《材料力学模拟题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料力学模拟题.doc（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、材料力学模拟题材料力学模拟题材料力学模拟试题（一）解答一、一、填空题（每小题5分，共10 分）1、如图，若弹簧在Q作用下的静位移st20mm，在Q自由下落冲击时的最大动位移d60mm，则弹簧所受的最大冲击力Pd为：3Q。2、在其它条件相同的情况下，用内直径为d的实心轴代替直径d的实心轴，若要使轴的刚度不变（单位长度的扭转角相同），则实心轴的外径D42d。二、二、选择题（每小题5分，共10分）1、图示正方形截面杆承受弯扭组合变形，在进行强度计算时，其任一截面的危险点位置有四种答案：(A) 截面形心；（B）竖边中点A点；（C）横边中点B；（D）横截面的角点D点。正确答案是：C2、若压杆在两个方向上
2、的约束情况相同；且y z。那么该正压杆的合理截面应满足的条件有四种答案：（A）IyIz;（A）IyIz;（A）IyIz;（A）zy。正确答案是：D三、三、计算题（共80分）1、（15分）图示拐轴受铅垂载荷P作用。试按第三强度理论确定AB轴的直径d。已知：M图P=20KN,160MPa。解：AB梁受力如图：Mn200000.142800(Nm)AB梁内力如图：Mmax200000.153000(Nm)危险点在A截面的上下两点由圆轴弯扭组合第三强度理论的强度条件：M2Mn230002280021606Wd3/3210d3324.11030.0639(m)64(mm)1063.14160Mx图0.1
3、4P2、图示矩形截面钢梁，A端是固定铰支座，B端为弹簧支承。在该梁的中点C处受到的重量为P40N的重物，自高度h60mm处自由落下冲击到梁上。已知弹簧刚度K25.32N/mm,钢的E210GPa，求梁内最大冲击应力（不计梁的自重）。（15分）hPAB解：（1）求st、stmax。将重力P按静载方式沿铅垂方向加在梁中心C处，点C的挠度为st、静应力为stmax，惯性矩Ibh30.040.016341212(m)Pl31P由挠度公式st48EI2(2K)得，st400.8340103(103)3482109810121.365101400.001m1mm2225.321030.001m1mmstm
4、axMPl根据弯曲应力公式Wz得，其中M4，bh2Wz代入stmax得，6Pl400.864stmax20.040.01212MPabh46（2）动荷因数Kdd112h1126012st1（3）梁内最大冲击应力ddstmax1212144MPa3、（10分）图中的1、2杆材料相同，均为园截面压杆，若使两杆在大柔度时的临界应力相等，试求两杆的直径之比d1/d2,以及临界力之比(Pcr)1/(Pcr)2。并指出哪根杆的稳定性较好。cr2E2E解：由2212即：11l122l2i1i2；0.72l2ld1/4d2/4d10.7d2(pcr)1cr1A1A1d120.49；又：(pcr)2cr1A2A
5、2d224、（15分）等截面钢架如图所示，各杆段的抗弯刚度EI相同。试求钢架横截面上的最大弯矩，并说明发生在何处。解：一次超静定问题，解除多余约束B。作当基本静定系上只有外载荷q时，he和B点沿X1qX1aaM图a2qa2aMq图方向作用一单位力时，钢架各段的弯矩如图（忽略剪力和轴力的影响）基本静定系。多余的约束反力为X1。由11X11p0应用图乘法求系数：111(1aa23)(aa)a2a3EI23aEI1p1(12qa22a)1a2qa4EI323EI将计算结果代入方程：11X11p0；得：2a3X12qa40EIEI因此解得：X11qa3将计算结果代入方程：11X11P0得：2a3X12
