1、注册公用设备工程师（暖通空调基础考试-上午-材料力学）-试卷 3及答案解析(总分：50.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：25，分数：50.00)1.单元体应力状态如图 5-47 所示，第一主应力 1 与 x 轴的夹角是( )。 （分数：2.00）A.B.C.D.2.梁的受力情况如图 5-50 所示，与梁上各点 A，B，C，D 相对应的单元体中，错误的是( )。 （分数：2.00）A.B.C.D.3.对于平面应力状态，以下说法正确的是( )。（分数：2.00）A.主应力就是最大正应力B.主平面上无切应力C.最大切应力作用的平面上正应力必为 0D.主应力必不为 04.折杆受力如
2、图 5-57(a)所示，以下结论中错误的是( )。 （分数：2.00）A.点 B 和 D 处于纯剪切状态B.点 A 和 C 处为二向应力状态，两点处 1 0， 2 =0， 3 0C.按照第三强度理论，点 A 及 C 比点 B 及 D 危险D.点 A 及 C 点的最大主应力 1 数值相等5.图示 T 形截面杆，一端固定一端自由，自由端的集中力 F 作用再截面的左下角点，并与杆件的轴线平行。该杆发生的变形为( )。 （分数：2.00）A.绕 y 和 z 轴的双向弯曲B.轴向拉伸和绕 y、z 轴的双向弯曲C.轴向拉伸和绕 z 轴弯曲D.轴向拉伸和绕 y 轴弯曲6.如图 5-59 所示圆轴，在自由端圆
3、周边界承受竖直向下的集中力 F，按第三强度理论，危险截面的相当应力 t3 为( )。 （分数：2.00）A.B.C.D.7.如图 5-64 所示直杆，其材料相同，截面和长度相同，支撑方式不同，在轴向压力作用下，哪个柔度最大，哪个柔度最小? （分数：2.00）A. a 最大、 c 最小B. b 最大、 d 最小C. b 最大、 c 最小D. a 最大、 b 最小8.如图 5-65 所示，一端固定一端为球形铰的大柔度压杆，材料的弹性系数为 E，截面为矩形(hb)，则该杆临界力 F cr 为( )。 （分数：2.00）A.B.C.D.9.工程上通常用伸长率区分材料，以下关于脆性材料的划分，哪个是正确
4、的?( )。（分数：2.00）A.5B.05C.5D.0510.关于铸铁的极限应力有以下结论，哪个是正确的?( )。（分数：2.00）A. aB. bC. s 和 bD. p 、 s 和 b11.如图 5-66 所示受力杆件的轴力图有以下四种，( )是正确的。 （分数：2.00）A.B.C.D.12.如图 5-67 所示，等截面杆 AC，截面 B 作用力 F，下列结论正确的是( )。 （分数：2.00）A.BC 段有位移B.BC 段有变形C.BC 段既有变形又有位移D.BC 段既无变形又无位移13.等直杆受力如图 5-68 所示，其横截面面积 A=50mm 2 ，问给定横截面 m-m 上正应力
5、的四个答案中正确的是( )。 （分数：2.00）A.100MPa(压应力)B.80MPa(压应力)C.180MPa(压应力)D.180MPa(拉应力)14.变截面杆受集中力 F 作用，如图 5-69 所示。设 F N1 ，F N2 和 F N3 分别表示杆件中截面 1-1，2-2 和3-3 上沿轴线方向的内力值，下列结论中正确的是( )。 （分数：2.00）A.F N1 =F N2 =F N3B.F N1 =F N2 F N3C.F N1 F N2 =F N3D.F N1 F N2 F N315.如图 5-70 所示，为拉杆承受轴向拉力 F 的作用，设斜截面 m-m 的面积为 A，则 = 为(
