材料力学1答案解析

./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1.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。2.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。解：〔1、斜截面上的正应力和切应力：〔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,则主应力为：〔3、主切应力作用面的法线方向：主切应力为：此两截面上的正应力为：,主单元体如图3-2所示。图3-1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。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。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=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〔↑kN·mkN·mkNm3由题设条件知：

W=692.2cm2,Iz=11075.5cm4cmE截面：MPaMPa2．A＋、B－截面：MPaMPa

3．C－、D＋截面：MPaMPa∴选No.32a工字钢安全。2.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。3.梁的受力及横截面尺寸如下图所示。试求：1．绘出梁的剪力图和弯图；2．确定梁内横截面上的最大拉应力和最大压应力；3．确定梁内横截面上的最大切应力；4．画出横截面上的切应力流。4.图示梁及柱的材料均为Q235钢,E=200GPa,=240MPa,均布载荷q=24kN/m,竖杆为两根63×63×5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：计算题〔每小题25分,共100分1.作图所示的各梁的剪力图和弯矩图。2.求下列图示各刚架的弯矩、剪力及轴力图。3.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。4.图示压杆两端为球铰约束,截面如图所示,为200mm×125mm×18mm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。图第四组：计算题〔每小题25分,共100分1.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？2.如图所示,一半圆拱由刚性块AB和BC及拉杆AC组成,受的均布载荷作用。若半圆拱半径,拉杆的许用应力,试设计拉杆的直径d。.3.如图所示结构中,悬臂梁AC为No.10工字钢,惯性矩=245,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。4.如图所示,重量的冰块以的速度冲击长为,直径的木桩顶部。已知木材弹性模量,求木桩内的最大正应力。第五组：计算题〔每小题25分,共100分1.试求千斤顶丝杠的工作安全因数。已知最大承载,有效直径。长度,材料为A3钢,,,,,。可以认为丝杠的下端固定,上端为自由。2.图示铸铁梁。材料许用拉应力,许用压应力,求的最大允许值。已知,.3.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和。此组合杆承受轴向拉力F,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4.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,和,,且＞。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后,其长度改变为。要求：独立完成,作答时要写明题型、题号；作答方式：手写作答或电脑录入,使用A4格式白纸；提交方式：以下两种方式任选其一,手写作答的同学可以将作业以图片