材料力学试题及答案
山 西 农 业 大 学
学年第二学期材料力学试题(A 卷)
一、 选择题（20分）
1、图示刚性梁AB 由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A 1和A 2，若载荷P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（ ）。
A 、A 1〈A 2
B 、A 1 〉A 2
C 、A 1=A 2
D 、A 1、A 2为任意 2、建立圆周的扭转应力公式τρ
=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几
个？答：（ ）
（1）扭矩M T 与剪应力τ
ρ
的关系M T =∫A τ
ρ
ρdA
（2）变形的几何关系（即变形协调条件） （3）剪切虎克定律
（4）极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dA
A 、（1）
B 、（1）（2）
C 、（1）（2）（3）
D 、全部 3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（ ） A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ
题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分
题一、3图
工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号
---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------
题一、1图
4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（ ）
A 、提高到原来的2倍
B 、提高到原来的4倍
C 、降低到原来的1/2倍
D 、降低到原来的1/4倍
5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ） A 、2 B 、4
C 、8
D 、16
二、作图示梁的剪力图、弯矩图。（１５分）
三、如图所示直径为d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。（15分）
题一、5图
三题图
题一、4
二 题 图
四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，皮带轮直径D =250mm ，
主轴外伸部分长度为l =120mm ，主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，用第三强度理论校核轴的强度。（15分）
五、重量为Q 的重物自由下落在图示刚架C 点，设刚架的抗弯刚度为EI ，试求冲击时刚架D 处的垂直位移。（15分）
六、结构如图所示，P=15kN ，已知梁和杆为一种材料，E=210GPa 。梁ABC 的惯性矩I=245cm 4，等直圆杆BD 的直径D=40mm 。规定杆BD 的稳定安全系数n st =2。 求○1BD 杆承受的压力。
○2用欧拉公式判断BD 杆是否失稳。（20分）
山 西 农 业 大 学
六题图
五题图
四题图
工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号
---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------
---
学年第二学期材料力学试题(B卷)
二、选择题（20分）
1、下列结论中正确的是（）
A、材料力学主要研究各种材料的力学问题
B、材料力学主要研究各种材料的力学性质
C、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律
D、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系
2、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为D1，另一根为空心轴，内外径比为d2/D2=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同，则它们的重量之比W2/W1为（）
A、0.74
B、0.62
C、0.55
D、0.47
3、低碳钢拉伸试件的应力-应变曲线大致可分为四个阶段，这四个阶段是（）
A、弹性变形阶段、塑性变形阶段、屈服阶段、断裂阶段
B、弹性变形阶段、塑性变形阶段、强化阶段、颈缩阶段
C、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、断裂阶段
D、弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段
4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（）
A、提高到原来的2倍
题号一二三四五六总分得分
B 、提高到原来的4倍
C 、降低到原来的1/2倍
D 、降低到原来的1/4倍
5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ） A 、2 B 、4
C 、8
D 、16
二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。（１５分）
三、如图所示直径为d
的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。（15分）
题一、5图
三题图
二 题 图
四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，皮带轮直径D =250mm ，
主轴外伸部分长度为l =120mm ，主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，用第三强度理论校核轴的强度。（15分）
五、如图所示，重物Q 由高度H 处自由下落，落在AB 梁的中点C 处，设EI = 常数，求这时C 点挠度ΔC 。（15分）
六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI ，求：
1）C 点支座反力；
2）作刚架弯矩图。（20分）
六题图
五题图
四题图
工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号
---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------
山西农业大学 - 学年第二学期材料力学考试题
课程名称 任课教师 评卷人
专业 班级 姓名 学号 考试日期
三、 选择题（20分）
1、下列结论中正确的是 （ ）
A 、材料力学主要研究各种材料的力学问题
B 、材料力学主要研究各种材料的力学性质
C 、材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律
D 、材料力学主要研究各种材料中力与材料的关系 2、建立圆周的扭转应力公式τρ
=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几
个？答：（ ）
（5）扭矩M T 与剪应力τ
ρ
的关系M T =∫A τ
ρ
ρdA
（6）变形的几何关系（即变形协调条件） （7）剪切虎克定律
（8）极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dA
A 、（1）
B 、（1）（2）
C 、（1）（2）（3）
D 、全部 3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（ ） A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ
题 号 一 二 三 四 五 六 总分 得 分
工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号
--------------------------
-------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------
4、有两根圆轴，一根为实心轴，直径为D 1，另一根为空心轴，内外径比为d 2/D 2=0.8。若两轴的长度、材料、轴内扭矩和产生的扭转角均相同，则它们的重量之比W 2/W 1为（ ） A 、0.74 B 、0.62 C 、0.55 D 、0.47
5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2=（ ） A 、2 B 、4
C 、8
D 、16
二、作图示刚架的轴力图、剪力图、弯矩图。（１５分）
三、如图所示直径为d 的圆截面轴，其两端承受扭转力偶矩m 的作用。设由实验测的轴表面上与轴线成450方向的正应变，试求力偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、μ均为已知。（15分）
题一、5图
二 题 图
四、如图所示，未开启的易拉罐上沿其轴向粘贴有一应变片，其半径厚
度之比为200。打开易拉罐，应变片变化为170×10-6，试求罐内压p 。设这时E =68GPa ，ν=0.33。（15分）
五、悬臂梁ACB 由铸铁材料制成，其许用拉应力[σt ]=40MPa ，许用压应力[σc ]=160MPa ，载荷F P =44kN ，梁截面为T 型，I z =101.8×106mm 4，尺寸如图，试校核其强度。（15分）
六、图示刚架，已知刚架各梁抗弯刚度为EI ，求：
1）C 点支座反力； 2）作刚架弯矩图。（20分）
四题图
工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号
---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------
五题图
山西农业大学 - 学年第二学期课程考试试卷（A 卷）
考试科目材料力学 考试时间 考试方式闭卷 成绩 （本试题满分100分，考试时间120分钟）
四、 选择题（每题4分，共20分，机制、农机做1-5，
建环做1-4，6）
1、设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ，则450斜截面上的正应力和
剪应力 。
A 分别为σ/2和σ
B 均为σ
C 分别为σ和σ/2
D 均为σ/2
2、图示铆接件，若板与铆钉为同一材料，且已知[σjy ]＝2[τ]，为充分提高材料的利用率，则铆钉的直径ｄ应为 。 A d=2t B d=4t C d=4t/π D d=8t/π
题 号 一 二 三 四 核总分 得 分
评卷人
六题图
姓名______________ 学号
封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------
3一点的应力状态如右图所示，则其主应力1σ、2σ、3σ分别为
A 30MPa，100 MPa，50 MPa
B 50 MPa，30MPa，-50MPa
C 50 MPa，0，-50MPa
D -50 MPa，30MPa，50MPa
4、两根材料和柔度都相同的压杆，
A临界应力一定相等，临界压力不一定相等
B临界应力不一定相等，临界压力一定相等
C临界应力和临界压力一定相等
D临界应力和临界压力不一定相等
5、图示交变应力循环特征r，应力振幅σa和平均应力σm分别为
A r＝2，σa＝20MPa，σm＝－10Mpa
B r＝2，σa＝－40MPa，σm＝10Mpa
C r＝－2，σa＝30MPa，σm＝－10Mpa
D r＝－2，σa＝30MPa，σm＝30MPa
6、图示十字架，AB杆为等直均质杆，o-o为圆轴。当该十字架绕o-o
轴匀速旋转时，在自重和惯性力作用下杆AB和轴o-o分别发生
__________
A、拉伸变形、压缩变形；
B、拉弯组合变形、压弯组合变形；
C、拉弯组合变形、压缩变形；
D、拉伸变形、压弯组合变形。
二、计算题（共80分，适用农机、机制、建环）
1、（15分）梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。
2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa），试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大剪应力。
20
50
3、（10分）一受扭转的圆轴，直径d=260mm，材料的的弹性模量E= 200GPa，泊松比v = 0.3，现用变形仪测得圆轴表面与轴线成45 方向的
线应变ε45=5.2×10-4。试求转矩m。
4、（15分）直径60=d mm 的圆截面折杆，A 端固定，受力与其他尺寸如图所示。若材料的许用应力MPa 100][=σ，试按最大剪应力强度理论（第三强度理论）校核A 端外表面点b 的强度(忽略剪力影响)。
125150
12kN
A
B
D
x y
z
b
a
2
a A
B
C
D
m
4题图 5题图
5、（15分）平面刚架如图所示。其各部分的抗弯刚度均为常量EI ,已
知、0m a ，试求点D 在铅垂方向的位移D V 。（忽略截面剪力与轴力） 6、（10分）重为Q 的物体从高度h 处自由落下，若已知梁的抗弯刚度为
EI ，支座的弹簧刚度为k （产生单位长度变形所需的力），且3l EI k =
，
试求C 点的挠度。
山西农业大学2006-2007学年第二学期课程考试试卷（A 卷）
考试科目材料力学 考试时间 2007.7 考试方式闭卷 成绩 （本试题满分100分，考试时间120分钟）
五、 选择题（每题4分，共20分）
1、材料的失效模式 。
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、图中应力圆a 、b 、c 表示的应力状态分别为
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。
题 号 一 二 三 四 核总分 得 分
评卷人
__ 班级 姓名______________ 学号
------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------
正确答案是
3、关于压杆临界力的大小，说法正确的答案是 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 与压杆所承受的轴向压力大小有关；
D 与压杆的柔度大小无关。
4、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅值a σ的值分别是
A 40、20、10
B 20、10、20
C 0、20、10
D 0、20、20
5、如图所示重量为Q 的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数
A C d V h k 211++= B
B d V h k +
+=11
C
B
d V h k 211+
+= D
B C d V V h k ++
+=211
A
B C A
B
C
Q
Q
二、计算题（共80分，信息学院学生做1、2、
3、4、6，非信息学院学生做1、2、3、4、5）
1、
（16分）简支梁受载荷如图所示，请画出梁的剪力图，弯矩图。
2、（15分）已知三向应力状态如图所示（图中应力单位：MPa），试
求：1）主应力；2）主切应力；3
）形变应变能密度
f
u。
3、（16分）圆截面杆，受横向外力F和绕轴线的外力偶0
m作用。由实
验测得杆表面A点处沿轴线方向的线应变
4
10
4-
?
