材料力学期末试卷9答案#(精选.)

word.word.上海电机学院200__-200__学年第__学期《材料力学》课程期末考试试卷开课学院：机械学院，专业:开课学院：机械学院，专业:机械类各专业考试形式:闭卷，所需时间120分钟一、选择题（共20分，每小题4分）料利用率，则铆钉的直径因该是CA.d=23C.料利用率，则铆钉的直径因该是CA.d=23C.d=殁兀2、在图示受扭圆轴横截面上的切应力分布图中，正确的结果是稳定性和强度都提高；D.稳定性和强度都不变。1、图中板和铆钉为同一材料，已知口]=2口。为了充分提高材bsB.d=43D.d=fl

兀C.4、二向应力状态如图所示，其中最大主应力A.aB.2aC.3aD.4a5、任意图形的面积为A,z0轴通过形心O,z1C轴和z0轴平行，并相距a，已知图形对z1Z0轴的惯性矩为A.Izo=0B.Iz0=11-Aa2CIz0=11+Aa2D.Izo=11+A二、简答题（共12分，每小题4分）1、工程中经常使用工字梁，从力学的角度看，工字梁的优点是什么？答：与矩形梁和圆形截面相比，工字梁勺的高，能充分利用材料。2、有一构件内某一点处的交变应力随时间变化的曲线如图，则该点交变应力的循环特征、最大应力、最小应力和平均应力分别是多少？2m3、求图示梁C点挠度为零时P与q的关系。解：（1）利用平衡条件求出解：（1）利用平衡条件求出A、B支座的支反力〃和三、试绘出图示梁的剪力图和弯矩图（15分）。YB。E1nA=0,20X1-40+YBX4—10X4X2=0・•・YB=25kNEmB=0,20X5—〃X4+10X4X2—40=0・•・Ya=35kN(2)列CA段Q、M方程：建立坐标系，以C端为%轴坐标原点，CA段距左端为％的任意截面，取左侧为对象，则Q1=—20, (0<%<1m (a)M1=—20%,(0W%<1m (b)(3)列AB段Q、M方程：AB段距C端为%的任意截面,如取右侧为对象,则Q2=—YB+q(5—%)=—25+10(5—%) (1<%<5(c)M2=YB(5—%)—q(5一%)(5—%)/2=25(5—%)—5(5一%)2,(1<%W5(d)利用（a）、（b）和（c）、（d）式可绘出CA和AB段的Q、M图（图6-2b,c）。

四、圆形截面钢杆受力如图，已知：p1=8kN,p2=300kN,Me=6kN・m,L=1.2m,直径d=10cm,材料的许用应力[o]=160MPa。（1）指出危险截面、危险点的位置；（2）绘出危险点的单元体应力图并求主应力；（3）用第三强度理论校核杆的强度。（20分）解：1）危险截面及危险点的位置钢杆受拉伸、弯曲和扭转的组合变形，固定端右侧截面为危险截面；该截面上部边缘的A点为危险点。2、危险点单元体的应力危险截面上的轴力、弯矩和扭矩分别为F=P=300左N=3xlO5NN2M=<义乙=8*1()3xl.2N•巾=9.6xl()3N・〃T=M=6kN-mA点的应力分量F M 3x105 9.6x103o=—N-+—= + A W 兀x0.12 兀x0.13=(38.2x106+97.8x106)Pa=(38.2x106+97.8x106)Pa=136MPa136 -136o=-36-x'(-3-)2+30.62=6.6MPa3 2 23、强度校核按第三强度理论<o2+412=.k'1362+4x30.62=149.1MPa<0]=160MP所以安全。201]<[201]<[T]五、等截面实心传动轴的转速为n=191r/min,轮A为主动轮，输入功率为NA=8kW,轮B、C和D为从动轮。输出功率分别为NB=3kW、NC=1kW和ND=4kW。已知轴材料的许用剪应力为[T]=60MPa剪切模量为G=80GPa试：（1）求四个轮A、B、C、D的最佳排列方法并在图中轮上标出；（2）作扭矩图；（3）确定轴的直径。（16分）解：1计算外力偶矩TOC\o"1-5"\h\z…… P 3 …M=9549x_=9549x一=150N・mb n 191八… P 八… 1 -M=9549x—=9549x =50N•mc n 191八… P 八… 4 …M=9549x—=9549x一=200N・md n 191为减小传动轴的设计直径，4个齿轮的最佳排列方法为：D、A、B、C。2、作扭矩图3、计算轴的直径T=200N-mmax由轴的强度条伟=:<[T]可得max ^Wt16T max兀d3，16T ：16x200d>—―max3' =25.7mm\兀[T] \兀x60x106

六、六、水平梁ABCD视为刚性杆，杆BE和CF采用相同材料制成，其比例极限方=200Mpa,许用应力同=140峰门，稳定安全系数抬L?，弹性模量£=200面/①杆CF直径d厂lOinni,长度二1000inm；②杆BE直径d?=20nim,氏度G=1000mm,试求结构容许承受的最大载荷以（20分）F解解,AD为刚性杆，此结构为一次静不定结构1.计算杆1解,AD为刚性杆，此结构为一次静不定结构1.计算杆1、2的轴力静力平衡方程=o，（以享汨0：）2g+1”和6b）•"—P3二022V：十JLv：=6P变形，何方程；5r=25珞，AL= $沽30一l q1 「代入数据后得：W=为mV］。联立求解方程⑴，⑵可得:=-p,4□]=L，泣1仃]二£110」X140x10”=14.66KN3 32.确定结构的许司载荷由杆①的拉伸强度，杆②的稳定性综合确定结构的许可载荷.⑴杆①的拉伸强度(2)叶②的稳定性条件=-=5m?nh=L入=1000"打".Z=——=200> =100' 4 4