材料力學(xué)1(規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)答案)

1、*材料力學(xué)請(qǐng)?jiān)谝韵挛褰M題目中任選一組作答，滿分 100分第一組：計(jì)算題(每小題25分，共100分)1 .梁的受力情況如下圖，材料的a。若截面為圓柱形，試設(shè)計(jì)此圓截面直徑。q 10kN/m1 i ，1! 14m2 .求圖示單元體的：(1)圖示斜截面上的應(yīng)力；(2)主方向和主應(yīng)力，畫(huà)出主單元體；(3)主切應(yīng)力作用平面的位置及該平面上的正應(yīng)力，并畫(huà)出該單元體100MPa60MPa50MPa /1I ,0TO 3050MPa n60MPa,|100MPa解:(1)、斜截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力：30o 64.5MPa, 300 34.95MPa(2)、主方向及主應(yīng)力：最大主應(yīng)力在第一象限中，對(duì)應(yīng)的角度為

2、0 70.67°,則主應(yīng)力為：1 121.0(MPa), 371.0MPa(3)、主切應(yīng)力作用面的法線方向：1/25.670, 2 115.670主切應(yīng)力為：/i 96.04MPa此兩截面上的正應(yīng)力為：/1/2 25.0(MPa),主單元體如圖3-2所示。O121.0MPa70,6700x19.33071.0MPa圖3-125.0MPa、.八,96.4MPa1一 25.0MPa:1V，25.670O>25.0MPa '_ 25.0MPa96.04MPa圖3-23 .圖中所示傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速n=400rpm,主動(dòng)輪2輸入功率P2=60kW從動(dòng)輪1,3, 4和5的輸出功率分別為

3、 P1=18kW,P3=12kW,P4=22kW,P5=8kWA試?yán)L制該軸的 扭矩圖。4 .用積分法求圖所示梁的撓曲線方程和轉(zhuǎn)角方程，并求最大撓度和轉(zhuǎn)角。各梁EI均為常數(shù)。第二組：計(jì)算題（每小題25分，共100分）1.簡(jiǎn)支梁受力如圖所示。采用普通熱軋工字型鋼，且已知 =i60MPa。試確 定工字型鋼型號(hào)，并按最大切應(yīng)力準(zhǔn)則對(duì)梁的強(qiáng)度作全面校核。（已知選工字鋼No.32a： W = 692.2 cm3, Iz = 11075.5 cm4）Mc = =180x0.5-10 OJ1 = 88.75 -kN - mMe =加2 =18舊-1 況 MW-Lun/ =皿_ jkN - mFOc =180-

4、0.5x10=175, KlkN_1 叩“口，" M -laoxio4"心 5xRT3 m由題設(shè)條件知:W = 692.2 cm. 4Iz = 11075.5 cmcmE截面:*180x1 Cl3£ =:=M 風(fēng)”注1/盟金的I。MPa, '！，： MPa '二三3 . C、D+ 截面：88.75* b = = lo.J'-1-MPa&c般_ 17" 1口13口 k 心X。叉.5k UY9.5 lO-3 1.10710-=49加同Pg'1 1 ；MPa -二斤選No.32a工字鋼安全。2 .繪制下圖所示各梁的剪力圖

5、和彎矩圖，并求出剪力和彎矩絕對(duì)值的最大值。設(shè) F、q、已知。3 .梁的受力及橫截面尺寸如下圖所示。試求：1 .繪出梁的剪力圖和彎圖；2 .確定梁內(nèi)橫截面上的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力;3 .確定梁內(nèi)橫截面上的最大切應(yīng)力；4 .畫(huà)出橫截面上的切應(yīng)力流。4.圖示梁及柱的材料均為 Q235鋼，E = 200GPa,j=240MPa,均布載荷q =24kN/m,豎桿為兩根63 >63 >5等邊角鋼（連結(jié)成一整體） 安全因數(shù)。試確定梁及柱的工作第三組: 計(jì)算題（每小題25分，共100分）1 .作圖所示的各梁的剪力圖和彎矩圖D2 .求下列圖示各剛架的彎矩、剪力及軸力圖3 .用積分法計(jì)算圖示梁的變形

6、時(shí)，需分幾段建立方程？并寫(xiě)出其位移邊界條件4 .圖示壓桿兩端為球較約束，截面如圖所示，為 200mm< 125mm< 18mm的不等 邊角鋼。桿長(zhǎng)l = 5m,材料為Q235鋼，其彈性模量E = 205GPa試求壓桿的臨 界載荷。第四組:計(jì)算題（每小題25分，共100分）1.圖示結(jié)構(gòu)中AC為剛性梁，BD為斜撐桿，載荷F可沿梁AC水平移動(dòng)。試問(wèn): 為使斜桿的重量最小，斜撐桿與梁之間的夾角應(yīng)取何值？2 .如圖所示，一半圓拱由剛性塊 AB和BC及拉桿AC組成，受的均布載荷 q 90 kN/m作用。若半圓拱半徑R 12 m ,拉桿的許用應(yīng)力 150 MPa ,試設(shè)計(jì) 拉桿的直徑do43 .

7、如圖所小結(jié)構(gòu)中，懸臂梁 AC為No.10工字鋼，慣性矩Iz=245cm , A端餃 支于空心鋼管AB上。鋼管的內(nèi)徑和外徑分別為30mm和40mm, B端也是較支。 當(dāng)重為500N的重物從h=5mm處自由落于A端時(shí)，試校核桿AB的穩(wěn)定性。規(guī) 定穩(wěn)定安全系數(shù)n=2.5。已知鋼梁和鋼管的模量為：E=210GPa徑d 200mm的木樁頂部。已知木材彈性模量 EW3m,直11Gpa ,求木樁內(nèi)的最大正應(yīng)力。第五組:計(jì)算題（每小題25分，共100分）1.試求千斤頂絲杠的工作安全因數(shù)。已知最大承載F 120kN ,有效直徑210GPa p 200MPad1 52mmo長(zhǎng)度l 600mm,材料為A3鋼，Es

8、235Mpa a 304MPa b 1.12MPa可以認(rèn)為絲杠的下端固定，上端為自由*wmyc 126.8mm IZ 6431cm42.圖示鑄鐵梁a 06m。材料許用拉應(yīng)力t 35Mpa ,許用壓應(yīng)力c 140MPa ,求q的最大允許值。*3 .如圖所示，一實(shí)心圓桿1在其外表面緊套空心圓管2。設(shè)桿的拉壓剛度分別為 E1A1和E2A2。此組合桿承受軸向拉力F ,試求其長(zhǎng)度的改變量。（假設(shè)圓桿和圓 管之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)）4 .設(shè)有一實(shí)心鋼桿，在其外表面緊套一銅管。材料的彈性模量和線膨脹系數(shù)分別為E1, E2和11,12,且12 > 11。兩者的橫截面面積均為 A。如果兩者緊套的程度不會(huì)發(fā)生相互滑動(dòng)，試證明當(dāng)組合管升溫T后，其長(zhǎng)度改變?yōu)?1E112E2 1 T1 oEi E22（銅）要求：1 .獨(dú)立完成，作答時(shí)要寫(xiě)明題型、題號(hào)；2 .作答方式：手寫(xiě)作答或電腦錄入，使用 A4格式白紙；3 .提交方式：以下