材料力学期末考试卷AB卷及答案.doc

班号 学号 姓名 成绩
《 材 料 力 学 A》期末试卷

一、选择题 (单选，共12分，每小题3分)
1、下列说法正确的是： 。
A、各向同性材料是指材料内部任意位置的力学性能都是相同的；
B、材料的刚度越大越不容易发生屈服变形；
C、塑性材料的强度极限高于脆性材料的强度极限；
D、脆性材料的单向压缩许用应力一般高于单向拉伸许用应力。
2、下列说法正确的是 。
A、薄壁圆管的扭转切应力公式只适用于线弹性、各向同性材料；
B、任意截面形状的闭口薄壁杆横截面上的扭转切应力为常数；
C、开口薄壁杆的抗扭性能很差，对于受扭构件，一般不要采用开口薄壁杆；
D、圆轴扭转的刚度条件是圆轴的抗扭模量不能超过许用值。
3、下图所示两均质矩形截面等厚梁，两梁材料相同、总长度相同、AB段完全相同、BC段的梁高度不同。下面结论中正确的是： 。
B
A
C
F
B
A
C
F
图（a）
图（b）

A、两梁B截面的挠度和转角相同；
B、两梁B截面的挠度和转角不相同；
C、两梁C截面的挠度和转角相同；
D、图（a）所示梁C截面挠度和转角均小于图
（b）所示梁C截面的挠度和转角。

阿）
质确定

4、下图所示正方形截面杆件，横截面ABCD上拉应力最大的点是 。
F
A
B
C
D

二、填空题（8分，每空1分）
1、由于截面急剧变化引起的应力局部增大现象，称为 。
2、
称为叠加原理。
当构件的受力和变形满足 条件与 条件时，
叠加原理方能适用。
3、在进行纯弯梁横截面上正应力分析时，除了运用静力学方程外，还运用了
方程与 方程，并根据梁的变形特点作
假设与 假设。

三、计算题（5道小题，共80分）
1、某等截面实心传动轴，转速n=300r/min，轮1为主动轮，输入功率P1=50kW，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为P2=10kW，P3= P4=20kW。（力矩与功率、转速之间的转换关系为：）
1） 试画轴的扭矩图；
2） 若许用切应力[τ]=80MPa，单位长度的许用扭转角[θ]=0.8(˚)/m，切变模量G=80GPa，试确定轴径d。（15分）
1
2
3
4
P1
P2
P3
P4
800
800
800

2、画出图示梁的剪力弯矩图。（15分）
a
a
A
qa/2
B
C
a
q/2

3、试求图示刚架C截面的水平与铅垂位移。设梁的弯曲刚度EI为常数，且不考虑刚架的拉压变形。（15分）
a
C
B
a
q
A
qa

4、图示结构，梁AB为刚体，杆1、2、3、4的材料与横截面积均相同，拉压刚度均为EA，1、3、4杆的长度均为a。在梁AB的C点承受铅垂载荷F作用。试计算C点的水平与铅垂位移（15分）
F
1
B
A
4
2
3
C
l/2
l
45o

5、 图示T型截面梁AB，z为横截面的形心轴，已知横截面对z轴的惯性矩为Iz，y1=2 y2，材料的弹性模量为E、许用拉应力为[σt]、许用压应力为[σc]，且[σc]= 2.5[σt]。梁上放一长度为a、宽度为b、高度为h、重量为G的长方体形均质重物，重物与梁均匀接触。在AB梁中间截面的下表面贴有一纵向应变片，重物可以位于梁上A到B的任意位置。若重物的长度a与梁的长度l相比不能忽略。
1) 当重物位于何位置时，应变片的应变值最大，该最大值是多少；
2) 如果重物长度a保持不变，求重物的允许最大重量[G]。（20分）
l/2
B
z
a
A
l/2
y1
y2
重物
梁横截面

