一、填空题:请将正确答案写在划线内(每空1分,计16分) ⒈ 工程构件正常工作的条件是
――――――――――――、
、――――――――――――、―――――――――――――。
⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。
⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点,其值=τmax -------------。
4.平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、
----------------
。
5.四个常用的古典强度理论的表达式分别为
―――――――――――――――――
、―――――――――――――――――――――、
――――――――――――――
、
―――――――――――――――――――――――――――――――――
。
6.用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ;
――――――――――――――――――――――
;-―――――――――――――――――――――――。
二、单项选择题
⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料,其破坏应力取材料的――――――――――――。
⑴ 比例极限p σ; ⑵ 名义屈服极限2.0σ; ⑶ 强度极限b σ; ⑷ 根据需要确定。 2. 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。
⑴ 矩形; ⑵ 菱形; ⑶ 正方形; ⑷三角形。 3. 杆件的刚度是指――――――――――――――-。
⑴ 杆件的软硬程度; ⑵ 杆件的承载能力; ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力; ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力;
4. 图示二向应力单元体,如剪应力改变方向,则―――――――――――――。 ⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变;
⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变; ⑶ 主应力的大小不变,主平面的方位改变;
⑷ 主应力的大小改变,主平面的方位不变。
5、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形,拉杆头的剪切面积A =――――――――――――。 A.
Dh π
B.
dh π
C.4/2
d π
D.4/)(2
2
d D -π
6、当系统的温度升高时,下列结构中的――――――――――不会产生温度应力.
A B
C D
三、简答题(每小题6分,计12分) 1.支承情况不同的
圆截面压杆如图所示,已知各杆的直径和材料均相同且都为大柔度
杆。①若只考虑纸平面内的稳定,问:那个杆的临界力最大?②若在保持截面的面积不变的
条件下将各压杆的截面改成正方形,试问各压杆的稳定性是提高了还是降了?
2.分别按第三和第四强度理论设计弯扭组合变形杆件的截面,按第三强度论设 计的杆件截面比按第四强度理论设计的截面那个大?为什麽?
四、(12分)某
形截面的外伸梁如图所示,已知:mm 600=l ,截面对中性轴的惯性矩
46mm 1073.5?=z I ,m m 721=y ,m m 382=y 。梁上的荷载kN 9,kN 2421==F F 。 材
料的许用拉应力[]a MP 30=t σ,许用压应力[]a MP 90=c σ,试校核梁的强度。
五、(14分)荷载F作用在梁AB 及CD 的联接处,试求每根梁在连接处所受的力。已知其跨长比和刚度比分别为5
4
232121==EI EI l l 和
六、(14分)承受均布荷载的矩形截面简支梁如图所示,F 的作用线通过截面形心且与y 轴成
15角,已知m 4=l ,mm 80=b ,mm 120=h ,材料的容许应力MPa 10=σ,试求梁容许承受的最大荷载max F
七、(14分)
矩形截面受压柱如图所示,其中1F 的作用线与柱轴线重合,2F 的作用点
位于y轴上,kN 8021==F F ,mm 240=b ,2F 的偏心距mm 100=e 。
求 (1)柱的横截面上不出现拉应力时的h 最小尺寸;(2)当h 确定后求柱横截面上的最大压应力。
一、填空题:请将正确答案写在划线内(每空1分,计16分) 1. 足够的强度,足够的刚度,足够的稳定性; 2.
000052- ;
3.
中性轴上各点,A
F τs
max 23=
; 4. q x
M
F x M q x F ===22s s d d ,d d ,d d ; 5.
()3
13321211,,σσσσσνσσσσr r t r -=+-==()()()[]
21323222142
1
σσσσσσσr -+-+-=
; 6.
()[]32111
σσνσE ε+-=
,()[]13221σσνσE ε+-=,()[]21331σσνσE
ε+-=。 二、单项选择题:请将正确答案的序号填入划线内(每小题3分,计18分) 1.(2);2.(2);3.(4);4.(3).5.(2) 6.(1) 三、简答题(每小题6分,计12分) 1.(d),提高了;
2.按第三强度理论设计的轴径大,
因为按第三强度理论 []31
22)32
(T M σπd +≥
按第四强度理论 []
31
22)75.032
(T M σπd +≥
四、(12分)(步骤(1)正确,3分;步骤(2)4分、(3)正确,5分)
(a )
(b)
解:⑴画梁的弯矩图,如图b 示.
