最大挠度二、（15分）解：最大正应力（图略）三、（15分）解： 抗扭截面系数四、（15分）解： 最大弯矩最大弯曲正应力五、（15分）解： 主应力第三强度理论相当应力六、（15分） 解：柔度临界应力临界力七、（15分）解：利用摩尔积分法得：河北工程大学 期

8、末考试 试卷 4卷一、计算小题1、圆杆横截面半径增大一倍，其抗拉压刚度、抗扭刚度以及抗弯刚度有何变化？（10分）2、自由落体物体，重力为P，求B截面的冲击挠度。（10分）PBAqh二、作图题：（共20分）1试绘图示杆件的轴力图（6分）qaqaaa2如图所示，绘出剪力图和弯矩图。（14分）lBBPMA三、 图示圆轴AB的直径d =80mm，材料的=160MPa。已知P = 5kN，M = 3kNm，l =1m。指出危险截面、危险点的位置；试按第三强度理论校核轴的强度。（15分）四. 图示矩形截面简支梁，材料容许应力10MPa，已知b12cm，若采用截面高宽比为h/b5/3，试求梁能承受的最大荷载

9、。（15分）五、试确定图示轴心压杆的临界力。已知杆长，直径为，临界柔度为，弹性模量，（经验公式为）（15分）六、用单位载荷法求刚架C点的水平位移。（EI已知）FabBCA河北工程大学 期末考试 试卷4 参考答案一、计算小题1、（10分）答：分别变为原来的4倍；16倍；16倍。2、（10分）解： 二、作图题：（共20分）1轴力图如图所示（6分）2剪力图和弯矩图如图所示（14分）三、（15分）解：周左端点上下表面为危险点。 轴安全！四.（15分）解： 得：五、（15分）解：属于中柔度杆， 六、（15分）解：河北工程大学 期末考试 试卷5卷一、图（a）与图（b）所示两个矩形微体，虚线表示其变形后的情

10、况，确定该二微体在A处切应变的大小。（本题5分）二、硬铝试样,厚度，试验段板宽b=20mm，标距长度l=70mm，在轴向拉力F=6kN的作用下，测得试验段伸长，板宽缩短量，试计算硬铝的弹性模量E与泊松比。（本题10分） 三、某圆截面钢轴，转速n=250r/min，传递功率P=60kW，许用切应力为，单位长度许用扭转角，切变模量G=80GPa，试确定轴的直径。（本题15分）四、图示矩形截面外伸梁，承受载荷F作用，F=20kN，许用应力，许用切应力，截面高宽比，画梁的剪力图、弯矩图。确定梁的截面尺寸（本题20分）。五、已知构件上危险点的应力状态，许用应力，用第三强度理论校核该点的强度。（本题15分

11、）六、图示结构水平横梁AB的弯曲刚度无限大，承受均布载荷q作用，立柱CD直径，立柱长度，立柱材料为A3号钢，其临界柔度为：，弹性模量，两端可以看作固定铰支，若稳定安全系数nw=2，试确定载荷q的最大值。（本题20分）七、用能量法计算图示外伸梁C点的竖向位移，已知。（本题15分）河北工程大学 期末考试 试卷5 参考答案一、（5分）解：切应变 （2分） ， （3分）二、（10分）解： （2分） （2分）（2分）（2分）（2分）三、（15分）解： （5分） （2分）（3分） （5分） 四、（20分）解：剪力图、弯矩图（略）（各4分）（1分） （2分） （2分） （2分） （1分） （2分） （2分）

12、五、（15分）解： 由 （4分）得主应力（2分）（2分）（2分）所以：第三强度理论相当应力 强度足够！（5分）六、（20分）解：立柱的柔度（5分）立柱的临界压力（5分）立柱的容许压力（3分）由平衡方程确定外载荷最大值（7分）七、（15分）解：两个弯矩图（各5分）利用图乘法得：（5分）用其他方法解题时具体问题具体分析！河北工程大学 期末考试 试卷6卷一、某材料的应力-应变曲线如图所示，图中水平坐标每一格代表0.510-3，竖坐标每一格代表30Mpa。试确定材料的弹性模量E，屈服极限s，强度极限b。（本题10分）二、硬铝试样,厚度，试验段板宽b=20mm，标距长度l=70mm，在轴向拉力F=6kN的作用下，测得试验段伸长，板宽缩短量，试计算硬铝的弹性模量E与泊松比。（本题10分） 三、某圆截面钢轴，转速n=250r/min，传递功率P=60kW，许用切应力为，试确定轴的直径。（本题15分）四、图示矩形截面外伸梁，承受载荷F作用，F=20kN，许用应力，截面高宽比，画梁的剪力