材料力學(xué)(答案)

1、材料力學(xué)請在以下五組題目中任選一組作答，滿分 100分第一組：計算題(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)計此圓截面直徑。q 10kN/m1 i1 ,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。O0x19.330121.0MPa70,67071.0MPa圖3-125.0MPa、.八,96.4MPa1一 25.0MPa:1V，25.670O>25.0MPa '_ 25.0MPa96.04MPa圖3-23 .圖中所示傳動軸的轉(zhuǎn)速n=400rpm,主動輪2輸入功率P2=60kW從動輪1,3, 4和5的輸出功率分別為

3、 P1=18kW,P3=12kW,P4=22kW,P5=8kW繪制該軸的扭矩I14 .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：計算題（每小題25分，共100分）1.簡支梁受力如圖所示。采用普通熱軋工字型鋼，且已知 同=160MPa試確 定工字型鋼型號，并按最大切應(yīng)力準(zhǔn)則對梁的強度作全面校核。（已知選工字鋼No.32a： W = 692.2 cm3, Iz = 11075.5 cm 4）Mc = =180x0.5-10 OJ1 = 88.75 -kN - mMe =加2 =18舊-1 況 MW-Lun/ =皿-kN - mFOc =180-0.5

4、x10=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:MPa-''- 'MPa ':>-180x1 Cl3£ =:=M 風(fēng)”注1/盟金的I。下=的MPa：MPa ':主3 . C、D+ 截面:理史絲空二g-二二MPaFqc %_ 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

5、示各梁的剪力圖和彎矩圖， 并求出剪力和彎矩絕對值的最大值。 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二240MPa,均布載荷q =24kN/m,豎桿為兩根63X 63X5等邊角鋼（連結(jié)成一整體）試確定梁及柱的工作安全因數(shù)第三組：計算題（每小題25分，共100分）1.作圖所示的各梁的剪力圖和彎矩圖n求下列圖示各剛架的彎矩、剪力及軸力圖。2.3 .用積分法計算圖示梁的變形時，需

6、分幾段建立方程？并寫出其位移邊界條件旦4 .圖示壓桿兩端為球較約束，截面如圖所示，為200m佛125m佛18mm勺不等邊 角鋼。桿長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。試問:為使斜桿的重量最小，斜撐桿與梁之間的夾角應(yīng)取何值？hBAB和BC及拉桿AC組成，受的均布載荷12 m ,拉桿的許用應(yīng)力 150 MPa ,試設(shè)計2 .如圖所示，一半圓拱由剛性塊q 90 kN/m作用。若半圓拱半徑R 拉桿的直徑do111 1 H IX J I b

7、1卜扁、：*B- -；43 .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30mnffi 40mm B端也是較支。當(dāng) 重為500N的重物從h=5mmt自由落于A端時，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di 52mm。長度 l 600mm,材料為 A3 鋼

8、，E 210GPa , p 200Mpa ,s 235Mpa a 304MPa b 1.12MPa0可以認為絲杠的下端固定，上端為自由。wmIZ 6431cm4yc 126.8mm2.圖示鑄鐵梁a 0.6m。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,試求其長度的改變量。（假設(shè)圓桿和 圓管之間不發(fā)生相對滑動）4.設(shè)有一實心鋼桿，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 的程度不會發(fā)生相互滑動，試證明當(dāng)組合管升溫T后，其長度改變?yōu)?1E112E2 1 T1 。Ei E22（銅）要求：1 .獨立完成，作答時要寫明題型、題號；2 .作答方式：手寫作答或電腦錄入，使用 A4格式白紙；3 .提交方式：