材料力学》期末考试试卷B卷及答案

考试科目 试卷类型 考试形式 考试对象 一、填空题（总分20分，每题2分）

1、杆件在外力作用下，其内部各部分间产生的 ，称为内力。 2、杆件在轴向拉压时强度条件的表达式是 。

3、低碳钢拉伸时，其应力与应变曲线的四个特征阶段为 阶段， 阶

段，

阶段， 阶段。

4、线应变指的是 的改变，而切应变指的是 的改变。 5.梁截面上弯矩正负号规定，当截面上的弯矩使其所在的微段梁凹向下时为 。 6.梁必须满足强度和刚度条件。在建筑中，起控制做用的一般是 条件。

7、第一和第二强度理论适用于 材料，第三和第四强度理论适用于 材料。

8、求解组合变形的基本方法是 。

9、力作用于杆端方式的不同，只会使与杆端距离在较小的范围内受到影响，该原理被称为 。

10、欧拉公式是用来计算拉（压）杆的 ，它只适用于 杆。 二、 单项选择(总分20分，每题2分)

1、用截面法可求出图示轴向拉压杆a-a截面的内力NP 1P2，下面说法正确的是（ ） A. N其实是应力 B. N是拉力

C. N是压力 D. N的作用线与杆件轴线重合

2、构件的强度是指( )

A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力 B. 在外力作用下构件保持原有平衡态的能力 C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力 D. 在外力作用下构件保持原有平稳态的能力 3、现有钢、铸铁两种杆材，其直径相同。从承载能力与经济效益两个方面考虑，图示结构中两种合理选择方案是( )

A. 1杆为钢，2杆为铸铁 B. 1杆为铸铁，2杆为钢 C. 2杆均为钢 D. 2杆均为铸铁

《材料力学》 A 闭卷 土木本科 考 试成绩 1 A 2 C B

F

4、从拉压杆轴向伸长（缩短）量的计算公式lNl可以看出，E和A值越大，l越小，EA故（ ）。

A. E为杆的抗拉（压）刚度。 B. 乘积EA表示材料抵抗拉伸（压缩）变形的能力。 C. 乘积EA为杆的抗拉（压）刚度 D. 以上说法都不正确。

5、空心圆轴的外径为D，内径为d，=d /D。其抗扭截面系数为（ ）。

D3D3A WP(1) B WP(12)

1616D3D33C WP(1) D WP(14)

16166、在没有荷载作用的一段梁上，（ ）

A. 剪力图为一水平直线 B.剪力图为一斜直线 C．没有内力 D.内力不确定

7、在平行移轴公式IZ1IZa2A中，其中Z轴和轴Z1轴互相平行，则（ ）。 A. Z轴通过形心 B. Z1轴通过形心

C . 都不一定要通过形心 D. a是Z轴与Z1轴之间的距离。所以a>0 8、梁弯曲时，梁的中性层（ ）。

A. 不会弯曲 B. 不弯曲但长度会改变 C.会弯曲但长度不会改变 D.弯曲的同时长度也改变

9、铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀而被胀裂，而管内的冰却不会破坏。这是因为（ ）。 A.冰的强度较铸铁高； B.冰处于三向受压应力状态； C.冰的温度较铸铁高； D.冰的应力等于零。 10、设和分别是压杆的稳定系数和柔度系数，（ ）。 A．对同一种材料制成的压杆，值较大则值就越小； B．值越大，值就越小，这与压杆所用材料无关； C．当〉1时，压杆肯定是稳定的，不必对其进行稳定计算；

D．值与压杆杆端的约束情况无关。 三、简答题（总分24分，每题6分）

1、拉（压）杆通过铆钉连接在一起时，连接处的强度计算包括哪些计算？ 2、在梁横截面的中性轴上，其正应力和切应力的值如何？

3、梁的变形用什么来度量的？这些量的几何意义各是什么？ 4、工程中提高压杆稳定性的措施主要从哪几个方面入手？ 四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分）

五、计算（总分26分）

1. 试用解析法求图中平面应力状态的主应力，图中应力单位为MPa。（7分）

2. 一钢制的空心圆管，外径和内径分别为12mm和10mm，杆长380mm，钢材的弹性模量E=210GPa。试用欧拉公式求钢管的临界力。已知在实际使用时，其承受的最大工作压力