班号 学号 姓名 成绩
《 材 料 力 学 A》期末试卷

一、选择题 (单选，共12分，每小题3分)
1、下列说法正确的是： D 。
A、各向同性材料是指材料内部任意位置的力学性能都是相同的；
B、材料的刚度越大越不容易发生屈服变形；
C、塑性材料的强度极限高于脆性材料的强度极限；
D、脆性材料的单向压缩许用应力一般高于单向拉伸许用应力。
2、下列说法正确的是 C 。
A、薄壁圆管的扭转切应力公式只适用于线弹性、各向同性材料；
B、任意截面形状的闭口薄壁杆横截面上的扭转切应力为常数；
C、开口薄壁杆的抗扭性能很差，对于受扭构件，一般不要采用开口薄壁杆；
D、圆轴扭转的刚度条件是圆轴的抗扭模量不能超过许用值。
3、下图所示两均质矩形截面等厚梁，材料相同、总长度相同、AB段的长度与横截面形状相同。下面结论中正确的是： B 。
B
A
C
F
B
A
C
F
图（a）
图（b）

A、两梁B截面的挠度和转角不相同；
B、两梁B截面的挠度和转角相同；
C、两梁C截面的挠度和转角相同；
D、图（a）所示梁C截面挠度和转角均小于图
（b）所示梁C截面的挠度和转角。

阿）
质确定

4、下图所示正方形截面杆件，横截面ABCD上拉应力最大的点是 B 。
F
A
B
C
D

二、填空题（8分，每空1分）
1、由于截面急剧变化引起的应力局部增大现象，称为 应力集中 。
2、 几个载荷同时作用时产生的效果，等于各个载荷单独作用时产生的效果的总和，
这一原理 称为载荷叠加原理。
当构件的受力和变形满足 线弹性（物理线性） 条件与 小变形（几何线性）条件时，
载荷叠加原理方能适用。
3、在进行纯弯梁横截面上正应力分析时，除了运用静力学方程外，还运用了
几何 方程与 物理 方程，并根据梁的变形特点作了
平面 假设与 单向受力 假设。

三、计算题（5道小题，共80分）
1、某等截面实心传动轴，转速n=300r/min，轮1为主动轮，输入功率P1=50kW，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为P2=10kW，P3= P4=20kW。（力矩与功率、转速之间的转换关系为：）
3） 试画轴的扭矩图；
4） 若许用切应力[τ]=80MPa，单位长度的许用扭转角[θ]=0.8(˚)/m，切变模量G=80GPa，试确定轴径d。（15分）
1
2
3
4
P1
P2
P3
P4
800
800
800

解：1）
+
——
318.3
1273.2
636.6

2）

所以轴径为
2、画出图示梁的剪力弯矩图。（15分）
a
a
A
qa/2
B
C
a
q/2

qa/2
qa/4
qa/4
—
+
—
FS：
qa2/4
qa2/4
—
—
M：

3、试求图示刚架C截面的水平与铅垂位移。设刚架的弯曲刚度EI为常数，且不考虑刚架的拉压变形。（15分）
a
C
B
a
q
A
qa

解：刚化AB段：

刚化BC段：
所以： （水平向右） （垂直向下）

4、图示结构，梁AB为刚体，杆1、2、3、4的材料与横截面积均相同，拉压刚度均为EA，1、3、4杆的长度均为a。在梁AB的C点承受铅垂载荷F作用。试计算C点的水平与铅垂位移（15分）
F
1
B
A
4
2
3
C
l/2
l
45o

解：

解得：

6、 图示T型截面梁AB，z为横截面的形心轴，已知横截面对z轴的惯性矩为Iz，y1=2 y2，材料的弹性模量为E、许用拉应力为[σt]、许用压应力为[σc]，且[σc]= 2.5[σt]。梁上放一长度为a、宽度为b、高度为h、重量为G的长方体形均质重物，重物与梁均匀接触。在AB梁中间截面的下表面贴有一纵向应变片，重物可以位于梁上A到B的任意位置。若重物的长度a与梁的长度l相比不能忽略。
1) 当重物位于何位置时，应变片的应变值最大，该最大值是多少；
2) 如果重物尺寸不变，求重物的允许最大重量[G]。（20分）
l/2
B
z
a
A
l/2
y1
y2
重物
梁横截面

解：1）当重物位于梁AB的中间时，应变片的应变值最大，

2） 当重物位于梁AB的中间时，梁最危险。

解得：

班号 学号 姓名 成绩
《 材 料 力 学 B》期末试卷
一、选择题 (每小题3分，共15分，错选得零分，少选得部分分，第2、3、4题为多选题)
1、图示空心圆管，两端受轴向拉伸载荷P作用，下面结论正确的是 。
P
P

