材料力學試題及答案

2021-03-04 09:31:19 字數 4866 閱讀 1820

1、圖示剛性梁ab由杆1和杆2支承,已知兩桿的材料相同,長度不等,橫截面積分別為a1和a2,若載荷p使剛梁平行下移,則其橫截面面積()。

a、a1〈a2b、a1 〉a2

c、a1=a2d、a1、a2為任意

2、建立圓周的扭轉應力公式τρ=mρρ/iρ時需考慮下列因素中的哪幾個?答:( )

(1) 扭矩mt與剪應力τρ的關係mt=∫aτρρda

(2) 變形的幾何關係(即變形協調條件)

(3) 剪下虎克定律

(4) 極慣性矩的關係式it=∫aρ2da

a、(1) b、(1)(2) c、(1)(2)(3) d、全部

3、二向應力狀態如圖所示,其最大主應力σ1=()

a、σ b、2σ c、3σ d、4σ

4、高度等於寬度兩倍(h=2b)的矩形截面梁,承受垂直方向的載荷,若僅將豎放截面改為平放截面,其它條件都不變,則梁的強度

a、提高到原來的2倍

b、提高到原來的4倍

c、降低到原來的1/2倍

d、降低到原來的1/4倍

5. 已知圖示二梁的抗彎截面剛度ei相同,若二者自由端的撓度相等,則p1/p2=()

a、2 b、4c、8 d、16

6、下列結論中正確的是 ( )

a、材料力學主要研究各種材料的力學問題

b、材料力學主要研究各種材料的力學性質

c、材料力學主要研究桿件受力後變形與破壞的規律

d、材料力學主要研究各種材料中力與材料的關係

7、有兩根圓軸,一根為實心軸,直徑為d1,另一根為空心軸,內外徑比為d2/d2=0.8。若兩軸的長度、材料、軸內扭矩和產生的扭轉角均相同,則它們的重量之比w2/w1為( )

a、0.74 b、0.62 c、0.55 d、0.47

8、材料的失效模式 b 。

a 只與材料本身有關,而與應力狀態無關;

b 與材料本身、應力狀態均有關;

c 只與應力狀態有關,而與材料本身無關;

d 與材料本身、應力狀態均無關。

9、圖中應力圓a、b、c表示的應力狀態分別為

a 二向應力狀態、純剪下應力狀態、三向應力狀態;

b 單向拉應力狀態、單向壓應力狀態、三向應力狀態;

c 單向壓應力狀態、純剪下應力狀態、單向拉應力狀態;

d 單向拉應力狀態、單向壓應力狀態、純剪下應力狀態。

正確答案是 c

10、關於壓桿臨界力的大小,說法正確的答案是 b

a 與壓桿所承受的軸向壓力大小有關;

b 與壓桿的柔度大小有關;

c 與壓桿所承受的軸向壓力大小有關;

d 與壓桿的柔度大小無關。

11、如圖所示重量為的重物自由下落衝擊梁,衝擊時動荷係數 c

a b

cd12、軸向拉伸細長桿件如圖所示,則正確答案是___b______

a 1-1、2-2面上應力皆均勻分布;

b 1-1面上應力非均勻分布,2-2面上應力均勻分布;

c 1-1面上應力均勻分布,2-2面上應力非均勻分布;

d 1-1、2-2面上應力皆非均勻分布。

13、一點的應力狀態如右圖所示,則其主應力、、分別為

a 30mpa、100 mpa、50 mpa

b 50 mpa、30mpa、-50mpa

c 50 mpa、0、-50mpa

d -50 mpa、30mpa、50mpa

正確答案是 b

14、對莫爾積分的下述討論,正確的是 c 。

a 只適用於彎曲變形;

b 等式兩端具有不相同的量綱;

c 對於基本變形、組合變形均適用;

d 只適用於直杆。

15、圖示交變應力的迴圈特徵、平均應力、應力幅值的值分別是 d

a 40、20、10b 20、10、20

c 0、20、10d 0、20、20

16、設軸向拉伸杆橫截面上的正應力為σ,則450斜截面上的正應力和剪應力 d 。

a 分別為σ/2和σ b 均為σ

c 分別為σ和σ/2 d 均為σ/2

17圖示鉚接件,若板與鉚釘為同一材料,且已知[σjy]=2[τ],為充分提高材料的利用率,則鉚釘的直徑d應為 d 。

a d=2t b d=4t c d=4t/π d d=8t/π

18、兩根材料和柔度都相同的壓桿, a

a臨界應力一定相等,臨界壓力不一定相等

b臨界應力不一定相等,臨界壓力一定相等

c臨界應力和臨界壓力一定相等

d臨界應力和臨界壓力不一定相等

19、圖示交變應力迴圈特徵γ,應力振幅σa和平均應力σm分別為

ca γ=2,σa=20mpa,σm=-10mpa

b γ=2,σa=-40mpa,σm=10mpa

c γ=-2,σa=30mpa,σm=-10mpa

d γ=-2,σa=30mpa,σm=30mpa

20、圖示十字架,ab桿為等直均質杆,o-o為圓軸。當該十字架繞o-o軸勻速旋轉時,在自重和慣性力作用下桿ab和軸o-o分別發生_________c_

a、拉伸變形、壓縮變形;

b、拉彎組合變形、壓彎組合變形;

c、拉彎組合變形、壓縮變形;

d、拉伸變形、壓彎組合變形。

21、軸向拉伸杆,正應力最大的截面和剪應力最大的截面(a )

a 分別是橫截面、450斜截面 b 都是橫截面

c 分別是450斜截面、橫截面 d 都是450斜截面

22、在連線件上,剪下面和擠壓面分別 b 於外力方向。

a垂直、平行 b平行、垂直c 平行d垂直

二、作圖示剛架的軸力圖、剪力圖、彎矩圖。(15分)

