福州大学材料力学期末试卷3(带答案)

福州大学

《材料力学》期末考试卷3

（考试时间：120分钟）

使用班级： 学生数： 任课教师： 考试类型 闭卷

一、单项选择题（共10个小题，每小题2分，合计20分）

1．材料的失效模式 B 。

A 只与材料本身有关，而与应力状态无关； B 与材料本身、应力状态均有关；

C 只与应力状态有关，而与材料本身无关； D 与材料本身、应力状态均无关。

2．下面有关强度理论知识的几个论述，正确的是 D 。 A 需模拟实际构件应力状态逐一进行试验，确定极限应力； B 无需进行试验，只需关于材料破坏原因的假说；

C 需要进行某些简单试验，无需关于材料破坏原因的假说； D 假设材料破坏的共同原因，同时，需要简单试验结果。 3、 轴向拉伸细长杆件如图所示，____ B ___。 A．1-1、2-2面上应力皆均匀分布；

B．1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布；

C．1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布； D．1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。

4、塑性材料试件拉伸试验时，在强化阶段___ D ___。 A．只发生弹性变形； B．只发生塑性变形； C．只发生线弹性变形；

D．弹性变形与塑性变形同时发生。

5、比较脆性材料的抗拉、抗剪、抗压性能：___ B ____。 A．抗拉性能 抗剪性能 抗压性能； B．抗拉性能 抗剪性能 抗压性能； C．抗拉性能 抗剪性能 抗压性能； D．没有可比性。

6、水平面内放置的薄壁圆环平均直径为d，横截面面积为A。当其绕过圆心的轴在水平面内匀角速度旋转时，与圆环的初始尺寸相比__ A ____。 A．d增大，A减小； B．A增大，d减小； C．A、d均增大； D．A、d均减小。

7、如右图所示，在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高___ D ___。 A．螺栓的拉伸强度； B．螺栓的挤压强度； C．螺栓的剪切强度； D．平板的挤压强度。

8、右图中应力圆a、b、c表示的应力状态分别为 C 。 A 二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态； B 单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态； C 单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态； D 单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。 9．压杆临界力的大小 B 。

A 与压杆所承受的轴向压力大小有关； B 与压杆的柔度大小有关； C 与压杆的长度大小无关； D 与压杆的柔度大小无关。

2、3分别为 B 。10．一点的应力状态如下图所示，则其主应力 1、

A 30MPa、100 MPa、50 MPa B 50 MPa、30MPa、-50MPa C 50 MPa、0、-50MPa D -50 MPa、30MPa、50MPa

二、简述题（每小题4分，共20分）：

1、简述材料力学的任务。

答：材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。（4分）

2、简述截面法求内力的基本步骤。

答：分三个步骤：（1）用假想截面将构件分成两部分，任取一部分作为研究对象，舍去另一部分。（2）用内力代替舍去部分的作用。（3）建立平衡方程，确定内力。

3、简述求解超静定问题的基本思路。

答：研究变形，寻找补充方程。（4分）

4、简述求解组合变形的基本思路。

答：先将外力进行简化或分解，使之对应着不同的基本变形，然后用叠加原理求解。

5、简述应力集中的概念。

答：因杆件外形突然变化，而引起局部应力急剧增大的现象，称为应力集中。（4分）

三、三根圆截面压杆，直径均为d=160mm，材料为A3钢（E=206Gpa,

s ，三杆两端均为铰支，长度分别为l1,l p 200Mpa，a 304Mpa,b 1.12Mpa）（20分） l1 2l2 4l3 5m。试求各杆的临界压力。

解： 1，三根杆的柔度分别为： 1分

l i 125

l2i 62.5 l

3i 31.254分

a 1 100

s2 573分

b 可见：1杆适用欧拉公式，2杆适用经验公式，3杆适用强度公式。

F 2E d2

cr1cr1A 2536KN

44分

F d2

cr2 cr2A (a b ) 4710KN4分

4

F d2

cr3 cr3A s

4

4823KN4分

四、一铸铁圆柱的直径为40mm，其一端固定，另一端受到315 N.m该铸铁材料的许用拉应力为[ t] 30MPa分）

解：圆柱表面的切应力最大，即：

max Tmax/Wt Tmax/( d3/16) 25Mpa （6分）

圆柱表面首先破坏，其上任一点的应力状态为纯剪切，见图3。

25MPa

图3

五、悬背梁之某处收到支撑，如图(a)所示。悬臂梁在集中载荷作用下的挠

曲线方程 悬背梁之某处收到支撑，如图( )所示。 梁之某处收到支撑 分别为： 分别为： w = Fx 2 Fx 2 (3l x) , w = (3b x )(0 ≤ x ≤ b) 。求支座 B 的反力，梁的抗弯 的反力， 6 EI 6 EI

刚度为 EI。 20 分) 。 (

F MA A B C a (a)

FA y解： (1)本题为超静定问题。 建立相当系统如图(b)(c) 、 (7 分) 所示。 (2)B 处的挠度为 0,即：

2a

y B = ( y B ) F + ( y B ) FBy = 0由叠加法得,见图(d) :

(7 分)

F (2a)2 14Fa3 ( yB )F = (9a 2a) = 6EI 3EI

( y B ) FBy =3

8 FBy a 3EI3

3

F A A (d)(6 分)

B B FBy

C C

14 Fa 8 FBy a + =0 3EI 3EIFBy = 7 F 4

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