⑵校核最大拉应力。由图可知B C M M 5.1= ,21895.1y y =,所以
12y M y M B C ,故知最大拉应力在B 截面的上边缘各点
[]t 6
61max ,MPa 6.221073.572
108.1σσ =???==Z B t I y M
即拉应力强度满足。
⑶校核最大压应力。由于21y M y M B C ,故知最大压应力C 截面上边缘点
[]c 6
61max ,MPa 8.331073.572
107.2σσ =???==z C c I y M
即压应力强度也满足。 五、(14分)
解:一次超静定问题,基本静定系如图b所示。
(4分)
变形协调条件为 C B w w = (2分) 变形协调方程
()2
32
1
3
133EI Xl EI l X F =
- (6分) 由此解得F X 167
135
=
(2分) 六、(14分) (z y z y W W M M ,,,写出正确,各得2分)
Nmm 1018.5259.044m
kN 20sin 46?=??==
φFl M y Nmm 103.19966.044m kN 20cos 43?=??==Fl M z
332m m 101286?==h
b W y 332
mm 101926
?==bh W Z []σW M W M σz z y y
MPa 141mm 10192Nmm
103.19mm 10128Nmm 1018.53
36336max =??+??=+=
(5分)
该梁强度足够 (1分)
七(14分) 解:偏心压缩问题,移2F 至1F 作用线处
kNm m 200452?==e F M e (2分)
(1) 若使截面上不出现拉应力,则有 (6分)
062
221=-+bh e
F bh F F
解得 mm 372=h
(2)柱截面上的最大压应力 (6分) MPa 34.417.217.262
221max =+=++=
bh
e
F bh F F σ
一、判断题:正确的划√,错误的划×(每小题2分,计10分)
1、对于没有屈服极限的塑性材料,通常将总应变为0.2%时的应力值,定为屈服强度,
表示。()并以
2.0
P
2、空心截面与实心截面比较,由于充分发挥了截面各点的承载能力,因此是扭转变形的合理截面形状。()
3、不论荷载怎样变化,简支梁的最大挠度可用梁跨中截面的挠度来代表。()
4、若压力作用点离截面核心越远,则中性轴离截面越远。()
5、塑性铰单向自由转动,形成塑性铰处弯矩为零。()
二、单项选择题:请将正确答案的序号填入划线内(每小题2分,共12分)
1、塑性材料冷作硬化后,材料的力学性能发生了变化。试判断以下结论哪一个是正确的
():
A.屈服应力提高,弹性模量降低;
B.屈服应力提高,塑性降低;
C.屈服应力不变,弹性模量不变;
D.屈服应力不变,塑性不变。
2、在图所示状态中,按剪应力互等定理,相等的是______。
A.τ1=-τ2;
B.τ2=-τ3;
C.τ3=-τ4;
D.τ4=-τ2;
3、等直梁受载如图所示.若从截面C截开选取基本结构,则_____.
A.多余约束力为F C,变形协调条件为ωC=0;
B.多余约束力为F C,变形协调条件为θC=0;
C.多余约束力为M C,变形协调条件为ωC=0;
D.
多余约束力为M C ,变形协调条件为θC =0;
4、图示三根压杆,横截面面积及材料各不相同,但它们的 相同。 A.长度因数; B.相当长度; C.柔度; D.临界压力
5、构件由突加荷载引起的应力,是相应静载引起应力的 。 A .一倍(1=d K ) B .二倍(2=d K ) C .三倍(3=d K ) D .四倍(4=d K )
6、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形,拉杆头的剪切面积和挤压面积 分别为( )。
A.Dh π ,4/2
d π B.dh π ,4/)(2
2
d D -π C.4/2d π, 4/2
D π D.4/)(2
2
d D -π,dh π
三、填空题(每空2分,共10)
1、 直径为D 的实心圆轴,最大的容许扭矩为T ,若将轴的横截面积增加一倍,则其最大容许扭矩为____ __。
2、图示为某点的应力状态,其最大切应力τmax=__ ___MPa。
3、若构件内的应力随时间作交替变化,则该应力称为,构件长期在此应力作用下,会发生无明显塑性变形的骤然断裂,这种破坏现象称为。4、杆件的刚度代表杆件的能力。
5、图示低碳钢拉杆的外表面上有斜线,当杆件变形时,请将杆上斜线新的位置画在图上,低碳钢的破坏是由应力引起的。
四、作图题(13分)
画出所示梁的剪力图和弯矩图,在图上注明控制截面的F s和M的值,并指出剪力和弯矩绝对值的最大值。
五、计算题(17分)
1图示为一矩形截面铸铁梁,受两个横向力作用。
(1)从梁表面的A、B、C三点处取出的单元体上,用箭头表示出各个面上的应力。(2)定性地绘出A、B、C三点的应力圆。
(3)在各点的单元体上,大致地画出主平面的位置和主应力的方向。
(4)试根据第一强度理论,说明(画图表示)梁破坏时裂缝在B、C两点处的走向。
六、计算题(12分)
铸铁梁受荷载情况如图示。已知截面对形心轴的惯性矩Iz=403×10-
7m 4,铸铁抗拉强度[σ+
]=50MPa ,抗压强度[σ-
]=125MPa 。试按正应力强度条件校核梁的强度。
七、计算题(13分)
图示结构中,AC 为刚杆,CD 杆的材料为Q235钢,C 、D 两处均为 球铰,已知d =20mm,材料的E =200Gpa,MPa s 235=σ,稳定安全因数
0.3=st n .试确定该结构的许可荷载。
八、计算题(10分)
作等直杆的轴力图
一、填空题(每空2分计10分)
1、?