A、圆管的外径变大，内径变大；
B、圆管的外径变大，内径变小；
C、圆管的外径变小，内径变小；
D、圆管的外径变小，内径变大。

2、下面关于应力集中对构件强度影响的叙述，正确的是 。
A、研究脆性材料构件的静强度问题时，可以不考虑应力集中的影响；
B、研究塑性材料构件的静强度问题时，可以不考虑应力集中的影响；
C、研究脆性材料构件的疲劳强度问题时，应该考虑应力集中的影响；
D、研究塑性材料构件的疲劳强度问题时，应该考虑应力集中的影响；

3、关于脆性材料与塑性材料的力学性能，下面叙述正确的是 。
A、脆性材料的刚度比塑性材料的高；
B、脆性材料的延伸率比塑性材料的低；
C、脆性材料的强度比塑性材料的高；
D、脆性材料一般没有明显的屈服阶段。

4、在线弹性范围内，关于圆轴扭转切应力公式，下列结论正确的是 。
A、圆轴扭转切应力公式只适用于实心圆轴受扭情况；
B、圆轴扭转切应力公式适用于实心圆轴受扭情况，也适用于空心圆轴受扭情况；
C、对于非圆截面轴受扭，圆轴扭转切应力公式不再适用；
D、对于一般闭口薄壁杆受扭，圆轴扭转切应力公式不再适用。

5、从强度方面来考虑，最合理的受力形式是 。
ql/2
l/3
ql/2
q
l
ql
l/2
l/4
ql/3
l/4
l/4
l/2
l/3
l/3
ql/3
ql/3
l/4
A
C
D
B

二、填空题（10分，每空2分）
1、在推导纯弯梁横截面上正应力公式过程中，根据试验观察，对梁内变形与受力作了两个假设，这两个假设分别为： 和 。
2、梁受对称纯弯曲变形时，梁内存在一长度不变的层，称为中性层，该层与横截面的交线称为 ，该交线的位置根据 确定。
3、在解静不定问题时，除了建立平衡方程和物理方程外，还需补充 。

三、计算题（5道小题，共75分）
1、图示等截面直杆，在B截面受到集中力F=2ql的作用，在CD段受到集度为q的均布载荷作用，试计算杆的总伸长量。已知杆的拉压刚度为EA。（15分）
A
B
C

F
q
l

l

l

D

2、图示桁架，由1、2两杆组成，在节点B承受载荷F作用。试计算载荷F的最大允许值 [F]。已知杆1与杆2的横截面积均为A=100mm2，许用拉应力[σt] =200MPa，许用压应力为[σc]=150MPa，不考虑受压杆件的稳定性问题。（15分）
45o
1
2
B
F

3、试确定图示实心轴的直径d。已知扭力偶矩M1=400N•m，M2=600N•m，l1=500mm，l2=750mm， l3=1250mm，许用切应力[τ]=40MPa，单位长度许用扭转角[θ]=0.25(o)/m，切变模量G=80Gpa。（15分）
A
B
C

M1
M2
l1

l2

l3

D

4、画出图示梁的剪力弯矩图。（15分）
A
B
C

q

qa2

a

a

5、图示简支梁，由NO.18工字钢制成，抗弯截面系数Wz=185cm3，在集度为q的均布载荷的作用下，测得横截面C底边的纵向正应变ε=4.0‰10-4，已知钢的弹性模量E=200GPa，a=1m。试计算：
1）载荷集度q的大小；
2）梁内的最大弯曲正应力。（15分）
B
a
a
q

A
C

《 材 料 力 学 B》期末试卷
一、选择题 （每题3分，少选2分，错选0分）
1、C 2、BCD 3、BD 4、BCD 5、D

二、填空题（10分，每空2分）
1、 平面假设 和 单向受力假设 。 2、 中性轴 ， 平衡方程 。
3、变形协调条件 。

三、计算题（5道小题，共75分）
1、解： （6分）

（9分）

2、P34-例2-5 解：

解得：（拉力） （压力） （4分）
得到：KN （5分）
得到：KN （5分）
综上：[F]=14.14KN （1分）

3、解：平衡方程： （2分）
几何方程： （4分）
物理方程： （3分）
解得：N•m N•m （1分）
N•m （1分）
解得： （2分）
解得： （2分）
综合：

4、
FS
M
qa
qa2/2
qa2/2
qa2/2
——
——
——
+
6分
9分

5、解：1） （2分）
（2分）
解得：N/mm （4分）
2） （4分）

MPa
MPa （3分）

19