6、qa40；EIEI因此解得：X11qa3如图：最大弯矩为qa2在AD段的A截面无限右侧处。q(2a)2qa25qa2Mmax2335、（15分）一根在A端固定的园截面杆AB如图所示，图中的a、b及此杆的抗扭刚度GIp均为已知：杆在B端有一不计自重的刚性臂，在C截面处有一固定指针。当杆未受载荷时，刚性臂及指针均处于水平位置。如在刚性臂端部加一向下的载荷P，同时在D、E处作用有扭转力偶矩TD和TE，当刚性臂与指针仍保持水平时，试确定此时的TD和TE。解：忽略弯曲影响，设轴的扭矩图如图示：MnPb-TE+TDPbADCEBPb-TEMBEPb;MEDPbTE;MDAPbTETD由；及Ml;BCCA0
7、GIP(PbTE)aPb2aTE3Pb;BC0GIP;GIP(PbTE)a(PbTETD)aCA0GIPGIP;TD4pb20MPayx50MPa6、（10分）构件上的某点应力状态xy40MPa2 30MPa如图所示。试求该点的主应力及最大剪应力之值，并画出三向应力状态的应力圆。解：求主应力，如图画应力圆：R15240242.72(MPa);135R77.72(MPa);2 35R7.72(MPa);3 30(MPa);max(13)/253.86(MPa);单位E20-30-7.777.740 3050单位材料力学模拟试题（二）解答一、一、填空题（共15分）1、1、（5分）一般钢材的弹性模量
8、E210GPa；吕材的弹性模量E70GPa2、2、（10分）图示实心圆锥杆受扭转外力偶作用，材料的剪切弹性模量为G，该杆的16m32mmanD13，最大单位长度扭转角maxGD14。D1D2=1.2D1二、二、选择题（每小题5分，共10分）1、（5分）GE2(1)适用于：（ A）各向同性材料；（B）各向异性材料；（ C）各向同性材料和各向异性材料。（D）正交各向异性。正确答案是A。2、（5分）边长为d的正方形截面杆（1）和（2），杆（1）是等截面，杆（2）为变截面，如图。两杆受同样的冲击载荷作用。对于这两种情况的动荷系数kd和杆内最大动荷应力dmax，有下列结论：（A）(kd)1(kd)2,(
9、dmax)1(dmax)2;（B）(kd)1(kd)2,(dmax)1(dmax)2;（C）(kd)1(kd)2,(dmax)1(dmax)2;（D）(kd)1(kd)2,(dmax)1(dmax)2。正确答案是A。三、三、计算题（共75分）1、（10分）图示转动轴，已知两段轴的最大剪应力相等，求：（1）直径比d1/d2；dd(2)扭转角比AB/BC。12解：AC轴的内力图：MAB3105(Nm);MBC5105(Nm)MnKNm由最大剪应力相等：300Nm500Mn300103500103maxWnd13/16;d23/16d1/d233/50.8434由Mnl;AB32Mn1a?Gd24M
10、n1?1?(d2)40.594GIPBCGd1432Mn2Mn22d1；2、（15分）直径为d的圆截面钢杆处于水平面内，AB垂直与CD，铅垂作用力P12KN，P2 6KN,如图。已知d7cm，材料110MPa。试用第三强度理论校核该杆的强度。解：1.作内力图，确定危险截面杆AB的A截面的弯矩和扭矩都最大，截面A为危险截面，由内力图知：截面A上扭矩和弯矩分别为600MnP20.31800(Nm)MA20000.660000.33000(Nm)30001800M图2.强度计算由圆轴弯扭组合变形的第三强度理论强度条件，有M2Mn23000218002r30.073/32W1119.54106103.9MPa1077.021800110MPa该构件满足强度条件。Mx图3、（15分）用图乘法求图示刚架铰链B处左右两截面的相对转角B。EI常数。略去轴力及剪力对变形的影响。解：各构件受力如图：yAyBqa/2qa2/2qqABB11YAYBYBMqa2/2qa/2qa2/2qMqa2/2M1/a2AB112MM1/a1/a1分别作出原载荷和单位力的弯矩图由图乘法：B1(2aqa2)(1)(1aqa3)(12)(1aqa2)(13)EI38222332