三、如圖所示直徑為d的圓截面軸,其兩端承受扭轉力偶矩m的作用。設由實驗測的軸表面上與軸線成450方向的正應變,試求力偶矩m之值、材料的彈性常數e、μ均為已知。(15分)

四、電動機功率為9kw,轉速為715r/min,皮帶輪直徑d=250mm,主軸外伸部分長度為l=120mm,主軸直徑d=40mm,〔σ〕=60mpa,用第三強度理論校核軸的強度。(15分)

五、如圖所示,重物q由高度h處自由下落,落在ab梁的中點c處,設ei = 常數,求這時c點撓度δc。(15分)

六、圖示剛架,已知剛架各梁抗彎剛度為ei,求:

1)c點支座反力;

2)作剛架彎矩圖。(20分)

五、懸臂梁acb由鑄鐵材料製成,其許用拉應力[σt]=40mpa,許用壓應力[σc]=160mpa,載荷fp=44kn,梁截面為t型,iz=101.8×106mm4,尺寸如圖,試校核其強度。(15分)

1、(16分)簡支梁受載荷如圖所示,請畫出梁的剪力圖,彎矩圖。

kn kn

剪力方程和彎矩方程:

ac段:;

cb段:;

2、(15分)已知三向應力狀態如圖所示(圖中應力單位:mpa), 試求:1)主應力;2)主切應力;3)形變應變能密度。

4、(16分)精密磨床砂輪軸如圖所示(單位: mm),已知電動機功率n=3kw, 轉速n=1400rpm, 轉子重量q1=101n, 砂輪直徑d=25mm, 砂輪重量q2=275n,磨削力py/pz=3,輪軸直徑d=50mm,材料為軸承鋼,,試用第三強度理論校核軸的強度

扭矩:進而可以求出磨削力: n; n

故可以求出和的極值:

nmnm

彎矩 :

第三強度理論:

故該軸滿足強度要求。

。6、(17分)用積分法求梁b點的撓度和轉角,梁的ei,l已知

, 1、(16分)、已知,試作梁的剪力、彎矩圖。

2、(15分)已知平面應力狀態如圖所示(單位為mpa),試用解析法求1、主應力及主平面,並畫出正應力單元體。2、麵內最大切應力。

3、(16分)由五根直徑為d=50mm的圓鋼杆組成正方形結構,如圖所示,結構連線處均為光滑鉸鏈,正方形邊長a=1m,材料q235鋼,試求結構的臨界載荷值。(q235鋼,當時,。)

應用截面法容易求出:ab、ad、bc、dc四根壓桿的內力, bd拉桿的內力

結構臨界載荷: kn

1、(15分)梁受載荷如圖所示,請畫出梁的剪力圖,彎矩圖。

3、(10分)一受扭轉的圓軸,直徑d=260mm,材料的的彈性模量e = 200gpa,泊松比v = 0.3,現用變形儀測得圓軸表面與軸線成45 方向的線應變ε=5.2×10-4。

試求轉矩m。

m=125.7n/m

5(15分)平面剛架如圖所示。其各部分的抗彎剛度均為常量,,試求點在鉛垂方向的位移。(忽略截面剪力與軸力)

向下)3、(15分)皮帶輪傳動軸如圖所示,皮帶輪1的重量, 直徑,皮帶輪2的重量, 直徑,皮帶的緊邊拉力為松邊拉力的二倍,軸傳遞功率為100kw, 轉速為每分鐘200轉。 軸材料為45鋼,,試求軸的直徑。

解:扭矩: =4775nm

皮帶拉力

內力分析 b截面 4775

c截面軸危險截面為b截面

軸徑計算 w= 236e-6 =0.134m

4、(10分))直徑mm的圓截面折杆,受力與其他尺寸如圖所示。試計算點的第三強度理論的相當應力。

mpa, mpa,mpa,,mpa,mpa

5、(15分)總長度為,抗彎剛度為ei的懸臂梁ab承受分布載荷q,試用能量法求截面b的撓度和轉角。

在b點作用向下單位力

b點向下位移向下

求轉角:在b點作用順時針單位力偶

b點轉角順時針

二. 繪製結構的剪力、彎矩圖。(15分)

三. 如圖,左輪沿切線作用水平向前f1=6kn,右輪沿切線作用鉛垂向上f2,a=0.4m,d1=0.

4m,d2=0.6m,軸的材料許用應力[σ]=100mpa,。試按第三強度理論設計合理的d。

(15分)

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