《材料力學(xué)》期末考試試卷A、B卷及答案.doc

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______________________________________________________________________________________________________________ 　***學(xué)院期末考試試卷 考試科目 《材料力學(xué)》 考試成績 試卷類型 A 考試形式 閉卷 考試對象 土木本科 一、 填空題（總分20分，每題2分） 1、桿件在外力作用下，其內(nèi)部各部分間產(chǎn)生的 ，稱為內(nèi)力。 2、桿件在軸向拉壓時強(qiáng)度條件的表達(dá)式是 。 3、低碳鋼拉伸時，其應(yīng)力與應(yīng)變曲線的四個特征階段為 階段， 階段， 階段， 階段。 4、線應(yīng)變指的是 的改變，而切應(yīng)變指的是 的改變。 5.梁截面上彎矩正負(fù)號規(guī)定，當(dāng)截面上的彎矩使其所在的微段梁凹向下時為 。 6.梁必須滿足強(qiáng)度和剛度條件。在建筑中，起控制做用的一般是 條件。 7、第一和第二強(qiáng)度理論適用于 材料，第三和第四強(qiáng)度理論適用于 材料。 8、求解組合變形的基本方法是 。 9、力作用于桿端方式的不同，只會使與桿端距離在較小的范圍內(nèi)受到影響，該原理被稱為 。 10、歐拉公式是用來計(jì)算拉（壓）桿的 ，它只適用于 桿。 二、 單項(xiàng)選擇(總分20分，每題2分) 1、用截面法可求出圖示軸向拉壓桿a-a截面的內(nèi)力，下面說法正確的是（ ） A. N其實(shí)是應(yīng)力 B. N是拉力 C. N是壓力 D. N的作用線與桿件軸線重合 2、構(gòu)件的強(qiáng)度是指( ) A. 在外力作用下構(gòu)件抵抗變形的能力 B. 在外力作用下構(gòu)件保持原有平衡態(tài)的能力 C. 在外力作用下構(gòu)件抵抗破壞的能力 D. 在外力作用下構(gòu)件保持原有平穩(wěn)態(tài)的能力 3、現(xiàn)有鋼、鑄鐵兩種桿材，其直徑相同。從承載能力與經(jīng)濟(jì)效益兩個方面考慮，圖示結(jié)構(gòu)中兩種合理選擇方案是( ) A. 1桿為鋼，2桿為鑄鐵 B. 1桿為鑄鐵，2桿為鋼 C. 2桿均為鋼 D. 2桿均為鑄鐵 A B 1 C 2 F 4、從拉壓桿軸向伸長（縮短）量的計(jì)算公式可以看出，E和A值越大，越小，故（ ）。 A. E為桿的抗拉（壓）剛度。 B. 乘積EA表示材料抵抗拉伸（壓縮）變形的能力。 C. 乘積EA為桿的抗拉（壓）剛度 D. 以上說法都不正確。 5、空心圓軸的外徑為D，內(nèi)徑為d，=d /D。其抗扭截面系數(shù)為（ ）。 A B C D 6、在沒有荷載作用的一段梁上，（ ） A. 剪力圖為一水平直線 B.剪力圖為一斜直線 C．沒有內(nèi)力 D.內(nèi)力不確定 7、在平行移軸公式中，其中軸和軸軸互相平行，則（ ）。 A. Z軸通過形心 B. 軸通過形心 C . 都不一定要通過形心 D. a是Z軸與軸之間的距離。所以a>0 8、梁彎曲時，梁的中性層（ ）。 A. 不會彎曲 B. 不彎曲但長度會改變 C.會彎曲但長度不會改變 D.彎曲的同時長度也改變 9、鑄鐵水管冬天結(jié)冰時會因冰膨脹而被脹裂，而管內(nèi)的冰卻不會破壞。這是因?yàn)椋? ）。 A.冰的強(qiáng)度較鑄鐵高； B.冰處于三向受壓應(yīng)力狀態(tài)； C.冰的溫度較鑄鐵高； D.冰的應(yīng)力等于零。 