Fmin=2250N，规定的稳定安全系数为nst=3.0，试校核钢管的稳定性（两端作铰支考虑）。（7分）

3. 工字钢制成的简支梁如图所示，已知l=6m，P=60KN，q=8KN/m，材料的容许应力（12分） []160MPa,[]90MPa。试选择工字钢的型号。工字钢型号 28a 32a 腹板宽度b (mm) 8.5 9.5 Wz 508 692 Iz (cm) Sz*24.6 27.5 ***学院期末考试试卷

考试科目 试卷类型 考试形式 考试对象 一、 填空题（总分20分，每题2分）

1、求杆件任一截面上的内力时，通常采用 法。

2、工程中常以伸长率将材料分为两大类：伸长率大于5%的材料称为 材料。 3、梁截面上剪力正负号规定，当截面上的剪力使其所在的分离体有 时针方向转

动趋势时为负。

4、虎克定律可以写成lFNl/EA，其中E称为材料的 ，EA称为材料

的 。

5、材料力学在研究变形固体时作了连续性假设、 假设、 假设。 6、在常温、静载情况下，材料的强度失效主要有两种形式：一种是 ，一种

是 。

《材料力学》 B 闭卷 土木本科 考 试成绩 7、在设计中通常由梁的 条件选择截面，然后再进行 校核。 8、外力的作用平面不与梁的形心主惯性平面重合或平行，梁弯曲后的扰曲轴不在外力作用

平

面内，通常把这种弯曲称为 。

9、在工程实际中常见的组合变形形式有斜弯曲、 ， 。 10、当材料一定时，压杆的柔度越大，则其稳定系数值越 。 二、 单项选择(总分20分，每题2分)

1、构件的刚度是指( )

A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力 B. 在外力作用下构件保持原有平衡态的能力 C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力 D. 在外力作用下构件保持原有平稳态的能力 2、轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确的说法应是( ) 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

P 1 2 P 1 2

3、如图所示受力杆件的轴力图，其中正确的是（ ）。 4、单位长度扭转角与（ ）无关。

A 杆的长度； B 扭矩

C 材料性质； D 截面几何性质。 5、当梁的某段上作用均布荷载时。该段梁上的（ ）。

A. 剪力图为水平直线 B 弯矩图为斜直线。 C. 剪力图为斜直线 D 弯矩图为水平直线

6、应用叠加原理求梁横截面的挠度、转角时，需要满足的条件是（ ）。 A 梁必须是等截面的 B 梁必须是静定的

C 变形必须是小变形； D 梁的弯曲必须是平面弯曲 7.若某轴通过截面的形心，则（ ）

A．该轴一定为主轴， B. 该轴一定是形心轴

C．在所有轴中，截面对该轴的惯性矩最小。 D. 截面对该轴的静矩等于零。 8、关于中性轴，下列说法正确的是（ ）。

A. 中性轴是梁的轴线 B. 中性轴的位置依截面上正应力的分布而定 C. 梁弯曲时，中性轴也随之弯曲 D. 中性轴是中性层与横截面的交线。 9、影响梁弯曲程度越大的原因是（ ）。

A. 抗弯刚度越大 B.抗弯刚度越小，而截面上的弯矩越大 C. 抗弯刚度越大，而截面上的弯矩越小 D. 截面上的弯矩越小

10、某点的应力状态如图所示,当σx,σy,σz不变,τx增大时,关于εx值的说法正确的是（ ）

A. 不变 B. 增大 C. 减小 D. 无法判定 三、简答题（总分24分，每题6分）

1、梁的受力图如图所示，画剪力图时应分几段？画弯矩图时应分几段？ 2、一般条件下，梁的强度条件是由什么强度来控制的？ 3、用叠加法求梁的位移，应具备什么条件？

4、什么是强度理论？怎样分类的？常用的强度理论有那些？ 四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分） 五、计算（总分24分）

1、试用解析法求图中平面应力状态的主应力，图中应力单位为MPa。（7分）

2、图示结构中，AB及AC均为圆截面细长杆，材料弹性模量E=200GPa，截面惯性矩

I2.01106m4，试求此结构的临界荷载Fcr。（7分）

3、图示外伸梁中，已知l=3m，b=80mm，h=120mm，q=2KN，材料的容许应力[]10MPa， （12分） []1.2MPa，试校核梁的强度。

A卷参

一、 填空题（总分20分，每题2分）

F1、相互作用力 2、maxN[]

Amax3、弹性、屈服、强化、颈缩 4、长度 角度 5、负 6、强度 7、脆性、塑性 8、叠加法

9、圣维南原理 10、临界力、细长

二、选择题(总分20分，每题2分)