6、 )。（分数：2.00）A.横截面上的正应力B.斜截面上的正应力C.斜截面上的应力D.斜截面上的切应力16.两拉杆的材料和所受拉力都相同，且均处在弹性范围内，若两杆长度相等，横截面面积 A 1 A 2 ，则( )。（分数：2.00）A.l 1 l 2 、 1 = 2B.l 2 =l 2 、 1 2C.l 1 l 2 、 1 2D.l 1 =l 2 、 1 = 217.图 5-71 所示结构中二杆的材料相同，横截面面积分别为 A 和 2A，以下四种答案中( )是该结构的许用载荷。 （分数：2.00）A.F=AB.F=2AC.F=3AD.F=4A18.由同一种材料组成的变截面杆的横截面面积分别为
7、2A 和 A，受力如图 5-72 所示，弹性模量为 E。下列结论正确的是( )。 （分数：2.00）A.截面 D 位移为 0B.截面 D 位移为C.截面 C 位移为D.截面 D 位移为19.铅直的刚性杆 AB 上铰接着三根材料相同，横截面面积相同，相互平行的水平等直杆，其长度分别为l、2l 和 3l，如图 5-73 所示。今在 B 端作用一水平的集中力 F，若以 F N1 ，F N2 ，F N3 和 1 ， 2 ， 3 分别表示杆 1，2，3 的轴力和应变值，给定以下四种情况，正确的是( )。 （分数：2.00）A.F N1 =F N2 =F N3 ， 1 = 2 = 3B.F N1 F N2
8、 F N3 ， 1 2 3C.F N1 =F N2 =F N3 ， 1 2 3D.F N1 F N2 F N3 ， 1 = 2 = 320.切应力互等定理适用情况是( )。（分数：2.00）A.纯剪切应力状态B.平面应力状态，而不论有无正应力作用C.弹性范围(即切应力不超过剪切比例极限)D.空间任意应力状态21.图 5-74 所示铆钉连接，铆钉的挤压应力 bs =( )。 （分数：2.00）A.B.C.D.22.图 5-75 所示连接件，两端受拉力 F 作用，接头的挤压面积为( )。 （分数：2.00）A.hbB.cbC.abD.ac23.如图 5-76 所示，在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈
9、，可以提高( )。 （分数：2.00）A.螺栓的拉伸强度B.螺栓的剪切强度C.螺栓的挤压强度D.平板的挤压强度24.设受扭圆轴中的最大切应力为 ，则最大正应力( )。（分数：2.00）A.出现在横截面上，其值为 B.出现在 45斜截面上，其值为 2C.出现在横截面上，其值为 2D.出现在 45斜截面上，其值为 25.如图 5-77 所示，左端固定的直杆受扭转力偶作用，在截面 1-1 和 2-2 处的扭矩为( )。 （分数：2.00）A.25kN.m，3kN.mB.-25kN.m，-3kN.mC.-25kN.m，3kN.mD.25kN.m，-3kN.m注册公用设备工程师（暖通空调基础考试-上午-
10、材料力学）-试卷 3答案解析(总分：50.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：25，分数：50.00)1.单元体应力状态如图 5-47 所示，第一主应力 1 与 x 轴的夹角是( )。 （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析：由极值应力的计算公式，可求出三个主应力，由 角的正负号规定及解析法或应力圆法可知第一主应力 1 与 x 轴的夹角是 = 2.梁的受力情况如图 5-50 所示，与梁上各点 A，B，C，D 相对应的单元体中，错误的是( )。 （分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析：由梁的剪力图可知点 A，B，C 三点所在截面处没有剪力，因此这三个单元体上的切应
