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1、绝密启用前2016 年中南大学本科生期末统一考试材 料 力 学 A(满分:100 分 考试时间:100 分钟)考生注意事项1考试日期与时间:2016 年 12 月 25 日 3:004:402答题前,考生须在试卷的指定位置上填写考生姓名、考生学院、专业班级、座位号、学号、任课老师等信息。3、答题时,直接将答案书写在试题卷的相应位置上,在草稿纸上答题无效。4、填(书)写部分必须使用黑色字迹签字笔书写,字迹工整、笔迹清晰。5、考试结束后,将试题卷与草稿纸按规定交回。(以下信息考生必须认真填写)考生学号考生姓名座位号考生学院专业班级(以下信息由阅卷老师填写)题 号一二三四五六总分得 分评卷人一、某铆
2、接件如图所示,钢板和铆钉强度相同,材料的许用正应力=170MPa,许用切应力=140MPa,许用挤压力 , 200bsMPa如果铆接件所受的拉力,试校核铆接件是否满足强度要求。 (铆接件相100FkN关参数如下:) (本题 15 分)10,16,100tmm dmm bmm得 分评卷人二、如图所示钻头横截面直径为 20mm,在顶部受均匀的、集度为 m(单位为 Nm/m)的阻抗力偶的作用,许用切应力=70MPa。 (1)试求许可的扭转力偶的力偶矩值;eM(2)若,求上端对下端的相对扭转角。 (本题 15 分)80GGPa三、外伸梁受力如图所示,试作梁的剪力图和弯矩图,并画出梁变形后的大致形状。(
3、本题 15 分)得 分评卷人得 分评卷人四、正方形截面开了一个直径 d=100mm 的半圆形孔。试确定该截面的形心主轴,并计算对形心主轴的惯性矩。(15 分)五、悬臂梁由三块木板粘接而成。跨度为 1m。胶合面的许可切应力为 0.34MPa,木材的许用弯曲正应力,许用切 10MPa应力 ,求许可载荷 F。(本题 20 分) 1MPa得 分评卷人得 分评卷人100100100100d=1003d 半圆形 心位置六、图示结构中,梁为 16 号工字钢(),拉杆的截面为圆形,且直径431130,141zzIcm Wcm。两者均为 Q325 钢, 10dmm。(本题 20 分)200EGPa(1)求拉杆的
4、内力;(2)求梁和拉杆的最大正应力得 分评卷人2016 年中南大学本科生期末统一考试参考答案与评分细则材料力学 A一、本小题共 15 分,考查了杆件拉伸的内力与应力计算、杆件拉伸的强度校核、连接件剪切与挤压的实用计算。 受力分析如图(2 分)剪应力与挤压应力的强度条件(3 分)(3 分)钢板的 2-2 与 3-3 截面为危险面(3 分)(3 分)综上,接头安全。 (1 分)二、本小题 15 分,考查了圆轴扭转的外力偶矩的计算、圆轴扭转的应力与形变。(1)圆轴的扭矩图如图所示(3 分)得(1 分)maxeTM故 max maxettTM WW即(3 分) 396201070 1011016etM
5、WN m故(2 分)1101100/0.10.1eMmN m m(2)(6 分)0.10.30.11200.104930.20.5 11000.010.2 11080 1020 1032 0.022eppppMTdxT dxmxdx GIGIGIGIrad 三、 (15 分) (略)四、 (15 分)zC=102.31mm、64130.69 10 mm CyI、64130.9 10 mm CzI五、 (20 分)考查了弯曲正应力与弯曲切应力的计算、切应力互等原理、梁的许可荷载的计算。1.画梁的剪力图和弯矩图(2 分)2.按正应力强度条件计算许可载荷 (2 分)(3 分)3.按切应力强度条件计算
6、许可载荷 7 2210010124.43.14 1.6QPMPaAd710010156.244 1 1.6jy jyjy jyPPMPaAtd 7 310010119()1 (101.6)PMPat bd 7 233 10010110.34 (2 )4 1 (102 1.6)PMPat bd max1 max26zMFl Wbh 2729110100 150103750N3.75kN66bhFl(2 分)(3 分)4.按胶合面强度条件计算许可载荷 (4 分)(2 分)5.梁的许可载荷为 (2 分)六、 (20 分)考查了杆件轴向拉伸的形变、叠加法求梁的弯曲变形、简单超静定梁问题、拉伸正应力的计
7、算、弯曲正应力的计算。1、变形协调方程:(2 分)bwl 2、由叠加法:(3 分)4383bqlFlwEIEI且(2 分)FLlAE 由得 F=14.5kN(4 分)3、求最大弯矩(3 分)2 max1222MqlFlkN m 杆内最大应力:(3 分)3max 2614.5 10185 10104FMPaA 梁内最大正应力:(3 分)3 max max622 10156141 10zMMPaW max23/ 23/ 2SFAFbh 66 22/ 32 10100 150 10/ 310000N10kNFbh 2*3 3 g343 3 12SZ g ZhF bF SF bhI bbhb 66333 100 150 100.34 103.825kN44gbh F minmin3.75kN10kN3.825kN3.75kNiFF