1、D 2、C 3、A 4、C 5、D 6、A 7、A 8、C 9、B 10、A

三、简答题（总分24分，每题6分）

1、答：拉（压）杆通过铆钉连接在一起时，连接处的强度计算包括： （1）拉杆本身的受拉或者受压强度计算； （2）铆钉所受剪切力引起的剪切强度计算； （3）杆件与铆钉之间的挤压强度计算。

2、答：一般来说，在梁横截面的中性轴上，正应力为零，而切应力达到最大值。 3、答：描述梁的变形有两个相互关联的量：（1）梁横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线

位移称为挠度；（2）横截面绕中性轴发生转动的角位移称为转角。

4、答：由计算临界力的欧拉公式可知，提高压杆稳定性的措施主要从压杆的截面形状和尺寸、压杆的长度、杆端约束以及材料的力学性能方面入手。

四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分） 五、计算（总分26分）

1.（7分） 解：

所以， 1max90MPa，20，3min10MPa。

2. （7分）

解：钢管横截面的惯性矩 应用欧拉公式

临界压力与实际工作压力之比，即为压杆工作时的安全系数，故 所以，钢管是满足稳定性要求的。 3.（12分） 解：（1）首先求得两支座反力值为

1qlN(2Pql)P84KN。

22ql最大剪力发生在两个支座处，其值为：FS,maxP84KN；

22q(l)2qllllPl12最大弯矩发生在跨中，其值为：Mmax(P)q3ql

26612868（或者：Mmaxqlllql2Plql2(P)P）

223868（2）由最大弯矩确定最大正应力，从而选择截面：

MmaxWzPl12ql68[]，所以WzmaxPl526010361ql81036268Wz6360.0006m3600cm3 6[]16010查表得：No.32a号工字梁Wz692cm3，满足要求，其它参数为：（3）校核最大剪应力：

最大剪应力为：

Iz27.5cm,b9.5mm。 *Szmaxql*810363*(P)Sz6010FS,maxSz62232.1510Pa32.15MPa 23Izb27.5109.510Izb[]90MPa，故剪应力也满足要求。

最后，选择No.32a号工字梁。

B卷参

一、填空题（总分20分，每题2分）

1、截面 2、塑性

3、逆 4、弹性模量、抗拉（压）刚度 5、均匀性、各向同性 6、塑性屈服、脆性断裂 7、强度、刚度 8、斜弯曲

9、拉伸（或压缩）与弯曲的组合、扭转与弯曲的组合 10、小

二、选择题（总分20分，每题2分）

1、A 2、B 3、C 4、A 5、C 6、C 7、D 8、D 9、B 10、A

三、简答题（总分24分，每题6分）

1、答：（1）画剪力图时应分为三段：AB、BD、DE；

（2）画弯矩图时应分为四段：AB、BC、CD、DE。

2、答：一般条件下，梁的强度条件是由弯矩引起的正应力强度条件所控制的，同时还要验证由横向荷载引起的切应力强度条件。

3、答：应用叠加法计算梁的位移应具备以下基本条件：（1）所发生的变形为小变形；（2）材料服从胡克定律。在此条件下，梁的转角或者位移与荷载之间是线性关系。

4、答：强度理论是关于材料发生强度失效力学因素的假说。在常温、静载情况下，一般是按材料的强度失效形式进行分类的。常用的强度理论有适用于脆性断裂的强度理论：最大拉应力理论（第一强度理论）和最大拉应变理论（第二强度理论），以及适用于塑性屈服的强度理论：最大切应力理论（第三强度理论）和畸变能理论（第四强度理论）。

四、画出下列梁的剪力图和弯矩图。（10分） 五、计算（总分26分）

1.（7分） 解：

所以， 1max110MPa，2min10MPa，30。 2.（7分）

解：分别计算各杆可承担的临界荷载，取其中小值。 1） 计算在F力作用下各杆的轴力 由A点的静力平衡方程得

2） 用欧拉公式计算各杆的临界力，确定结构的 临界荷载

取该结构的临界荷载中的较小者，即Fcr661.4KN。 3、（12分） 解：（1） 求支座反力

（2） 正应力强度条件校核

MmaxMM278.8MPa[] KNgm，maxmaxmax216Wzbh6（3）切应力强度条件校核

FS,max3KN，

FS*S,maxZmaxIZb0.47MPa，或者：综上分析，梁的强度条件满足。

FS,maxmax32A0.47MPa