2013-14(1)材料力学试卷A答案及评分标准-

浙江工业高校2013/2014学年第一学期试卷A答案及评分标准课程 材料力学 姓名 题序一二三题序一二三四五六七八九十总评计分1．（15分）图示轴向拉压杆横截面面积A＝1000mm2，E=200GPa,P＝10kN，纵向分布载荷最大切应力（确定值）；（4）最大正应变（确定值）；（5）杆的总伸长。（m（m）3(2)各段的应力左半段：0 1N右半段：F qx100010xMPa(0x2NA 1000最大切应力：

max

max

/25MPa 3最大正应变（确定值）：

max

max

/E5105 2l

F (x)1N1

dx0.025mm 4EA0’’...2（20分）直径为[]30MP＝80GP。画出扭矩图；选择轴的直径；以计算所得的直径求最大单位长度扭转角；以计算所得的直径求两端的相对扭转角；5解：（1）画出扭矩图5选择轴的直径 T /W /d3] 3max max P max33/]max取 d=47mm

21以计算所得的直径求最大单位长度扭转角Tmax

/GIp

1.57102(rad/m)101(o/m) 3以计算所得的直径求两端的相对扭转角； Tl iiGIi p0.30.5109320.60.5109320.40.510932 680103d4 80103d4 80103d46.53103(rad)3.74101(o)..3.（20分）T型截面铸铁梁的荷载与截面尺寸如下图所示。已知 y1=52mm,许用拉应力]30MPa ,许用压应力]160MPa。试校核梁的t c正应力强度。MB

Fy

0，得RAF 291410，FRA=2.5kN,FRB=10.5kN 5RA5弯矩图5Bt,max

MBy1I1zM y

4.01065227.26MPa] 2763104 t4.01062052)B c,max

B 2IzM

46.13MPa] 2763104 c2.510688C t,max

C 2 28.83MPa] 2I 763104 tzCc,max

MCy1I1z

2.51065217.04MPa] 2763104 c梁符合强度要求。 2..分）主应力大小、方位；（3）将主平面标在单元体图上。解：解析法： 200MPa,x

200MPa,xy

300MPa，600， 2（1）指定斜截面上的应力 x2

x 2

cos2x

sin159..80Mpa 3 x2

sin cos323.20Mpa 3x（2）主应力大小、方位；max

(x2y(x2y)22x2

360.56MPa 3min

x 2

(

y)22 x

360.56MPa 2 360.56MPa, 0MPa, 360.56MPa 21 2 32xtan2x0

x

1.5，0

28.150，或0

118.150 32（3）主平面单元体2图解法：A(200,-300),B(-200,300) 2..应力圆620023002R 20023002 360.56MPa, 0MPa, 360.56MPa 31 2 3300tan0

200

1.5，0

28.150，或0

118.150 3 Rcos(1200)159.80MPa， 20 Rsin(1200)323.20MPa 2025．（15分）等截面圆轴上安装二齿轮C、D。其直径D1

＝200mm，D2

..＝300mm。已知轮上作用切向力P＝20kN，材料的许用应力］60MP。1）用第三1强度理论确定轴的直径；（2）画出危急点的应力状态。3解：（1）轴AB受力如图：3M由 0，得100P=150P，P=13.33kN。Mx 1 2 2MC=MB=2kN.m,M 0,F =4.44kN,F =15.56kNRByM 0,F

RA=8.89kN,F

=4.44kN 3HB HAz内力图：....3M2M2Cy CzM2 M23M2M2Cy CzM2 M2Dy DzC D

2.98kN.m截面C是危急截面。M2TM2T2C r3 W

[]W332380060106332380060106（2）危急点的应力状态36．（15分）图示A端固定，B端铰支的超静定梁，受H＝0.01l处重物Q的自由落缩小？

，若A端改为铰支（其他不变），动荷系数是变大还是α解：基本静定系，满足几何相容性条件2M(x1

) FB

x ，M(x1

)FB

(l/2x2

)Qx2M(x

) M(x

) M(x

M(x)1 x

, 2 l/2x

1

2 x 3F 1 FB B

2 Q Q 2由卡氏其次定理：w11dx2l/2M(x) M(x) l/2M(w11dx2

) M(x)B EI2dx02dx

F 1B

EI F 1B 1(8F 5Q)0EI 3 B 612静位移12

F B 16w1l/2M(w1

) (x

dxl/2M(dx

) (x

32dx3) 7