2013-工力安工材料力学A试卷.pdf

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1、工力、安全工程专业2011级《材料力学》课程试题（A卷）2012～2013学年第二学期题号一二三四五总分分数合分人：复查人：评卷人分数一、问答题：（每小题5分，共10分）1.一般情况下，塑性材料抵抗滑移的能力低于抵抗断裂的能力，通常以屈服的形式失效，其强度分析宜采用哪两种强度理论？简述该两种强度理论的含义，并列出强度条件。2.如图2所示平面刚架ABC在水平面x－z内，∠ABC＝90°，AB，BC段均为直径d=20mm的圆截面杆。在垂直平面内P1=0.4kN。请问杆AB和BC各是何种变形形式？图1第1页共8页评卷人分数二、计算题：（每小题10、15分，共80分）1.（本题10分）图2

2、所示杆系结构中，设AB和AC分别为直径是20mm和24mm的圆截面杆，杆材料的弹性模量E=200GPa，力F=5kN.试求力F作用下A点的垂直位移。图2第2页共8页2.（本题10分）如图3所示等直圆杆，已知外力偶矩MA=2.99kNm，MB=7.20kNm，MC=4.21kNm。材料许用切应力[τ]=70MPa，许可单位长度扭转角[θ]=1º/m剪切弹性模量G=80GPa。试设计该轴的直径d。图3第3页共8页3.（本题15分）如图4所示铸铁材料T形截面外伸梁，截面尺寸如图4（b）所示，已知其拉伸许用应力[σt]=40MPa，压缩许用应力[σc]=160MPa，横截面对中性轴zc的惯

3、性矩Iz=44763´10mm，且

4、y2

5、=88mm。（1）试画出该梁的弯矩分布图；（2）按照正应力强度条件校核该铸铁梁的强度；图4(a)(b)（未按比例绘制，单位：mm）第4页共8页4.（本题15分）如图5所示，一重物W=100N自高度h=100mm处自由下落至悬臂梁中点B处。该梁为正方形截面，边长a=50mm。已知l=1m，梁弹性模量E=70GPa。试求梁的最大挠度。图5第5页共8页5.（本题15分）如图6所示，梁ABC和杆BD的材料相同。已知该材料的比例极限σp=200MPa，4屈服极限σs=240MPa，弹性模量E=200GPa。梁ABC的惯性矩I=3000cm，抗弯截面系

6、数W=1603cm。杆BD直径d=30mm的圆截面杆。已知载荷F=40kN，设梁ABC和杆BD的安全因数n均为2，试校核该结构是否安全。图6第6页共8页6.（本题15分）如图7所示四分之一圆周等截面平面曲杆，抗弯刚度EI为常量。于其自由端B点作用水平集中力F。试求截面B的铅垂位移ΔBV、水平位移ΔBH和转角θB。图7第7页共8页公式汇总：（1）Δl=FNlEA34TTπdπd（2）tmax=，θ=,Wp=,Ip=WpGIp1632MyM（3）s=,smax=IzW2H（4）自由落体冲击动荷系数kd=1+1+Dst（5）长度为l的悬臂梁，距离固定端a处受集中力F作用时的挠曲线方程为ì

7、Fx2ïw=(3a-x),(0£x£a)ï6EIzí2，x为固定端为原点的轴线坐标。ïFaw=(3x-a),(a£x£l)ï6EIîzF2(x)dxM2(x)dxT2(x)dx¶V（6）N，卡氏定理d=eVe=ò+ò+ò2EA2EI2GIp¶Flll2pEI（7）大柔度压杆临界压力，欧拉公式F=cr2()mlmldπd4（8）柔度l=；圆截面惯性半径i=，惯性矩Iz=。i464第8页共8页