10材料力學河海大學期中試卷答案

2021-07-31 16:31:35 字數 1233 閱讀 3046

2011--2012學年第二學期材料力學期中試卷

(文天學院土木、水工、港航和機械專業)

班級_________姓名學號得分________

一、基本題

1、試在圖中標出低碳鋼的比例極限σp、彈性極限σe、屈服極限σs、破壞極限σb、延伸率δ和彈性模量e。(6分)

2、試畫出以下不同截面圓軸受扭矩mx作用時的切應力分布圖。(6分)

3、圖示懸臂梁,圖(a)和(b)是正方形截面的兩種不同放置形式。試比較兩種情況的容許荷載f的大小(材料的容許應力為[σ] )。(6分)

解:由得

所以4、作圖示梁的彎矩圖,並根據梁的彎矩和支撐條件,畫出撓曲線大致形狀。(7分)

解:作彎矩圖如圖所示

由撓曲線為直線,由a端的邊界條件,ab為水平線;

,撓曲線為上凸的曲線,c處的撓度為零:

b處撓度連續,c處撓度和轉角連續。

畫出撓曲線如圖所示

二、計算題

1、圖示結構,ab桿為剛性杆,a端鉸接於牆壁上,b端受力f的作用,c、d處分別由同材料、同面積的1、2兩桿支撐,設1、2兩桿的彈性模量為e,橫截面面積為a 。求1、2兩桿的內力。(15分)

解:平衡位置如圖所示,變形協調幾何條件:2△1=△2

伸長——拉力,縮短——壓力

力與變形之間的物理條件:

代入幾何條件,得補充方程:2f1=f2

最後由平衡條件:

解得:2、圖示圓軸,直徑d=100mm。已知材料的容許切應力=80mpa,切變模量g=80gpa,規定的單位長度杆的相對扭轉角[θ]=1.0°/m試求該軸的容許外力偶矩t的大小。(15分)

解;mxmax=3t,

由強度條件:

由剛度條件:

所以: [t]=4.57kn·m

3、畫出圖示梁的剪力圖和彎矩圖。(方法不限,要有過程)(15分)

解:求反力:fa=14.5kn,fb=9.5kn.

畫剪力圖和彎矩圖如圖所示

4、圖示t字形截面梁,l=2m, z為中性軸, iz=7.8×106mm4,材料的容許拉應力為[σt]=30mpa,容許壓應力為[ σc]=90mpa。試求核該梁的容許荷載f的大小。

(15分)

解:作彎矩圖如圖所示

b、c截面:,所以只要計算拉應力強度條件。

b: c:

所示,[f]=1.8kn

5、試求圖示梁b截面的轉角和c截面的撓度(方法不限)。(15分)

解:逐段剛化,把外伸梁處理成一簡支梁和一懸臂梁,如圖所示。

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