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1、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： 机械类各专业 考试形式:闭卷，所需时间 120 分钟考生姓名：学号： 班级 任课教师题序一二三四五六七八总分得分评卷人说明：答计算题时，得数如果有量纲，请注明，如不注明或注错，扣 1分一、选择题（共20分，每小题4分）图中板和钏钉为同一材料，已知 bs 2 。为了充分提高材料利* 1 fA. d 2B. d 4一 二C. d D.d 2、任意图形的面积为A,z0轴通过形心O, zi轴和Z0轴平行，弁相距a,已知图形对zi轴的惯性矩时Ii,则对z。轴的惯性矩为BA. Iz0=0B. Iz
2、0= Ii -Aa2C. Iz0= Ii +Aa2D. Iz0= Ii+ Aa3、二向应力状态如图所示，其中最大主应力i二A.B. 2C. 3D. 4,LvJlT J 3=C%匚Tk2 r用率，则钏钉的直径因该是D一 ,L0D (kN m)(D)将B轮与D轮对调,然后再将 B轮与C轮对调。5、细长杆的长度系数若增大一倍，则其临界压力将A.增加一倍B.变为原来的二分之一C.增加到原来的四倍D.变为原来的四分之一二、简答题(共12分,每小题4分)1、对于均匀材料，什么情况下用T形截面梁是合理的？为什么?4、等截面圆轴上装有四个皮带轮，则四种方案中最合理方案为(A)将C轮与D轮对调;(B)将B轮与D
3、轮对调;(C)将B轮与C轮对调;答：当材料的抗拉强度和抗压强度不相等时， 如铸铁，采用T形截面梁可使梁的最大拉应力和最大压应力同时接近需用应力，节约材料。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?答:minr max40120max120MPamin40MPam ax2m in40 MPa3、求图示梁C点挠度为零时P与q的关系P 5ql8t / 21/2e*!三、试绘出图示梁的剪力图和弯矩图（15分）解：求支座反力根据平衡条件对A点取矩Ma 0,Frb 7qa6y向求平衡23Fy0 Fra yqa四、图示钢轴有两个皮
4、带轮 A和B,两轮的直径D=1m ,轮的自重Q=5kN ,轴的许用应力80MPa ,直径d。(20分)解：1、计算轴上的载荷取如图示坐标系.则外力偶矩-0=(5-2) kN= (5-2)kNx- = 1.5kN m兀严面支反力无厂12 5 kN.生=4 5 kN亚平面支反力 取KkN,芭2kN2、画内力图，确定危险截胤轴殳的扭矩为7=15kN-m (图力 弯如期”和M一如图d, e所示口从内力图看出，危险截面是。或3截面.分别计算 C, 5两截面的总弯矩；试根据第三强度理论确定轴的Mc = /(2 fx W1 N - m)2 + 0.5 x 10JN - m)2=2.58x10% in = 2
5、,58 kN m此=J(L05 x 10sN m)2+(2.25xl0aN m)2= 2.49 x 103N-m = 2.49kN m比较两者大小，可知危险截面为C截面上确定轴的直径按第三强度理论设计轴的直程直接采用圆轴弯扭缩仃情加卜的强度条件，得卓厄品乂IO,N m)2 ；L5 TCPnx80x!OePii= 72.4XWm=72 4mm（16 分）五、曲拐受力如图所示，其圆杆部分的直径 d 50mm。试画出表示A点处应力状态的单元体，并求出其主应力及最大切应力。A点处横截面的四力、扭矩和再矩分别为Fs = 3. 2kN448N * m丁 = 3.2 X 103 X0. 14M = 3. 2
6、 X IO3 XO.O9 = 288N 人点处横截面匕的应力为M（7288 X 32丸X 0.05,448 X 16加 X 0. 05*23、5MPa=18 3MPa其最大切应力为一 lOMft空与卜名_ 2L7MPa,图所示为从点处单元体的应力状态.A点处的主应力为2六、图示结构中，AB和BC均为圆截面钢杆。已知材料的屈服极限240MPa ,比例极限p 200MPa ,材料的弹性模量 E 200GPa。i 100,2 57,直线公式的系数 a 304MPa , b 1.12MPa ,两杆直径相同d 4cm, Iab 40cm。若两杆的安全因数均取n 3,试求结构的最大许可载荷R。（16分）解
7、：1）确定轴力，设各杆内力均为轴力，如图 b所示.，由平衡方程得1Fni 石F（受拉）（1）2Fn2 忑F（受压）（2）因此AB杆仅由强度问题，AC杆可能存在稳定性问题。（2）由AB杆确定许可载荷，由强度条件求得许可轴力为Fni AiA-240-Nn433100.5 10 N 100.5kN由式（1）计算结构所能承受的外载F为F13Fn13 100.5kN 174kNl BCi1 80180 1100（3）由AC杆确定许可载荷 AC杆中,BC杆为中柔度杆，选用线性公式crBC304 1.12 80 214.4MPa则BC杆的许可载荷为F2A n2 24 10214.4389.7kN取 F 89.7kN
