材料力學模擬試題一

2021-03-04 09:36:38 字數 3616 閱讀 4848

模擬試題(一)

一、 選擇題(每題2分,共12分)

1. 對圖1-1所示梁,給有四個答案,正確答案是( c )。

(a)靜定梁; (b)一次靜不定梁;

(c)二次靜不定梁; (d)三次靜不定梁。

2. 圖1-2所示正方形截面偏心受壓杆,其變形是( c )。

(a) 軸向壓縮和斜彎曲的組合; (b) 軸向壓縮、平面彎曲和扭轉的組合;

(c) 軸向壓縮和平面彎曲的組合;(d) 軸向壓縮、斜彎曲和扭轉的組合。

3. 關於材料的冷作硬化現象有以下四種結論,正確的是(d )

(a)由於溫度降低,其比例極限提高,塑性降低;

(b)由於溫度降低,其彈性模量提高,泊松比減小;

(c)經過塑性變形,其彈性模量提高,泊松比減小;

(d)經過塑性變形,其比例極限提高,塑性降低。

4. 細長壓桿的( a ),則其臨界應力越大。

(a)彈性模量e越大或柔度λ越小;(b)彈性模量e越大或柔度λ越大;

(c)彈性模量e越小或柔度λ越大;(d)彈性模量e越小或柔度λ越小;

5. 受力構件內一點的應力狀態如圖1-5所示,若已知其中乙個主應力是5mpa,則另乙個主應力是( a )。

(a);(b);(c);(d)

6. 已知圖示ab桿為剛性梁,杆1、2的面積均為a,材料的拉壓彈性模量均為e;杆3的面積為a3,材料的拉壓彈性模量均為e3,且e3=2e。若使三根杆的受力相同,則有b

(a) a=a3/2

(b) a=a3

(c) a=2a3

(d) a=4a3

二、 填空題(共18分)

1. (每空1分,共2分)平面彎曲時,梁的中性軸是梁的橫截面和中性層的交線。

2.(每空2分,共4分)圖示變截面梁,用積分法求撓曲線方程時,應分___4______段,有__8____個積分常數。

題2-1圖

3. (2分)對低碳鋼試件進行拉伸試驗,測得彈性模量e=200gpa,屈服極限σs=235mpa。當試件橫截面上正應力σ=300mpa時,測得軸向線應變ε=4.

0×10-3,然後把荷載卸為零,則試件的軸向塑性線應變為__2.825x10^-3

4. (每空2分,共6分)圖示梁的abcd四點中,單向應力狀態的點是____ab______,純剪下應力狀態的點是____d_____,在任何截面上應力均為零的點是_______c_______。

題2-4圖

5. (每空2分,共4分) 直徑為d=50mm的等直圓軸,某一橫截面上受扭矩,該橫截面上距離圓心10mm處的扭轉切應力τ=_____35mpa

_______,最大扭轉切應力τmax=_____87.6mpa_______。(註明單位)

三、 計算題(共70分)

1. (12分) 已知實心圓軸受到外力偶矩t作用,表面上i點45方向上的線應變為,已知圓軸材料的彈性模量,泊松比為,圓軸直徑,求外力偶矩t的大小。

題3-1圖

2.(15分)平行杆系中的杆1、杆2、杆3懸吊著剛性橫樑ab如圖所示,剛性梁的左端與牆壁鉸接。在橫樑上作用有荷載g。

設桿1、2、3的截面積、長度、彈性模量均相同,分別為a、l、e。試求三根杆的軸力n1、n2、n3。

題3-2圖

3.(15分)杆ab、bc直徑皆為10mm,杆ac長為1m,角可在到範圍內變化。在臨界應力總圖上,,,彈性模量。

若規定的穩定安全係數,為避免結構在abc平面發生失穩,求(1)使p取最大值的角;(2)計算p的最大值。

4.(16分)圖示截面梁對中性軸z的慣性矩,,c為形心,求:(1)畫梁的剪力圖和彎矩圖;(2)全梁的最大拉應力,最大壓應力。

題3-4圖

5.(12分)曲拐軸各部分長度尺寸如圖,在c端受鉛直載荷p作用,已知p=1kn, ,要求:(1)指出ab軸上危險點的位置,並繪製危險點單元體的應力狀態;

(2)按第三強度理論確定ab軸的直徑d。

題3-5圖

參***

一、 選擇題(每題2分,共12分)

c c d a a b

二、 填空題(共18分)

1. (每空1分,共2分)平面彎曲時,梁的中性軸是梁的中性層和橫截面的交線。

2.(每空2分,共4分)圖示變截面梁,用積分法求撓曲線方程時,應分_____4____段,有__8____個積分常數。

3. (2分)對低碳鋼試件進行拉伸試驗,測得彈性模量e=200gpa,屈服極限σs=235mpa。當試件橫截面上正應力σ=300mpa時,測得軸向線應變ε=4.

0×10-3,然後把荷載卸為零,則試件的軸向塑性線應變為4×10-3-300/200×103=2.5×10-3。

4. (每空2分,共6分)圖示梁的abcd四點中,單向應力狀態的點是_____a_b_____,純剪下應力狀態的點是______d____,在任何截面上應力均為零的點是______c

5. (每空2分,共4分) 直徑為d=50mm的等直圓軸,某一橫截面上受扭矩,該橫截面上距離圓心10mm處的扭轉切應力τ=35.1mpa,最大扭轉切應力τmax=87.

6mpa。(註明單位)

三、 計算題(共70分)

1. (12分)

作單元體,畫出應力圓如下圖:

(2分)

根據應力圓可得:

2分)2分)

(2分) 又(2分)

(2分)

2.(15分)

解法1:設在荷載g作用下,橫樑移動到a b 位置(圖2-8b),則杆1的縮短量為 l1,而杆2、3的伸長量為 l2、 l3。取橫樑ab為分離體,如圖2-8c,其上除荷載g外,還有軸力n1、n2、n3以及x。

由於假設1杆縮短,2、3杆伸長,故應將n1設為壓力,而n2、n3設為拉力。

(1) 平衡方程

a2分)

三個平衡方程中包含四個未知力,故為一次超靜定問題。

(2) 變形幾何方程由變形關係圖2-8b可看出b1b =2c1c ,即 ,(1分)

或b) (3分)

(3) 物理方程

c) (6分)

將(c)式代入(b)式,然後與(a)式聯立求解,可得: (3分)

解法2:設在荷載g作用下,三根桿件均受拉,

(1) 平衡方程

a2分)

(2)變形分別為

(2分2分) (2分)

變形協調方程b) (3分)

則c) (2分)

(3)聯立求解

(2分)

3.(共15分)

(1)對節點b進行受力分析

2分)(2)計算壓桿ab與bc的柔度

中柔度杆

大柔度杆

(3)計算壓桿的臨界應力和臨界載荷

(4)求和

考慮穩定性係數

, 則兩桿受力均達到臨界狀態時,

4.(共16分)

(1)畫梁的剪力圖和彎矩圖;

4分 4分

要求:標註剪力和彎矩的符號,極值點的數值。

(2)全梁的最大拉應力,最大壓應力。

e截面 4分

b截面 4分

所以最大拉應力為e截面45.6mpa,最大壓應力為b截面67.0mpa.

5.(共12分)

解:危險截面為a截面,危險點為k與k』,應力狀態如下圖。

3分)杆彎矩與扭矩如下圖:

3分)第三強度理論強度條件:

4分)則有:

(2分)

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