10、設(shè)和分別是壓桿的穩(wěn)定系數(shù)和柔度系數(shù)，（ ）。 A．對同一種材料制成的壓桿，值較大則值就越??； B．值越大，值就越小，這與壓桿所用材料無關(guān)； C．當(dāng)〉1時，壓桿肯定是穩(wěn)定的，不必對其進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算； D．值與壓桿桿端的約束情況無關(guān)。 三、 簡答題（總分24分，每題6分） 1、拉（壓）桿通過鉚釘連接在一起時，連接處的強(qiáng)度計(jì)算包括哪些計(jì)算？ 2、在梁橫截面的中性軸上，其正應(yīng)力和切應(yīng)力的值如何？ 3、梁的變形用什么來度量的？這些量的幾何意義各是什么？ 4、工程中提高壓桿穩(wěn)定性的措施主要從哪幾個方面入手？ 四、畫出下列梁的剪力圖和彎矩圖。（10分） 五、計(jì)算（總分26分） 1. 試用解析法求圖中平面應(yīng)力狀態(tài)的主應(yīng)力，圖中應(yīng)力單位為MPa。（7分） 2. 一鋼制的空心圓管，外徑和內(nèi)徑分別為12mm和10mm，桿長380mm，鋼材的彈性模量E=210GPa。試用歐拉公式求鋼管的臨界力。已知在實(shí)際使用時，其承受的最大工作壓力Fmin=2250N，規(guī)定的穩(wěn)定安全系數(shù)為nst=3.0，試校核鋼管的穩(wěn)定性（兩端作鉸支考慮）。（7分） 3. 工字鋼制成的簡支梁如圖所示，已知l=6m，P=60KN，q=8KN/m，材料的容許應(yīng)力。試選擇工字鋼的型號。（12分） 工字鋼型號 腹板寬度b (mm) Wz (cm) 28a 8.5 508 24.6 32a 9.5 692 27.5 　***學(xué)院期末考試試卷 考試科目 《材料力學(xué)》 考試成績 試卷類型 B 考試形式 閉卷 考試對象 土木本科 一、 填空題（總分20分，每題2分） 1、求桿件任一截面上的內(nèi)力時，通常采用 法。 2、工程中常以伸長率將材料分為兩大類：伸長率大于5%的材料稱為 材料。 3、梁截面上剪力正負(fù)號規(guī)定，當(dāng)截面上的剪力使其所在的分離體有 時針方向轉(zhuǎn)動趨勢時為負(fù)。 4、虎克定律可以寫成，其中E稱為材料的 ，EA稱為材料的 。 5、材料力學(xué)在研究變形固體時作了連續(xù)性假設(shè)、 假設(shè)、 假設(shè)。 6、在常溫、靜載情況下，材料的強(qiáng)度失效主要有兩種形式：一種是 ，一種是 。 7、在設(shè)計(jì)中通常由梁的 條件選擇截面，然后再進(jìn)行 校核。 8、外力的作用平面不與梁的形心主慣性平面重合或平行，梁彎曲后的擾曲軸不在外力作用平 面內(nèi)，通常把這種彎曲稱為 。 9、在工程實(shí)際中常見的組合變形形式有斜彎曲、 ， 。 10、當(dāng)材料一定時，壓桿的柔度越大，則其穩(wěn)定系數(shù)值越 。 二、 單項(xiàng)選擇(總分20分，每題2分) 1、構(gòu)件的剛度是指( ) A. 在外力作用下構(gòu)件抵抗變形的能力 B. 在外力作用下構(gòu)件保持原有平衡態(tài)的能力 C. 在外力作用下構(gòu)件抵抗破壞的能力 D. 在外力作用下構(gòu)件保持原有平穩(wěn)態(tài)的能力 2、軸向拉伸細(xì)長桿件如圖所示，則正確的說法應(yīng)是( ) A 1-1、2-2面上應(yīng)力皆均勻分布 B 1-1面上應(yīng)力非均勻分布，2-2面上應(yīng)力均勻分布 C 1-1面上應(yīng)力均勻分布，2-2面上應(yīng)力非均勻分布 D 1-1、2-2面上應(yīng)力皆非均勻分布 P P 1 1 2 2 3、如圖所示受力桿件的軸力圖，其中正確的是（ ）。 