=
ε
，杆表面B点
处沿与轴线成45?方向的线应变
4
45
10
75
.3-
?
=
ε。材料的弹性模量E=
200GPa，泊松比v = 0.25，a=0.25L，L=800mm，d=60mm。试求横向外
力F 和绕轴线的外力偶0m 。
F a
A
B
F
F
F
a
A
B
d
450
m 0
m 0
4、（16分）精密磨床砂轮轴如图所示(单位: mm)，已知电动机功率N=3kW, 转速n=1400rpm, 转子重量Q 1=101N, 砂轮直径D=25mm, 砂轮重量Q 2=275N ，磨削力P y /P z =3，轮轴直径d=50mm ，材料为轴承钢，MPa 60][=σ，试用第三强度理论校核轴的强度。
5、（17分）平面刚架ABC 与二力杆CD 构成如图所示结构，并承受外力偶0m 作用。若0m 、a 已知，刚架的抗弯刚度为EI ，CD 杆的抗拉刚度为EA ，且
223a EI
EA =
。试求CD 杆的变形量l ?。
A
B
C
D
m a
2
a
6、（17分）用积分法求梁B 点的挠度和转角，梁的EI ，L 已知。
山西农业大学2006-2007学年第二学期课程考试试卷（B 卷）
考试科目材料力学 考试时间 2007.7 考试方式闭卷 成绩 （本试题满分100分，考试时间120分钟）
六、 选择题（每题4分，共20分）
1、轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确答案是
__________
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。
2、一点的应力状态如右图所示，则其主应力1σ、2σ、3σ分别为 A 30MPa 、100 MPa 、50 MPa B 50 MPa 、30MPa 、-50MPa C 50 MPa 、0、-50MPa
D -50 MPa 、30MPa 、50MPa 正确答案是
题 号 一 二 三 四 核总分 得 分
评卷人
_______________ 班级 姓名______________ 学号
----
----------------------------密 封 线 内 不 准 答 题-------------------------------------------------------------
3、对莫尔积分dx
EI x M x M l ?
=?)
()(的下述讨论，正确的是 。
A 只适用于弯曲变形；
B 等式两端具有不相同的量纲；
C 对于基本变形、组合变形均适用；
D 只适用于直杆。
4、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅值a σ的值分别是
A 40、20、10
B 20、10、20
C 0、20、10
D 0、20、20
5、如图所示重量为Q 的重物自由下落冲击梁，冲击时动荷系数
A C
d V h k 211+
+= B
B d V h k +
+=11
C
B
d V h k 211+
+= D
B C d V V h k ++
+=211
A
B
C
A
B
C
Q
Q
二、计算题（共
80分，信息学院学生做1、2、
3、4、6，非信息学院学生做1、2、3、4、5）
1、（16分）q 、a 已知，试作梁的剪力、弯矩图。
q
a
a
2qa
2
qa A
B
C
2、（15分）已知平面应力状态如图所示（单位为MPa ），试用解析法求1、主应力及主平面，并画出正应力单元体。2、面内最大切应力。
50
20
3、（16分）由五根直径为d=50mm 的圆钢杆组成正方形结构，如图所示，结构连接处均为光滑铰链，正方形边长a=1m ，材料Q235钢，试求结构的临界载荷值。（Q235钢，当132=≤P λλ时，