材料力学试题及答案.doc

一、回答下列各题(共4题,每题4分,共16分)
1、已知低碳钢拉伸试件,标距,直径,拉断后标距的长度变为,断口处的直径为,试计算其延伸率和断面收缩率。
答:延伸率
断面收缩率
2、试画出图示截面弯曲中心的位置。
h
b
A
3、梁弯曲剪应力的计算公式,若要计算图示矩形截面A点的剪应力,试计算。


4、试定性画出图示截面截面核心的形状(不用计算)。
圆形截面中间
挖掉正方形
矩形截面中间
挖掉圆形
圆形
矩形
二、绘制该梁的剪力、弯矩图。(15分)
Fs
M
112kN
88kN
20kN

40kNm

160kNm
三、图示木梁的右端由钢拉杆支承。 的正方形,q=4OKN/m,弹性模量E1=10GPa;钢拉杆的横截面面积A2=250mm2,弹性模量E2=210GPa 。试求拉杆的伸长及梁中点沿铅垂方向的位移。(14分)
解:杆受到的拉力
梁中点的挠度:
四、砖砌烟窗高,底截面的外径,内径,自重,受的风力作用。试求:(1)烟窗底截面的最大压应力;(2)若烟窗的基础埋深,基础及填土自重按计算,土壤的许用压应力,圆形基础的直径D应为多大?(20分)
注:计算风力时,可略去烟窗直径的变化,把它看成是等截面的。
m
m
D
h0
h
q
P1
解:(1)最大压应力,m-m截面发生压弯组合变形
(2)
解得
五、图示结构中钢梁AB和立柱CD分别由16号工子钢和连成一体的两根角钢制成,杆CD符合钢结构设计规范中实腹式b类截面中心受压杆的要求。均布荷载集度。梁及柱的材料均为Q235钢,,。试验算梁和立柱是否安全。(20分)
(16号工字钢:IZ=1130cm4 ,WZ=141cm3。63×63×5角钢:IZ= , iZ= , A= ) 。(20分)
实腹式b类截面中心受压杆的稳定系数
101
102
103
104




解:一次超静定问题
变形协调条件即:得到
梁的最大弯矩为:
梁的强度:梁安全
立柱的稳定性:查得
故立柱不安全
六、试用能量法求图示刚架截面A的铅垂位移和截面B的转角。略去剪力和轴力的影响,EI为已知。(15分)
解:用单位力法求A截面的铅垂位移
1
1

用单位力法求B截面的转角

一、回答下列各题(共4题,每题4分,共16分)
1、已知低碳钢拉伸试件,标距,直径,拉断后标距的长度变为,断口处的直径为,试计算其延伸率和断面收缩率。
2、试画出图示截面弯曲中心的位置。
东北电力学院考试试卷
课程名称:材料力学专业:机械年级:2003级学期:04-05学年第一学期
一、填空题(每空2分,共计10分)
1、构件强度计算时,塑性材料以屈服极限作为极限应力,脆性材料以强度极限作为极限应力。
2、圆柱扭转时,影响扭转角的因素有,如果只将直径增大一倍扭转角将减小 16倍。
3、一拉杆横截面上的正应力为σ,斜截面上最大切应力= 。
二、简答题(8分)
1、构件设计中,一受弯的碳素钢轴刚度不够,为了提高刚度而改用优质合金钢是否合理?为什么? 。
答:不合理。因为各种钢材的弹性模量E非常接近。
2、铸铁T形截面悬臂梁,在自由端上作用向下的集中荷载。若保证在任何情況下都无扭转变形,即只产生弯曲变形,截面如何放置,梁的强度最高。(画出截面放置图,并说明理由。)
答:截面放置如图所示。何载作用在对称面内。因为铸铁的压缩性强于拉伸性能,所以截面上居中性层远的一侧放在压缩区。
三、图示结构中的AB杆可视为刚体,斜杆CD为直径d=20mm的圆形杆,许用应力[σ]=160MPa。试求结构的许可载荷[P]。(15分)
解:①求杆DC的内力:
②求许可载荷:



1500
D
B
A
1000
1000
C
PA
FDC
RAx
RAy
PA
解:①绘制扭矩图,求最大扭矩

③设计直径
强度条件:
刚度条件:

取
四、图示等直圆轴,已知外力偶矩TA=·m,TB=·m, TC=·m,许用切应力[τ]=70MPa,许用单位长度扭转角[θ]=1º/m,剪切模量G=。(20分)
Tc
TB
TA


d
·m
•m
T

解:①求支反力:



②画剪力图和弯矩图
③
在处,
,

五、画出梁的剪力