材料力學(xué)2012上試卷A答案

1、浙江工業(yè)大學(xué)2011/2012學(xué)年第二學(xué)期試卷答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程： 姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí)_任課教師_ 1計(jì)算題（20分）圖示鋼質(zhì)階梯圓桿（長(zhǎng)度單位為mm），材料處于線彈性范圍，其中彈性模量E210GPa，泊松比。（1）畫出軸力圖；（2）求桿內(nèi)各段應(yīng)力；（3）求桿內(nèi)最大正應(yīng)力；（4）求桿內(nèi)最大切應(yīng)力；（5）求桿內(nèi)最大正應(yīng)變；（6）求截面D的位移；（7）BD段的變形量。解：（1）軸力圖（4分）（2）桿內(nèi)各段應(yīng)力； （2分）； （2分）； （2分）（3）桿內(nèi)最大正應(yīng)力； （2分）（4）桿內(nèi)最大切應(yīng)力； （2分）（5）桿內(nèi)最大正應(yīng)變； （2分）（6）求截面D的位移；（2分）（7）BD段的變形量。； （2分

2、）2計(jì)算題（15分）圖示鋼質(zhì)階梯圓軸（長(zhǎng)度單位為mm），材料處于線彈性范圍，其中剪切彈性模量G=80GPa。（1）畫出扭矩圖；（2）求各段最大切應(yīng)力；（3）求截面D的扭轉(zhuǎn)角；（4）BD段的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角；（5）最大的單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角（絕對(duì)值）。解：（1）扭矩圖（3分）（2）各段最大切應(yīng)力； （2分）； （2分）； （2分）（3）截面D的扭轉(zhuǎn)角（2分）（4）BD段的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角 （2分）（5）最大的單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角。（2分）3計(jì)算題（20分）圖示T形截面懸臂梁。材料為鑄鐵，其抗拉許用應(yīng)力=40MPa，抗壓許用應(yīng)力=160MPa，截面對(duì)形心軸z的慣性矩，。（1）畫出剪力圖和彎矩圖；（2）試按正應(yīng)力強(qiáng)度條件計(jì)

3、算梁的許可載荷F。解：（1）剪力圖和彎矩圖（3分） （3分）（2）確定許可載荷F （4分）B截面：（5分） A截面：（5分）故，。（1分）4計(jì)算題（15分）二向應(yīng)力狀態(tài)如圖示。求（1）斜截面的正應(yīng)力和切應(yīng)力；（2）主應(yīng)力大小，方位；（3）畫出主應(yīng)力單元體；（4）面內(nèi)的最大切應(yīng)力。60MPa100MPa60°40MPa解析法求解：解： （4分）（1）斜截面的正應(yīng)力和切應(yīng)力 （4分）（2）主應(yīng)力大小，方位 （4分）故（3）主應(yīng)力單元體s2s113.25° （1分）（4）面內(nèi)的最大切應(yīng)力 （2分）圖解法求解：解： （4分）莫爾圓：（應(yīng)力圓圖畫對(duì)至少一半分?jǐn)?shù)） （1分） （2分）

4、（2分） （3分）s2s113.25° （1分） （2分）5計(jì)算題（15分）如圖所示，圓截面鋼桿處于水平面內(nèi)，AB垂直于CD，受鉛垂作用力F12kN和F26kN的作用，AB和CD的直徑均為d7cm。已知材料s110MPa，試用第三強(qiáng)度理論校核該桿的強(qiáng)度。解：危險(xiǎn)截面為A截面 （3分）在A截面上， （2分） （2分）故 （7分）所以，結(jié)構(gòu)是安全的。（1分）6計(jì)算題（15分）圖示結(jié)構(gòu)用Q235鋼制成，在梁自由端B正上方有一重量為P5kN的物體，自高度H5mm處自由下落。已知：梁AB為工字鋼，Iz1.13×107mm4，Wz1.41×105mm3；桿CD為大柔度桿，截面直徑D40mm；若l1200mm，材料的彈性模量E200GPa，材料的屈服極限ss240MPa，強(qiáng)度的安全系數(shù)ns1.5，穩(wěn)定的安全系數(shù)nst3。試檢查該結(jié)構(gòu)是否安全。解：（1）求靜載情況下的約束反力（3分）基于靜載問(wèn)題，解除D點(diǎn)約束，則應(yīng)有。故有，可得，（2）