中国海洋大学2011-2012学年期末考试试卷材料力学(A卷)及参考答案

中国海洋大学2011-2012学年第1学期期末考试试卷材料科学与工程学院《材料力学》课程试题(A卷)共6页第1页考试说明：本课程为闭卷考试，可携带计算器、绘图工具等文具，满分为：100分。一、填空（共20分，每空1分）1、在工程设计中，为保证构件安全工作，应该使构件具有足够的、、和。强度；刚度；稳定性。2、根据应力应变关系可将低碳钢拉伸过程区分为将经历、、和四个阶段。线性；屈服；强化；颈缩。3、材料发生断裂或显著塑性变形时的应力成为材料的，对于塑性材料取该材料的，对于脆性材料取该材料的。极限应力；屈服极限；强度极限。4、在微体的两个互垂截面上，垂直于截面交线的切应力相等，而方向均或该交线。此规律称为切应力互等定理。大小（数值）；指向；背离。5、剪力、弯矩与载荷集度间的微分关系为：d2M/dx2=q；dM/dx=Fs；dFs/dx=q、和。6、在对称弯曲梁的横截面上，处的弯曲正应力最大，处的弯曲切应力最大。上下缘；中性轴。7、描述梁位移的两个参数分别是和。挠度；转角。题号一二三四五六七总分得分优选专业年级XXXXXXX学号姓名授课教师座号------------------------------------------------装装装------------------------------------------------订订订------------------------------------------------线线线------------------------------------------------共6页第2页中国海洋大学2011-2012学年第1学期期末考试试卷二、单项选择，请将正确答案的序号填写在括号中（共40分，每题4分）1、图1所示圆截面杆件受拉力F=10kN作用，杆的直径为10cm，则斜截面m-m上的正应力为（）MPa。A：2/π；B：4/π；C：3/4π；D：8/π.2、一实心圆截面杆，承受轴向压力F=300kN，已知材料的屈服应力σs=240MPa，安全因数ns=2，为了保证该杆正常工作则该杆件的最小直径应为（）米。A：10；B：100；C：101；D：13、一直径为20cm的实心圆截面轴，承受扭矩T=5kNm，则该圆轴上的最大扭转切应力为（）MPa。A：1/π；B：10/π；C：100/π；D：1000/π4、如图2所示的梁，在横截面A上K点的正应力为（）。A：3F/2b3；B：3F/2b2；C：F/b3；D：F/b25、采用积分求解法求解如图3所示的梁时，边界条件为（）。A：x=0处，w=0；x=l处，w=0；B：x=0处，w=0；x=l处，θ=0；C：x=0处，w=0；x=0处，θ=0；D：x=0处，θ=0；x=l处，w=0；6、平面应力状态下(如图4)，平行与z轴的各截面中，最大正应力为（）。A：22)2(2xyxyx；B：22)2(2xyxyx；C：22)2(xyx；D：22)2(xyxFmFm45°图1Fl=1mb2b2b/3zycK图2ABFl图3xwσyσxτx图4材料科学与工程学院《材料力学》课程试题(A卷)共6页第3页7、最大拉应变理论对应的强度条件是（）。A：][1；B：][)()()(21213232221；C：][31；D：][][3218、一端为固定端，一端为自由端的压杆，直径为40mm，杆长为1m，已知材料的p值为100，则该压杆为（）。A：小柔度杆；B：中柔度杆；C：大柔度杆；D：短粗杆。9、对称循环应力的应力比为（）。A：r=1；B：r=-1；C：r=0；D：r=1/2.10、若截面图形有对称轴，则该图形对其对称轴的（）。A：静矩为零，惯性矩不为零；B：静矩不为零，惯性矩为零；C：静矩和惯性矩均为零D：静矩和惯性矩均不为零。三、简答题（共20分，每题5分）1、画出图示梁的剪力与弯矩图，标明最大剪力与弯矩。