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文档简介

1、弹性力学试题及解答一、试确定应变状态,是否存在。(10分)解:是平面应变问题,满足变形协调方程 因此该应变状态存在。二、已知应力分量,判断该应力分量是否满足平衡微分方程和相容方程。(15分)解:将已知应力分量,代入平衡微分方程可知,已知应力分量,一般不满足平衡微分方程,只有体力忽略不计时才满足。按应力求解平面应力问题的相容方程:将已知应力分量,代入上式,可知满足相容方程。按应力求解平面应变问题的相容方程:将已知应力分量,代入上式,可知满足相容方程。三、已知应力分量,体力不计,Q为常数。试利用平衡微分方程求系数C1,C2,C3。(15分)解:将所给应力分量代入平衡微分方程得即由x,y的任意性,得

2、由此解得,四、如果为平面调和函数,满足,问可否能作为应力函数?(15分)解:五、设有楔形体如图所示,左面铅直,右面与铅直面成角,下端作为无限长,承受重力及液体压力,楔形体的密度为,液体的密度为,试求应力分量。(20分)r2gr1gayxO解:采用半逆解法。首先应用量纲分析方法来假设应力分量的函数形式。取坐标轴如图所示。在楔形体的任意一点,每一个应力分量都将由两部分组成:一部分由重力引起,应当与成正比(g是重力加速度);另一部分由液体压力引起,应当与成正比。此外,每一部分还与,x,y有关。由于应力的量纲是L-1MT-2,和的量纲是L-2MT-2,是量纲一的量,而x和y的量纲是L,因此,如果应力分

3、量具有多项式的解答,那么它们的表达式只可能是,四项的组合,而其中的A,B,C,D是量纲一的量,只与有关。这就是说,各应力分量的表达式只可能是x和y的纯一次式。其次,由应力函数与应力分量的关系式可知,应力函数比应力分量的长度量纲高二次,应该是x和y纯三次式,因此,假设相应的应力分量表达式为, , 这些应力分量是满足平衡微分方程和相容方程的。现在来考察,如果适当选择各个系数,是否能满足应力边界条件。左面,作用有水平面力,所以有对左面的任意y值都应成立,可见同时,该边界上没有竖直面力,所以有对左面的任意y值都应成立,可见因此,应力分量可以简化为,斜面,没有面力,所以有由第一个方程,得对斜面的任意y值

4、都应成立,这就要求由第二个方程,得对斜面的任意x值都应成立,这就要求由此解得,从而应力分量为, , 。六、图示悬臂梁,受三角形分布载荷作用,若梁的正应力由材料力学公式给出,试由平衡微分方程求出,并检验该应力分量能否满足应力表示的相容方程。(25分) 题三(2)图解:(1)求横截面上正应力任意截面的弯矩为,截面惯性矩为,由材料力学计算公式有 (1)(2)由平衡微分方程求、平衡微分方程: 其中,。将式(1)代入式(2),有积分上式,得利用边界条件:,有 即 (4)将式(4)代入式(3),有 或 积分得利用边界条件:,得:由第二式,得将其代入第一式,得 自然成立。将代入的表达式,有 (5)所求应力分量的结果: (6)校核梁端部的边界条件:(1)梁左端的边界(x = 0):, 代入后可见:自然满足。(2)梁右端的边界(x = l):可见,所有边界条件均满足。检验应力分量是否满足应力相容方程

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