材料力學試題

2021-03-04 09:51:21 字數 3198 閱讀 5538

得分統計表:

一、概念題:(8小題,共17分)

1、構件強度計算時,塑性材料以屈服極限作為極限應力,脆性材料以強度極限作為極限應力。(本題2分)

2、提高梁剛度的措施有改善受力減小彎矩、減小梁的跨度(增加支承、增大iz 等。(本題2分)

3、圖1示薄板在衝剪時的剪下面面積為 πdt本題2分)

4、低碳鋼材料在拉伸實驗過程中,不發生明顯的塑性變形時,承受的最大應力應當小於的數值,有以下4種答案,請判斷哪乙個是正確的 b 。(本題2分)

a 屈服極限 b 比例極限 c 強度極限 d 許用應力

5、大柔度杆的臨界應力用尤拉公式計算,中柔度杆的臨界應力用經驗公式計算,短粗壓桿臨界應力等於極限應力。(本題3分)

6、材料力學中關於材料的基本假定有均勻連續性各向同性(小變形) 等。(本題2分)

7、承受偏心拉伸(壓縮)的桿件,其中性軸仍然通過橫截面的形心。這句話是___b____的。 (本題2分a 對 b 錯

8、鑄鐵水管冬天結冰時會因冰膨脹而被脹裂,而管內的冰卻不會破壞。這是因為__c____。(本題2分)

a 冰的強度較鑄鐵高 b 冰的溫度較鑄鐵高

c 冰處於三向受壓應力狀態 d 冰的應力等於零

圖1圖2

二、圖示截面,尺寸如圖2所示,求形心的位置z及截面對z軸慣性矩。(本題6分)

yc= =13.5714(mm) (2分)

iz=40×103/12+40×10×8.57142+10×303/12+10×30×11.42832=74154.7mm4 (4分

三、畫出下圖3示杆的軸力圖。(本題6分)

圖3四、某廠自製簡易起重機如圖4所示。壓桿bd為20號槽鋼,材料為q235鋼, 1=100, 2=62。起重機的最大起重量p=40kn。

若規定nst=5,試校核bd杆的穩定性。20號槽鋼:a=32.

837cm2,iy=2.09cm,iy=144cm4。(本題10分)

圖4五、已知應力狀態如圖5所示,試求:(1) 指定斜截面上的應力。(2)主應力大小,主平面位置。

(3) 在單元體上給出主平面位置及主應力方向。(4) 截面上最大剪應力。(本題14分)

圖5六、圖6所示結構中,ac為鋼桿,其橫截面面積s1=300 m m2,許用應力[σ]1=160 mpa;bc為銅杆,其橫截面面積s2=400 m m2,許用應力[σ]2=100mpa,試求此結構的許用載荷p。(本題10分)

圖6七、傳動軸的轉速n=500r/min,主動輪輸入功率p1=368kw,從動輪2、3分別輸出功率p2=147kw,p3=221kw。已知[τ]=70mpa,[θ]=1/m,g=80gpa。試設計軸的直徑。

(本題12分)

圖7八、建立如圖8所示梁的剪力方程和彎矩方程,作樑的剪力圖及彎矩圖,並確定梁的最大剪力和彎矩。(本題13分)

圖8九、手搖鉸車如圖9所示。軸的直徑d=30mm,材料為q235鋼,[ ]=80mpa,試按第三強度理論求鉸車的最大起重量p。(本題12分)

圖9一、概念題

1、屈服極限強度極限

2、改善受力減小彎矩、減小梁的跨度(增加支承、增大iz)

3、πdt

4、b5、尤拉、經驗、極限

6、均勻連續性、各向同性(小變形)

7、b8、c二、yc==13.5714(mm) (2分)

iz=40×103/12+40×10×8.57142+10×303/12+10×30×11.42832=74154.7mm4 (4分) 三、

(每段2分)

四、解:(1)受力分析

以梁ac為研究物件,由靜力平衡方程可求得 (2分)

(2)bd壓桿的柔度

查型鋼表,20號槽鋼:

bd桿為中長桿 (3分)

(3)計算臨界壓力 (3分)

(4)穩定性校核

滿足穩定要求。(2分)

五、(1)σx=20mpa σy=30mpa τxy=20mpa θ=60 (1分)

σα=+cos2θ – τxysin2θ

==5+(25) × (0.5) 20×(0.866)

=5+12.5+17.32=34.82(mpa) (2分)

τα=sin2θ+τxycos2θ=

= 25×(0.866) 20×0.5=11.65(mpa) (2分)

(2) tan2θp= –= = 0.8 2θp = 38.66 θp = 19.33 (2分)

σ===50±32={ (mpa) (3分)

σ1=37mpa σ2=0 σ3=27 mpa (1分)

(4) τmax===32(mpa) (2分)

畫出單元體圖1分

六、 取c點為研究物件

∑x=0 fn1sin45+ fn2sin30=0 fn1=0.518p

∑y=0 fn1cos45+ fn2cos30=0 fn1=0.732p (3分)

fn1≤s1[σ]1=200×106×160×106=32(kn)(2分)

fn2≤s2[σ]2=300×106×100×106=30(kn)(2分)

fn1=0.518p≤32 p≤61.8(kn)(1分)

fn2=0.732p≤32 p≤41(kn)(1分)

許用載荷為p≤41kn(1分)

七、3分)

繪製扭矩圖,求最大扭矩

(1分)

設計直徑

強度條件:(3.5分)

剛度條件:(3.5分)

取(1分)

八、 fa=3kn fb=6kn (2分)

ac: fs1=faqx=3x m1=faxqx2/2=3xx2/2 (3分包括相應圖線)

cd: fs2=fa4q=1 m2=fax+104q(x 2)=18x (3分包括相應圖線)

db: fs3= fa4q 5=6 m3= fax+104q(x 2) 5(x 6)=48 6x (3分包括相應圖線)

fs1=0 x=3 m1max=4.5(knm)

f**ax=6kn m1max=14knm (2分)

九、解:(1)軸的計算簡圖

畫出鉸車樑的內力圖

危險截面在梁中間 mmax=0.2p (4分) t=0.18p (2分)

(2)強度計算

第三強度理論

(5分)

所以鉸車的最大起重量為788n (1分)

材料力學試題

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