优选专业年级XXXXXXX学号姓名授课教师座号------------------------------------------------装装装------------------------------------------------订订订------------------------------------------------线线线------------------------------------------------zlMe共6页第4页2、请列出五个提高梁刚度的措施，并简要说明其原理。3、图示五个平面应力状态的应力圆，请在主平面微体上画出相应主应力，并注明数值。4、结合纯剪切应力状态的分析，简要说明为什么低碳钢扭转试样在屈服时会出现轴向和周向滑移线，而铸铁等脆性材料扭转破坏时形成与轴线约成45度角的螺旋断裂面。/MPa-5-5-5551015-15-10O(a)(b)(c)(d)(e)(a)(b)(c)(d)(e)四、根据第三与第四强度理论建立单向与纯剪切组合应力状态的强度条件。（8分）五、由同种材料制成的杆AB和BC，杆的尺寸如图所示，两杆在B点刚性连接，并通过A点固定在底座上，已知两杆的弹性模量为E，C点承受载荷F作用，试计算C点的水平和铅垂位移。（12分）（注：长度为l的悬臂梁，当悬壁端受矩为Me的集中力偶作用时，其悬壁端的挠度和转角值分别为：EIMelw22和EIMel2）ABBCllaabbF中国海洋大学2011-2012学年第1学期期末考试试卷材料科学与工程学院《材料力学》课程试题(A卷)参考答案一、填空（共20分，每空1分）1、强度；刚度；稳定性。2、线性；屈服；强化；颈缩。3、极限应力；屈服极限；强度极限。4、大小（数值）；指向；背离。5、d2M/dx2=q；dM/dx=Fs；dFs/dx=q6、上下缘；中性轴。7、挠度；转角。二、单项选择，请将正确答案的序号填写在空白处（共40分，每题4分）1：A；2：B；3：B；4：C；5：C；6：A；7：D；8：C；9：B；10：A.三、简答题（共20分，每题5分）1、画出图示梁的剪力与弯矩图，标明最大剪力与弯矩。画图各2分，最大弯矩和剪力各0.5分2、请列出五个提高梁刚度的措施，并简要说明其原理。lMeFsxMe/l⊕MxMe⊕1）合理选择截面形状；2）合理选用材料；3）梁的合理加强；4）合理选择梁的跨度；5）合理安排约束和加载方式。3、图示五个平面应力状态的应力圆，请在主平面微体上画出相应主应力，并注明数值。画出一个的1分。4、结合纯剪切应力状态的分析，简要说明为什么低碳钢扭转试样在屈服时会出现轴向和周向滑移线，而铸铁等脆性材料扭转破坏时形成与轴线约成45度角的螺旋断裂面。扭转圆轴微体应力分析如图（2分）轴向和周向受最大切应力，45度方向受最大拉应力和压应力（2）塑性材料在最大切应力方向首先滑移，而脆性材料在最大拉应力方向断裂。（1）四、根据第三与第四强度理论建立单向与纯剪切组合应力状态的强度条件。（8分）/MPa-5-5-5551015-15-10O(a)(b)(c)(d)(e)(a)(b)(c)(d)(e)15MPa15MPa10MPa5MPa5MPa10MPa15MPa15MPaτxσt,maxσc,max最大与最小应力：)4(21)2(22222minmax（2分）)4(21223102（2分）第三强度理论：][4223r（2分）第四强度理论：][3224r（2分）五、由同种材料制成的杆AB和BC，杆的尺寸如图所示，两杆在B点刚性连接，并通过A点固定在底座上，已知两杆的弹性模量为E，C点承受载荷F作用，试计算C点的水平和铅垂位移。（12分）构件简化：分成两段AB段：变形图：挠度：bEaFlbaEFlEIMelw33332161222（→）（2分）转角：bEaFlbaEFlEIMel32321212（顺）（2分）压缩：EabFlEAFll（↓）（2分）BC段：变形如图挠度：33333241233EabFlabEFlEIFlw(↓)（2分）AB转角-C位移BCw1FMe=FlAw1FΔlBbEaFllbaEFllEIMell33321212(↓)（2分）水平位移：bEaFlwx3316（→）（1分）铅垂位移：EabFlbEaFlbEaFlEabFlEabFlllwy333333216124（↓）（1分）