浙江工業大學2011/2012學年
第二學期試卷答案及評分標準
課程姓名學號
班級任課教師
1.計算題(20分)
圖示鋼質階梯圓杆(長度單位為mm),材料處於線彈性範圍,其中彈性模量e=210gpa,泊松比。(1)畫出軸力圖;(2)求杆內各段應力;(3)求杆內最大正應力;(4)求杆內最大切應力;(5)求杆內最大正應變;(6)求截面d的位移;(7)bd段的變形量。
解:(1)軸力圖
(4分)
(2)桿內各段應力
2分)2分)
2分)(3)桿內最大正應力
2分)(4)桿內最大切應力
2分)(5)桿內最大正應變
2分)(6)求截面d的位移;;(2分)
(7)bd段的變形量。
2分)2.計算題(15分)
圖示鋼質階梯圓軸(長度單位為mm),材料處於線彈性範圍,其中剪下彈性模量g=80gpa。(1)畫出扭矩圖;(2)求各段最大切應力;(3)求截面d的扭轉角;(4)bd段的相對扭轉角;(5)最大的單位長度扭轉角(絕對值)。
解:(1)扭矩圖
(3分)
(2)各段最大切應力
2分)2分)
2分)(3)截面d的扭轉角
(2分)
(4)bd段的相對扭轉角
(2分)
(5)最大的單位長度扭轉角。 (2分)
3.計算題(20分)
圖示t形截面懸臂梁。材料為鑄鐵,其抗拉許用應力=40mpa,抗壓許用應力=160mpa,截面對形心軸z的慣性矩,。(1)畫出剪力圖和彎矩圖;(2)試按正應力強度條件計算梁的許可載荷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.計算題(15分)
二向應力狀態如圖示。求(1)斜截面的正應力和切應力;(2)主應力大小,方位;(3)畫出主應力單元體;(4)麵內的最大切應力。
解析法求解:
解: (4分)
(1)斜截面的正應力和切應力 (4分)
(2)主應力大小,方位 (4分)
故(3)主應力單元體
1分)(4)麵內的最大切應力
2分)**法求解:
解: (4分)
莫爾圓:(應力圓圖畫對至少一半分數)
1分)(2分)
2分) (3分)
1分)2分)
5.計算題(15分)
如圖所示,圓截面鋼桿處於水平面內,ab垂直於cd,受鉛垂作用力f1=2kn和f2=6kn的作用,ab和cd的直徑均為d=7cm。已知材料[σ]=110mpa,試用第三強度理論校核該杆的強度。
解:危險截面為a截面 (3分)
在a截面上,
(2分)
2分)故
(7分)
所以,結構是安全的。(1分)
6.計算題(15分)
圖示結構用q235鋼製成,在梁自由端b正上方有一重量為p=5kn的物體,自高度h=5mm處自由下落。已知:梁ab為工字鋼,iz=1.
13×107mm4,wz=1.41×105mm3;杆cd為大柔度杆,截面直徑d=40mm;若l=1200mm,材料的彈性模量e=200gpa,材料的屈服極限σs=240mpa,強度的安全係數ns=1.5,穩定的安全係數nst=3。
試檢查該結構是否安全。
解:(1)求靜載情況下的約束反力(3分)
基於靜載問題,解除d點約束,則應有。
故有,可得,
(2)求靜位移3分)
(3)求動荷係數2分)
(4)梁的動強度問題3分)
故(5)杆的穩定性問題3分)
故結構是安全的1分)
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