11、力一定等于零，点 A 在中性轴上方单元体受压，点 B 在中性轴下方单元体受拉。点 D 所在截面上既有剪力又有弯矩，再看点 D 既不在截面的中性轴上又不在截面的上下边缘处，应该既有正应力又有切应力。最后再看点D 在中性轴下方单元体受拉，根据剪力可知，单元体左侧面上的切应力向下，由切应力互等定理得到其他面上切应力的方向。综合所述正确答案应选 C。3.对于平面应力状态，以下说法正确的是( )。（分数：2.00）A.主应力就是最大正应力B.主平面上无切应力 C.最大切应力作用的平面上正应力必为 0D.主应力必不为 0解析：解析：由解析法或图解法都可得到，正应力极值所在的平面上切应力等于零，而正应力的极
12、值就是主应力。4.折杆受力如图 5-57(a)所示，以下结论中错误的是( )。 （分数：2.00）A.点 B 和 D 处于纯剪切状态B.点 A 和 C 处为二向应力状态，两点处 1 0， 2 =0， 3 0C.按照第三强度理论，点 A 及 C 比点 B 及 D 危险D.点 A 及 C 点的最大主应力 1 数值相等 解析：解析：折杆水平段为弯扭组合变形，固定端处是危险截面，B、D 两点纯剪切应力状态，A 及 C 是二向应力状态(图 5-57)，两点的主应力不同。5.图示 T 形截面杆，一端固定一端自由，自由端的集中力 F 作用再截面的左下角点，并与杆件的轴线平行。该杆发生的变形为( )。 （分数
13、：2.00）A.绕 y 和 z 轴的双向弯曲B.轴向拉伸和绕 y、z 轴的双向弯曲 C.轴向拉伸和绕 z 轴弯曲D.轴向拉伸和绕 y 轴弯曲解析：解析：将力 F 移动至形心处，同时受到两个方向上的弯矩和轴向拉伸作用。6.如图 5-59 所示圆轴，在自由端圆周边界承受竖直向下的集中力 F，按第三强度理论，危险截面的相当应力 t3 为( )。 （分数：2.00）A.B.C.D. 解析：解析：直接将公式 t3 = 7.如图 5-64 所示直杆，其材料相同，截面和长度相同，支撑方式不同，在轴向压力作用下，哪个柔度最大，哪个柔度最小? （分数：2.00）A. a 最大、 c 最小B. b 最大、 d 最
14、小 C. b 最大、 c 最小D. a 最大、 b 最小解析：解析：8.如图 5-65 所示，一端固定一端为球形铰的大柔度压杆，材料的弹性系数为 E，截面为矩形(hb)，则该杆临界力 F cr 为( )。 （分数：2.00）A. B.C.D.解析：解析：题目中给出此杆是一端固定一端为球形铰的大柔度压杆，可用欧拉公式求临界力，F cr = ，其中 =07， min = ，代入以后，临界力 F cr = 9.工程上通常用伸长率区分材料，以下关于脆性材料的划分，哪个是正确的?( )。（分数：2.00）A.5 B.05C.5D.05解析：解析：衡量材料塑性的指标，5是塑性，反之为脆性。10.关于铸铁的
15、极限应力有以下结论，哪个是正确的?( )。（分数：2.00）A. aB. b C. s 和 bD. p 、 s 和 b解析：解析： B 是材料承受应力的最大值，是脆性材料强度的指标。11.如图 5-66 所示受力杆件的轴力图有以下四种，( )是正确的。 （分数：2.00）A.B.C. D.解析：解析：按简易法分段求轴力 F N =F i(截面一侧处) 。12.如图 5-67 所示，等截面杆 AC，截面 B 作用力 F，下列结论正确的是( )。 （分数：2.00）A.BC 段有位移 B.BC 段有变形C.BC 段既有变形又有位移D.BC 段既无变形又无位移解析：解析：BC 段内没有轴力因此无变形
16、，由于 AB 段杆有变形所以 BC 段有位移。13.等直杆受力如图 5-68 所示，其横截面面积 A=50mm 2 ，问给定横截面 m-m 上正应力的四个答案中正确的是( )。 （分数：2.00）A.100MPa(压应力)B.80MPa(压应力)C.180MPa(压应力)D.180MPa(拉应力) 解析：解析：先计算该段内的轴力。14.变截面杆受集中力 F 作用，如图 5-69 所示。设 F N1 ，F N2 和 F N3 分别表示杆件中截面 1-1，2-2 和3-3 上沿轴线方向的内力值，下列结论中正确的是( )。 （分数：2.00）A.F N1 =F N2 =F N3 B.F N1 =F