4、單位長度扭轉(zhuǎn)角與（ ）無關(guān)。 A 桿的長度； B 扭矩 C 材料性質(zhì)； D 截面幾何性質(zhì)。 5、當(dāng)梁的某段上作用均布荷載時。該段梁上的（ ）。 A. 剪力圖為水平直線 B 彎矩圖為斜直線。 C. 剪力圖為斜直線 D 彎矩圖為水平直線 6、應(yīng)用疊加原理求梁橫截面的撓度、轉(zhuǎn)角時，需要滿足的條件是（ ）。 A 梁必須是等截面的 B 梁必須是靜定的 C 變形必須是小變形； D 梁的彎曲必須是平面彎曲 7.若某軸通過截面的形心，則（ ） A．該軸一定為主軸， B. 該軸一定是形心軸 C．在所有軸中，截面對該軸的慣性矩最小。 D. 截面對該軸的靜矩等于零。 8、關(guān)于中性軸，下列說法正確的是（ ）。 A. 中性軸是梁的軸線 B. 中性軸的位置依截面上正應(yīng)力的分布而定 C. 梁彎曲時，中性軸也隨之彎曲 D. 中性軸是中性層與橫截面的交線。 9、影響梁彎曲程度越大的原因是（ ）。 A. 抗彎剛度越大 B.抗彎剛度越小，而截面上的彎矩越大 C. 抗彎剛度越大，而截面上的彎矩越小 D. 截面上的彎矩越小 10、某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)如圖所示,當(dāng)σx,σy,σz不變,τx增大時,關(guān)于εx值的說法正確的是（ ） A. 不變 B. 增大 C. 減小 D. 無法判定 三、 簡答題（總分24分，每題6分） 1、梁的受力圖如圖所示，畫剪力圖時應(yīng)分幾段？畫彎矩圖時應(yīng)分幾段？ 2、一般條件下，梁的強(qiáng)度條件是由什么強(qiáng)度來控制的？ 3、用疊加法求梁的位移，應(yīng)具備什么條件？ 4、什么是強(qiáng)度理論？怎樣分類的？常用的強(qiáng)度理論有那些？ 四、畫出下列梁的剪力圖和彎矩圖。（10分） 五、計(jì)算（總分24分） 1、試用解析法求圖中平面應(yīng)力狀態(tài)的主應(yīng)力，圖中應(yīng)力單位為MPa。（7分） 2、圖示結(jié)構(gòu)中，AB及AC均為圓截面細(xì)長桿，材料彈性模量E=200GPa，截面慣性矩，試求此結(jié)構(gòu)的臨界荷載。（7分） 3、圖示外伸梁中，已知l=3m，b=80mm，h=120mm，q=2KN，材料的容許應(yīng)力， ，試校核梁的強(qiáng)度。（12分） A卷參考答案 一、 填空題（總分20分，每題2分） 1、 相互作用力 2、 3、彈性、屈服、強(qiáng)化、頸縮 4、長度 角度 5、負(fù) 6、強(qiáng)度 7、脆性、塑性 8、疊加法 9、圣維南原理 10、臨界力、細(xì)長 二、選擇題(總分20分，每題2分) 1、D 2、C 3、A 4、C 5、D 6、A 7、A 8、C 9、B 10、A 三、簡答題（總分24分，每題6分） 1、答：拉（壓）桿通過鉚釘連接在一起時，連接處的強(qiáng)度計(jì)算包括： （1）拉桿本身的受拉或者受壓強(qiáng)度計(jì)算； （2）鉚釘所受剪切力引起的剪切強(qiáng)度計(jì)算； （3）桿件與鉚釘之間的擠壓強(qiáng)度計(jì)算。 2、答：一般來說，在梁橫截面的中性軸上，正應(yīng)力為零，而切應(yīng)力達(dá)到最大值。 3、答：描述梁的變形有兩個相互關(guān)聯(lián)的量：（1）梁橫截面形心在垂直于梁軸線方向上的線位移稱為撓度；（2）橫截面繞中性軸發(fā)生轉(zhuǎn)動的角位移稱為轉(zhuǎn)角。 