材料力学答案

实用文档材料力学请在以下五组题目中任选一组作答，满分100分。第一组：计算题（每小题25分，共100分）.梁的受力情况如下图，材料的a。若截面为圆柱形，试设计此圆截面直径。q10kN/mnijjiHj解『i）求支解『i）求支反力：^X=0丫工=45kN2^=0Yb=TkN2）画剪力、弯矩图=M=.二40M•工CTmaxFTmajiCTmaxFTmajiJ32x40x103V^xl60xlO6.求图示单元体的： （1）图示斜截面上的应力；（2）主方向和主应力，画出主单元体；（3）主切应力作用平面的位置及该平面上的正应力，并画出该单元体。标准文案实用文档5050MPa解：(1)、斜截面上的正应力和切应力：o =-64.5MPa,t =34.95MPa-30。 -30。(2)、主方向及主应力：最大主应力在第一象限中，对应的角度为a=70,670，0则主应力为：01=121.0(MPa),03=-71.0MPa(3)、主切应力作用面的法线方向：a/=25.670,a/=115.670主切应力为：T/=-96.04MPa=t/a1 a2此两截面上的正应力为：o/=o/=25.0(MPa)，主单元体如图3-2所示。a1 a2y『。「121.0MPa7 70.670V1X

二19.330。3=71.0MPa图3-1标准文案

实用文档25.0MPa25.0MPa\96.4MPa实用文档25.0MPa25.0MPa\96.4MPa25.0MPa225.0MPa、25,67096.04MPa图3-23.图中所示传动轴的转速n=400rpm,主动轮2输入功率P2=60kW,从动轮1,3,4和5的输出功率分别为P1=18kW,P3=12kW,P4=22kW,P5=8kW。试绘制该轴的扭矩图。解:u。二的49解:u。二的49工匹=42，了管•阳1 400晨=?549x—=1432,W.m- 4007=9549*卫=2253-阳3 400T.=9549x2L=525.2jV-m400口工=44gx旦=191"•地400题2-3图■4.用积分法求图所示梁的挠曲线方程和转角方程，并求最大挠度和转角。各梁EI均为常数。标准文案实用文档（b）解：实用文档（b）解：E\3=fM(^dx+C=(4U;+CTrrTTr^TrnTh^2TrrTTr^TrnTh^——a2j——a3y—C——c/Za2——(>,a''+Cd6 A5J用'，却-—晨F-」一审r*+Cx-7}12- 24—x=口时.w=1/a=r当丫一！时，白―o：/人币.1一一星_2 24贝L诃9：= =-；；；,日皿：=一'=&j 3£547第二组:计算题（每小题25分，共100分）1.简支梁受力如图所示。采用普通热轧工字型钢，且已知［用二160MPa。试确定工字型钢型号，并按最大切应力准则对梁的强度作全面校核。（已知选工字钢No.32a：W=692.2cm3，Iz=11075.5cm4）解：1.FRA=FRB=180kN(t)标准文案实用文档Mr=Mp=1SDxD.5-1k10x0.52=SS.7Jk kN,m%=%=1即7-网㈠-葭皿/=1叩k kN,mFQc=180-0.5xlO=175kN部之Ma-[dlOOxlO5部之Ma-[d1孙1口 m3由题设条件知:W=692.2cm2,Iz=11075.5cm4cmE截面:M=3=1必5H1AXTT7 re即 MPa%=h「\=M4.3MPac㈤2.A+2.A+、B—截面:3.C—、D+截面:3.C—、D+截面:居75*1炉xi45xl尸1.10755x10^=116.2MPa69MPaISQxlO£= = 皿风9.5^10-3^27.25^10_@&_175m103h130展1”152,5^1口今

9,5^10-3x1.10755k10-8=49,^16MPa标准文案实用文档选No.32a工字钢安全。.绘制下图所示各梁的剪力图和弯矩图，并求出剪力和弯矩绝对值的最大值。设F、q、已知。.梁的受力及横截面尺寸如下图所示。试求：.绘出梁的剪力图和弯图；.确定梁内横截面上的最大拉应力和最大压应力;.确定梁内横截面上的最大切应力；.画出横截面上的切应力流。?二240MPa，均布载荷q=4.图示梁及柱的材料均为Q235钢，E=?二240MPa，均布载荷q=24kN/m,竖杆为两根63x63x5等边角钢（连结成一整体）。试确定梁及柱的工作安全因数。第三组:标准文案

实用文档计算题（每小题25分，共100分）.作图所示的各梁的剪力图和弯矩图。2UN/中Df 2UN/中Df I口If2m--卜1jji-plm-|.求下列图示各刚架的弯矩、剪力及轴力图。.用积分法计算图示梁的变形时，需分几段建立方程？并写出其位移边界条件。.图示压杆两端为球铰约束，截面如图所示，为200mmx125mmx18mm的不等边角钢。杆长l=5m，材料为Q235钢，其弹性模量E=205GPa。试求压杆的临界载荷。第四组：计算题（每小题25分，共100分）.图示结构中AC为刚性梁，BD为斜撑杆，载荷F可沿梁AC水平移动。试问:为使斜杆的重量最小，斜撑杆与梁之间的夹角应取何值？标准文案

实用文档.如图所示，一半圆拱由刚性块AB和BC及拉杆AC组成，受的均布载荷q=90kN/m作用。若半圆拱半径R=12m，拉杆的许用应力［。］=150MPa，试设计拉杆的直径d。标准文案实用文档.如图所示结构中，悬臂梁AC为No.10工字钢，惯性矩，z=24554,A端铰支于空心钢管AB上。钢管的内径和外径分别为30mm和40mm,B端也是铰支。当重为500N的重物从h=5mm处自由落于A端时，试校核杆AB的稳定性。规定稳定安全系数n=2.5。已知钢梁和钢管的模量为：E=210GPa。.如图所示，重量Q=2kN的冰块以y=1m/$的速度冲击长为L=3m，直径d=200mm的木桩顶部。已知木材弹性模量Ew=11GPa，求木桩内的最大正应力。第五组：计算题（每小题25分，共100分）.试求千斤顶丝杠的工作安全因数。已知最大承载F=120kN，有效直径d]=52mm。长度1=600mm，材料为A3钢，E=210Gpa，。p=200MPci，°「235Mpa，a=304Mpa，b=L12Mpa。可以认为丝杠的下端固定，上端为自由。标准文案实用文档-*1 卜-*1 卜-di.图示铸铁梁a=0.6m。材料许用拉应力।「二35M，许用压应力I=6431cm4ZI」=140MPaI=6431cm4Z标准文案实用文档.如图所示，一实心圆杆1在其外表面紧套空心圆管2。设杆的拉压刚度分别为E1A1和E24。此组合杆承受轴向拉力R试求其长度的改变量。（假设圆杆和圆管之间不发生相对滑动）.设有一实心钢杆，在其外表面紧套一铜管。材料的弹性模量和线膨胀系数分别为E1，E2和a八，a//且a/2>a八。两者的横截面面积均为A。如果两者紧套的程度不会发生相互滑动，试证明当组合管升温AT后，其长度改变为（aE+aE）lAT— E+E2 。要求：.独立完成，作答时要写