材料力學(xué)1答案解析

./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。2.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。解：〔1、斜截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力：〔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,則主應(yīng)力為：〔3、主切應(yīng)力作用面的法線方向：主切應(yīng)力為：此兩截面上的正應(yīng)力為：,主單元體如圖3-2所示。圖3-1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P1=18kW,P3=12kW,P4=22kW,P5=8kW。試繪制該軸的扭矩圖。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=160MPa。試確定工字型鋼型號,并按最大切應(yīng)力準則對梁的強度作全面校核。〔已知選工字鋼No.32a：W=692.2cm3,Iz=11075.5cm4解：1．FRA=FRB=180kN〔↑kN·mkN·mkNm3由題設(shè)條件知：

W=692.2cm2,Iz=11075.5cm4cmE截面：MPaMPa2．A＋、B－截面：MPaMPa

3．C－、D＋截面：MPaMPa∴選No.32a工字鋼安全。2.繪制下圖所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,=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。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。2.求下列圖示各剛架的彎矩、剪力及軸力圖。3.用積分法計算圖示梁的變形時,需分幾段建立方程？并寫出其位移邊界條件。4.圖示壓桿兩端為球鉸約束,截面如圖所示,為200mm×125mm×18mm的不等邊角鋼。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。圖第四組：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？2.如圖所示,一半圓拱由剛性塊AB和BC及拉桿AC組成,受的均布載荷作用。若半圓拱半徑,拉桿的許用應(yīng)力,試設(shè)計拉桿的直徑d。.3.如圖所示結(jié)構(gòu)中,懸臂梁AC為No.10工字鋼,慣性矩=245,A端鉸支于空心鋼管AB上。鋼管的內(nèi)徑和外徑分別為30mm和40mm,B端也是鉸支。當重為500N的重物從h=5mm處自由落于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。4.如圖所示,重量的冰塊以的速度沖擊長為,直徑的木樁頂部。已知木材彈性模量,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,有效直徑。長度,材料為A3鋼,,,,,。可以認為絲杠的下端固定,上端為自由。2.圖示鑄鐵梁。材料許用拉應(yīng)力,許用壓應(yīng)力,求的最大允許值。已知,.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和。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,和,,且＞。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,試證明當組合管升溫后,其長度改變?yōu)?。要求：獨立完?作答時要寫明題型、題號；作答方式：手寫作答或電腦錄入,使用A4格式白紙；提交方式：以下兩種方式任選其一,手寫作答的同學(xué)可以將作業(yè)以圖片