17、N2 F N3C.F N1 F N2 =F N3D.F N1 F N2 F N3解析：解析：轴力与截面无关，只与荷载大小有关。15.如图 5-70 所示，为拉杆承受轴向拉力 F 的作用，设斜截面 m-m 的面积为 A，则 = 为( )。（分数：2.00）A.横截面上的正应力B.斜截面上的正应力C.斜截面上的应力 D.斜截面上的切应力解析：解析：面积 A 是斜截面面积， 在这里是斜截面应力。16.两拉杆的材料和所受拉力都相同，且均处在弹性范围内，若两杆长度相等，横截面面积 A 1 A 2 ，则( )。（分数：2.00）A.l 1 l 2 、 1 = 2B.l 2 =l 2 、 1 2C.l 1
18、l 2 、 1 2 D.l 1 =l 2 、 1 = 2解析：解析：截面 A 和长度 l 及应变 成反比。17.图 5-71 所示结构中二杆的材料相同，横截面面积分别为 A 和 2A，以下四种答案中( )是该结构的许用载荷。 （分数：2.00）A.F=AB.F=2A C.F=3AD.F=4A解析：解析：由较细杆强度确定结构的许用荷载。18.由同一种材料组成的变截面杆的横截面面积分别为 2A 和 A，受力如图 5-72 所示，弹性模量为 E。下列结论正确的是( )。 （分数：2.00）A.截面 D 位移为 0B.截面 D 位移为 C.截面 C 位移为D.截面 D 位移为解析：解析：分段求变形，角
19、叠加得到位移。19.铅直的刚性杆 AB 上铰接着三根材料相同，横截面面积相同，相互平行的水平等直杆，其长度分别为l、2l 和 3l，如图 5-73 所示。今在 B 端作用一水平的集中力 F，若以 F N1 ，F N2 ，F N3 和 1 ， 2 ， 3 分别表示杆 1，2，3 的轴力和应变值，给定以下四种情况，正确的是( )。 （分数：2.00）A.F N1 =F N2 =F N3 ， 1 = 2 = 3 B.F N1 F N2 F N3 ， 1 2 3C.F N1 =F N2 =F N3 ， 1 2 3D.F N1 F N2 F N3 ， 1 = 2 = 3解析：解析：根据 AB 杆是刚性杆
20、的条件得到三连杆的变形关系。20.切应力互等定理适用情况是( )。（分数：2.00）A.纯剪切应力状态B.平面应力状态，而不论有无正应力作用C.弹性范围(即切应力不超过剪切比例极限)D.空间任意应力状态 解析：解析：切应力互等定理现适合于空间任意应力状态。21.图 5-74 所示铆钉连接，铆钉的挤压应力 bs =( )。 （分数：2.00）A.B. C.D.解析：解析：铆钉的挤压面积等于铆钉直径乘以板的厚度。22.图 5-75 所示连接件，两端受拉力 F 作用，接头的挤压面积为( )。 （分数：2.00）A.hbB.cb C.abD.ac解析：解析：木榫连接件，挤压面积是 bc 的面积。23.
21、如图 5-76 所示，在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高( )。 （分数：2.00）A.螺栓的拉伸强度B.螺栓的剪切强度C.螺栓的挤压强度D.平板的挤压强度 解析：解析：加垫圈后增加了挤压面积。24.设受扭圆轴中的最大切应力为 ，则最大正应力( )。（分数：2.00）A.出现在横截面上，其值为 B.出现在 45斜截面上，其值为 2C.出现在横截面上，其值为 2D.出现在 45斜截面上，其值为 解析：解析：扭转构件中单元体是纯剪切应力状态，其最大正应力在 45斜截面上，大小等于切应力的数值。25.如图 5-77 所示，左端固定的直杆受扭转力偶作用，在截面 1-1 和 2-2 处的扭矩为( )。 （分数：2.00）A.25kN.m，3kN.mB.-25kN.m，-3kN.mC.-25kN.m，3kN.mD.25kN.m，-3kN.m 解析：解析：画扭矩图找对应截面的扭矩。