4、答：由計(jì)算臨界力的歐拉公式可知，提高壓桿穩(wěn)定性的措施主要從壓桿的截面形狀和尺寸、壓桿的長度、桿端約束以及材料的力學(xué)性能方面入手。 四、畫出下列梁的剪力圖和彎矩圖。（10分） 五、計(jì)算（總分26分） 1.（7分） 解： 所以， ，，。 2. （7分） 解：鋼管橫截面的慣性矩 應(yīng)用歐拉公式 臨界壓力與實(shí)際工作壓力之比，即為壓桿工作時的安全系數(shù)，故 所以，鋼管是滿足穩(wěn)定性要求的。 3.（12分） 解：（1）首先求得兩支座反力值為 。 最大剪力發(fā)生在兩個支座處，其值為：； 最大彎矩發(fā)生在跨中，其值為： （或者：） （2）由最大彎矩確定最大正應(yīng)力，從而選擇截面： ，所以 查表得：No.32a號工字梁，滿足要求，其它參數(shù)為：。 （3）校核最大剪應(yīng)力： 最大剪應(yīng)力為： ，故剪應(yīng)力也滿足要求。 最后，選擇No.32a號工字梁。 B卷參考答案 一、填空題（總分20分，每題2分） 1、截面 2、塑性 3、逆 4、彈性模量、抗拉（壓）剛度 5、均勻性、各向同性 6、塑性屈服、脆性斷裂 7、強(qiáng)度、剛度 8、斜彎曲 9、拉伸（或壓縮）與彎曲的組合、扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合 10、小 二、選擇題（總分20分，每題2分） 1、A 2、B 3、C 4、A 5、C 6、C 7、D 8、D 9、B 10、A 三、簡答題（總分24分，每題6分） 1、答：（1）畫剪力圖時應(yīng)分為三段：AB、BD、DE； （2）畫彎矩圖時應(yīng)分為四段：AB、BC、CD、DE。 2、答：一般條件下，梁的強(qiáng)度條件是由彎矩引起的正應(yīng)力強(qiáng)度條件所控制的，同時還要驗(yàn)證由橫向荷載引起的切應(yīng)力強(qiáng)度條件。 3、答：應(yīng)用疊加法計(jì)算梁的位移應(yīng)具備以下基本條件：（1）所發(fā)生的變形為小變形；（2）材料服從胡克定律。在此條件下，梁的轉(zhuǎn)角或者位移與荷載之間是線性關(guān)系。 4、答：強(qiáng)度理論是關(guān)于材料發(fā)生強(qiáng)度失效力學(xué)因素的假說。在常溫、靜載情況下，一般是按材料的強(qiáng)度失效形式進(jìn)行分類的。常用的強(qiáng)度理論有適用于脆性斷裂的強(qiáng)度理論：最大拉應(yīng)力理論（第一強(qiáng)度理論）和最大拉應(yīng)變理論（第二強(qiáng)度理論），以及適用于塑性屈服的強(qiáng)度理論：最大切應(yīng)力理論（第三強(qiáng)度理論）和畸變能理論（第四強(qiáng)度理論）。 四、畫出下列梁的剪力圖和彎矩圖。（10分） 五、計(jì)算（總分26分） 1.（7分） 解： 所以， ，，。 2.（7分） 解：分別計(jì)算各桿可承擔(dān)的臨界荷載，取其中小值。 1） 計(jì)算在F力作用下各桿的軸力 由A點(diǎn)的靜力平衡方程得 2） 用歐拉公式計(jì)算各桿的臨界力，確定結(jié)構(gòu)的 臨界荷載 取該結(jié)構(gòu)的臨界荷載中的較小者，即。 3、（12分） 解：（1） 求支座反力 （2） 正應(yīng)力強(qiáng)度條件校核 ， （3）切應(yīng)力強(qiáng)度條件校核 ， ，或者： 綜上分析，梁的強(qiáng)度條件滿足。  THANKS !!! 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