材料力學試題及答案69429

1、、一結構如題一圖所示。鋼桿1、2、3的橫截面面積為 A=200mm 2，彈性模量E=200GPa，長度l=1m制造時3桿短了 =0.8mm。試求桿3和剛性梁AB連接后各桿的內力。15 分)二、題二圖所示手柄，已知鍵的長度I =30 mm，鍵許用切應力.=80 MPa，許用擠壓應力；飛=200 MPa，試求許可載荷F o （ 15 分）鍵已知軸的許用切應力得分40求最大正應力的位置及大小。（M e 作用。db =2da，試六、如題六圖所示，q作用，已知的撓度Wa和截面C的轉角e c°（ 15分）、題三圖所示圓軸，受、切變模量G,試求五、小錐度變截面題四圖所示梁的剪力圖和彎矩圖，（15

2、分）15分）10分)q、梁長l及彈性模量E。試用積分法求截面 A七、如圖所示工字形截面梁AB，截面的慣性矩Iz =72.56 10m4，求固定端截面翼緣和腹板交界處點a的主應力和主方向。（15分）(1)（15 分）靜力分析（如圖（a）圖（a）:一 Fy=0, Fn1 Fn3=Fn2(a)(b)(2)幾何分析（如圖（b）Mc=0,Fn1=Fn3圖（b）(3)物理條件：|-FnIEAl2EAEA(4)補充方程F N1EA2 FN2lEA二EA(c)聯(lián)立（a）、（ b ）、（15 分）（c）式解得:以手柄和半個鍵為隔離體,取半個鍵為隔離體,由剪切：.=氏Fbs 二 Fs =20F由擠壓：6s珂，F(xiàn)

3、=720 NAsFbs竺乞6s, F 乞900 N取F =720 N三、（15分）'AB =0 ,得Mb二輕，Ma =些16Meba +ba +b當 a >b 時 d 3；16M ea;當 b >a 時 d > n（a +b） Tq n（a+b）可四、五、（15 分）（10 分）qa解:在距截面A為x的截面上d 二0， dx對應的六、可求得 x =qa2冷發(fā)生在I（15 分）截qa /4 卜x5qa/4、下邊緣，上拉下壓。D =b°h由邊界條件x=l,w=w =0得C 3b°h3'七、2ql4,WA 頤（；），（15 分）_50 103 0

4、.75 0.07O- = = 36. 1872.56叩0衛(wèi)50 103 150 30 85 10T =0.03 72.56 10°"-'max二 min二1 二2.02 MPa，:-二0，：二、題一圖所示的桿件兩端被固定，在8ql333Eb0h3MPa （壓應力）=8.79MPa-xy22.02MPa-38.2-38.2 MPaC處沿桿軸線作用載荷；-3已知桿橫截面面積為A，材料的許用拉應力為二，許用壓應力為二一，且二一=3二，問x為何值時,F的許用值最大？（本小題 15分）F。已知鉚釘直徑 d=20mm，許用正 （本小三、圓管A套在圓桿B上并二者焊在一起如題三圖所

5、示,它們的切變模量分別為Ga和Gb，當管兩端作用F作用，試計算接頭的許用載荷二、題二圖所示接頭，承受軸向載荷應力d=160MPa，許用切應力T=120MPa，許用擠壓應力 （6s=340MPa。板件與鉚釘?shù)牟牧舷嗤?題15分）外力偶矩Me時，欲使桿B和管A的-max相等，試求dp/dA。（本小題15分）四、 試作題四圖所示梁的剪力圖和彎矩圖。（本小題15分）五、矩形截面外伸梁由圓木制成，已知作用力F =5 kN，許用應力；-. MPa，長度a=1 m，確定所需木材的最小直徑 d。（本小題15分）六、題六圖所示梁的左端可以自由上下移動，但不能左右移動及轉動。試用積分法求力F作用處點A下降的位移

