福州大学材料力学试卷.docx

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1、.福州大学2008～2009学年第1学期考试B卷课程名称材料力学A考试日期2008年12月14日考生姓名学号专业或类别题号一二三四五总分累分人题分2020202020100签名得分考生注意事项：1、本试卷共8页，请查看试卷中是否有缺页。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。教师注意事项：如果整门课程由一个教师评卷的，只需在累分人栏目签名，题首的评卷人栏目可不签名。一、计算题(共20分)图示胶带轮A重WA=1kN，轮B重WB=0.8kN。主动轮A以转速n=125r/min，功率P=7.5kW带动轴转动。设胶带张力TA=2TA′，TB=2TB′。

2、轴的许用应力[σ]=60MPa。试按第三强度理论确定轴的直径。(图中尺寸单位：mm)（20分）得分评卷人y0009TA′Φ05ΦYCCDABzTA=2TA′CWAWBZ300400300BBTB′T=2T′可编辑.P解：轴传递力偶矩M9549g573(Ngm)，AB段内扭矩TM。n胶带张力TAT5731031.27(kN)；TBT5731032.29(kN)。DA/2450DB/2250C端约束反力myC0Y1000W700WB3003T3000Y3.00(kN)CgAggBgCmzC0g3TAg0ZC2.67(kN)ZC1000700A处弯矩值Mz,AYCg

3、300900(Ngm)；My,AZCg300801(Ngm);MAMz2,AMy2,A1205(Ngm)B处弯矩值Mz,BYCg700WAg4001700(Ngm)；My,BZCg7003TAg400345(Ngm);MBMz2,BMy,2B1735(Ngm)内力图如图所示573NmT图+=1700Nm900Nm－Mz图=801Nm345Nm－My图=最大弯矩值在B处，MmaxMB1735(Ngm)。按第三强度理论1Mmax2T2Mmax2T232Mmax2T23r3Wd3/32d67.7(mm)可编辑.二、计算题(共20分)薄壁圆筒作扭转-拉伸试验时的受力

4、如图，已知圆筒内径d=50mm，壁厚δ=2mm，轴向力F=20kN，扭矩T=600N?m。求：(1)画出表面上A点的应力状态，标记应力大小。(2)A点主应力及方向。（20分）得分评卷人δFTFdAT解：圆筒平均直径dd51(mm)；2A点正应力F62.4(MPa)；切应力Td73.4(MPa)。ddg2(1)A点应力状态如图，73.4MPa62.4MPa62.4MPa73.4MPa(2)x62.4MPa,y0,xy73.4MPa平面内极值正应力22xyxy2111MPa；xyxy248.6MPamax22xymin2xy2可编辑.方向：tan20xymax所在

5、平面。1.18024.8o，对应xy主应力：1111MPa,20,348.6MPa。可编辑.三、计算题(共20分)得分评卷人作图示有中间铰的梁的剪力图和弯矩图。mqa2qACBDaaa3a解：mqa2RCRDACDDRDaaa拆除D点铰链，对BD段，RBRD3qa；2AD段，mA0RDg3aRCg2aqa2RC7qa；4内力图如图所示，3qa2FS图1qa4aaa3a5qa23qa2241qa2M图4qRBB3a3qa29qa28可编辑.四、计算题(共20分)机车摇杆（近似视为等截面杆）如图所示。截面为工字形，材料为Q235钢，杆件所受的轴向压力为400kN

6、，在杆件的运动平面内（图中xz面）发生屈曲时，两端可视为铰链约束，而在xy平面内发生屈曲时，两端可视为固定。试确定摇杆的工作安全因数。（20分）（附：Q235钢E=206GPa,当S60cr(3041.12)Mpa。）xy4131005z985148z得分评卷人P100时，(14885)32解：截面积A85142957.1810(m)；惯性矩和惯性半径为：Iz1851431(14885)4.52106(m4)；izIz25(mm)122295312A可编辑.32Iy1148532195148858514885148859521.62106(m4)；12122

7、242iyIy54.9(mm)A在xz平面屈曲时，11，柔度11l1310010356；（属于强度问题？是否把l放大？）iy54.9103可编辑.工作应力F40010355.8(MPa)A7.18103在xy平面屈曲时，0.5，柔度2l0.5310010322iz2510362；按经验公式计算临界应力cr3041.122=234.56(Mpa)；工作安全系数ncr4.2。可编辑.五、计算题(共20分)图示刚架受均布载荷q作用，EI为常数，忽略剪力和轴力的影响，求A点的水平位移和铅垂位移。aCDx3ax111qx2AaB解：在q均布载荷作用下，各段弯矩为AB段

8、内：M(x1)1qx12；2BC段内：