材料力考试题及答案

 河 北 理 工 大 学 轻 工 学 院 材料力学A 2010-2011 学年 课试卷 A 第 1 学期 共 2 页 第 1 页 2. 图1所示梁，试写出在确定积分常数时的边界条件： 、 ， 。（3分） 题号 分数 一．判断题（认为正确的打“√”，错误的打“×”。每小题2分，共10分） 1. 轴力的大小与杆件的横截面积有关。（） 2. 平面图形对某一轴的惯性矩，可以是正值或负值，也可能等于零。（） 3. 平面弯曲梁的挠曲线必定是一条与外力作用面重合或平行的平面曲线。（） 4. 梁的最大挠度必然发生在梁的最大弯矩处。（） 5. 单元体最大正应力面上的剪应力恒等于零。（） 二．选择题（每小题3分，共15分） 1. 应力集中现象通常发生在构件（ ）。 A、截面尺寸突然变化处 B、截面受力突然变化处 C、截面上下边缘应力最大处 D、截面中性轴处 2. 桥式起重机的主钢梁，设计成两端外伸的外伸梁较简支梁有利，其理由是（）。 A、减小了梁的最大挠度值 B、增大了梁的最大弯矩值 C、减小了梁的最大弯矩值 D、增加了梁的抗弯刚度值 3. 承受轴向拉压的等截面直杆，在杆内任一点处（）。 A、无剪应力 B、无正应力 C、纵截面无正应力 D、无横向线应变 4．为提高旋转圆环的强度，可采取（）的办法。 A、增大圆环的横截面积 B、降低其旋转速度 C、加大圆环的平均半径 D、减少圆环的平均半径 5. 在对称循环的交变应力作用下，构件的疲劳极限为（）。 K1一 二 三 四 五 六 七 总分 图1 3.外直径为125mm,内直径为25mm的空心圆轴，已知其最外缘的切应力为100MPa,则最内缘的切应力是 。（2分） 4、求解超静定结构的约束反力，需要联立求解静力平衡方程和 方程。（2分） 四．请做出图2所示结构的剪力图和弯矩图（20分）。 图2 五．T字形截面铸铁梁及其截面尺寸如图3所示。铸铁的许用拉应力t=30MPa，许用压应力为[c]=60MPa。已知中性轴位置y1=52mm，截面对z轴的惯性矩IZ＝764cm4。试校核梁的强度。(15分) 图3  B、K1六．手摇绞车如图4所示，轴的直径d=30mm，材料为Q235钢，[σ]=80MPa。试按第三强度理论，求绞车的最大起吊重量P。（15分） A、 Kmax max D、K1C、  三．填空题（共10分） 1.低碳钢在屈服阶段呈现应力保持不变，而应变 持续增高 的现象；冷作硬化将使材料的比例极限 增大 ，而塑性 降低 。（3分） 图4 注： 1.试题请按照模板编辑，只写试题，不留答题空白； 2.内容请勿出边框。 考试方式：（开卷 闭卷） 教研室主任： 年 月 日

材料力学A 课试卷 A 共 2 页 第 2 页 七．空气压缩机的活塞杆的材质为45号钢，s350MPa,P280MPa,E210103MPa。活塞杆的长度l703mm，直径d45mm。最大压力Pmax41.6kN。规定稳定安全系数nw8~10。试校核其稳定性。（经验公式ij4612.568）（15分） 注： 1.试题请按照模板编辑，只写试题，不留答题空白； 2.内容请勿出边框。 考试方式：（开卷 闭卷）

河北理工大学轻工学院 材料力学A 试卷A答案

一．

1.× 2.× 3. √ 4.× 5. √ 二．

1.A 2. C 3. C 4. B 5. D 三．

1． 持续增加， 提高， 降低

2. 边界条件：x0，v10，10；xL，v20 3. 20MPa

4.变形协调方程 四．

Fs 56qaqa x 71165a 26qa M 6qa 1372qa2 x 16qa2 12qa2

五．

解：(1)计算支反力并绘制弯矩图 RA＝2.5 kN

（2分）

RB ＝ 10.5 kN

方向向上。

危险截面可能在B 、 C截面。 （4分）

校核B截面：

（)c maxB（t max)BMB y1Iz34105210764108338327.2 MPa（2分）

MB y2Iz410(1202052)1076410346.1 MPac（3分）

校核C截面: M

（t max)CC y2Iz2.510(1202052)10764108328.8 MPa（2分）

(t max)(t max)C28.8 MPa[t]（1分） （1分）

故该梁满足强度条件。

六．

解：⑴载荷分析，画轴计算简图（5分）

⑵画内力图（5分） 危险截面：C截面

MmaxMcP20.40.2P

P ⑶由强度条件确定P（5分） 由第三强度理论：

11 22r3TM3 (30)W9

[]80106Pa

3210T0.18P

m A 0.18P0.2P2222 Z C 0.18 P 0.18P T ＋ 0.2P

＋

M

B x

（3分）

解出：P788N

七． 解：1Ep2

210102801062986

活塞杆可简化成两端铰支的压杆，1。对于圆形截面，iIAd4，故柔度为

lild4170362.5 454

1，所以不能用欧拉公式计算临界压力。如使用直线公式，由优质碳钢的a和b分别为

a=461MPa, b=2.568MPa, 2asb4613502.56843.2

可见活赛杆的柔度介于2和1之间21，是中等柔度的压杆由直线公式求出临界应。

力为ijab4612.56862.5301Mpa

从而，临界压力为PijijA活塞杆的工作安全系数为n4(45103)30110478kN

6Pij47811.5nw，所以满足稳定性要求。

P41.6