6、。（本小題 15分）七、試用疊加法計算題七圖所示梁A點的撓度Wa。（本小題10分）題七圖（本小題15 分）解：平衡條件 Fa Fb =F變形協(xié)調條件空F±EAEA得FalXxF，F(xiàn)bFll由；BC-ACF < 3二AlI xF < 二 AlFarF1Fb得 X = 3I4二、（本小題 15分） 解：1.考慮鉚釘?shù)募羟袕姸菷s，二二8As4F訂，則2 考慮鉚釘?shù)臄D壓強度主板與鉚釘間：FbFbs1 t|d4t|d十bs，則蓋板與鉚釘間:FbbsFbs28t2d-二 bs，則3.考慮板件的拉伸強度（1）主板拉伸強度分析1-1 截面：FN1 = F， :r1(b - d )ti一

7、二，則2-2 截面：Fni 3F / 4 ，-2F N23F一 A2二十，貝U4(b _2d)tr板件的拉伸強度由主板控制。F=302kN 。 15分)（2）蓋板拉伸強度分析對比主板軸力圖及板厚可知,4.結論最后確定三、（本小題解:TaTb 二 Me(1)_ TbI 即 GAI pA GBIpBTaI(2)由得TaM eGalpAGa 1p a' GB 1 p BM eGp I PBTbGA I pA * Gb I pBTAdA/2TBdB/2d bdAGaGb四、（本小題15分）五、（本小題15分）解：M max 二M b-Fa, W :2 2b(d -b )6令 dW=0,可求得最

8、合理的b和h為bdbMa, max 二-B , maxI pAI pBd3Vm a x9屈由二max M；I 得 d _1 98. 3 mmW(本小題15分)EIw"：=FI -Fx六、解:Wa3弘(J)3EI七、解:(本小題10分)332(F/2)a 丄F(a/2)丄F(a/2) a Wa 二-2EI3EI13Fa3.(J)48EI3EI、題一圖所示結構中，已知a,A,桿1和桿2的拉壓剛度分別為E1A1和E2A2。當C1和C2聯(lián)結在一起15 分)=80kN ，時，試求各桿的軸力。（本小題二、題二圖所示接頭，已知：d=160MPa。試校核接頭的強度。（本小題三、兩段同樣直、.=10m

9、m, b=80mm , d=16mm , T=100MPa , obs|=300MPa , 15分）D的實心鋼軸，由法蘭盤通過六只螺栓連接。傳遞功率P =80 kW，轉速n =24(1)0 /mip軍核軸的強、試作題軸的許用切應力為 站1】=80 MPa , 度；設計螺圖所示梁的剪I A（本小題矩圖。，梁螺栓的許用切應力為2 =55 MPa。試15分）a （本小題15分）內的最大正應力超過許用應力I =6m，試求此輔助梁的跨度四五、當力的輔助梁eDC后，強度滿足要求，已知梁六、如題六圖一A至B的分布載荷q（x）=Kx2, K為常數(shù)。試求撓曲線方程。（本小題七、試用疊加法求題七圖所示梁BC段中點

10、的撓度。（本小題10分）30%。當配置了與梁 AB同截面 a。（本小題15分）15 分）、（本小題El圖 七解: -平衡條,(1)1N2 adiFN2.12糾1變形條件Al1 2 - Al2二 a 二物理條件Al1 :Fn1 2aAl2F N2aE1A'E2A2求解得 fN1 =-E1E2 A A2 2a(2E1A1 E2A2)15分)二、（本小題解：剪切強度： 擠壓強度： 拉伸強度： 接頭強度足夠。三、（本小題15 分)解:(1) MeP=9 5493 183 N mn'maxMe-=75MPa ： .冗3d16安全四、五、(2) Me 3 183(2) FS5 894 N3D 3918(本小題15分)(本小題15分)解：分別作無輔助梁和有輔助梁的彎矩圖六、解:所以 a =l =1.385 m1.3(本小題1