2、 √
3、×
4、×
5、×
二、单项选择题:请将正确答案的序号填入划线内(每小题2分,共12分)
1、B
2、C
3、A
4、B
5、B
6、B 三、填空题:(14分)
1、22;
2、30;3、交变应力,疲劳破坏;4、抵抗变形 5、切
四、简答题:(13分)
求支座约束反力 KN F KN
F B A 210== (3分)
剪力图 (3分) 弯矩图 (3分)
m KN M KN F S .37max max == (4分)
五、计算题(17分)
A 、
B 、
C 三点的应力状态每个2分, (共6分)
A 、
B 、
C 三点的应力圆每个2分, (共6分) A 、B 、C 三点的主应力圆每个1分, (共3分) 梁破坏时裂缝在B 、C 两点处的走向 (2分) 六、计算题(12分) 作弯矩图
B 截面
C 截面
七、计算题(12分)
压杆所受外力 4
P
F F =
(1分) 压杆临界力的计算 1=μ l=1m (1分)
mm d
i 54
==
(1分) 2005
10001=?=μ=
λi l (2分) 6.91=σπ
=λs
p E
p λ≥λ大柔度 (2分) (3分)
由稳定性条件:
kN EI F cr 5.1510
642014.31020014.3100064
3
2
22=??
??=π=st cr P
n F F
≤4kN
n F F st cr P 67.200.351544=??=?=24
75
.12m
kN ?MPa
3.36=7
33max
1040310611024--+????=
B σ
733max
10403101391024---????=
B σ
MPa
8.82=7
33max
10403101391075.12--+
????=C σMPa 44=求反力1分
作图2分
(3
(3
(3
(2分)
八、计算题(10分)
020
21=+---=∑R P P R X
(1分)
EA
a
R EA a N L 111==
?
(1分)
EA
a
P R EA a N L 2)(2122+==? (1分)
EA
a
R EA a N L 233==? (1分)
0321=?+?+?L L L (2分)
P R P R 4/74/521=-=
(2分)
(2分)
一、判断题:正确的划√,错误的划×(每小题2分,计10分)
1、对于没有屈服极限的塑性材料,通常将弹性应变为0.2%时的应力值,定为屈服强
表示。()度,并已
P
2.0
2 圆轴扭转时,实心截面上没有切应力等于零的点。()
3、在变截面梁中,最大正应力不一定出现在弯矩值最大的截面上。()
4、承受斜弯曲的杆件,其中性轴必然通过横截面的形心,而且中性轴上正应力必为零。
5、在通过截面形心的一对坐标轴中,若有一个为对称轴,则该对称轴就是形心主惯性轴。
二、单项选择题:请将正确答案的序号填入划线内(每小题2分,共12分)
1、关于低碳钢试样拉伸至屈服时,有以下结论,请判断哪一个是正确的:A.应力和塑性变形很快增加,因而认为材料失效;
B.应力和塑性变形虽然很快增加,但不意味着材料失效;
C.应力不增加,塑性变形很快增加,因而认为材料失效;
D.应力不增加,塑性变形很快增加,但不意味着材料失效。
2、悬臂梁由两根槽钢背靠背(两者之间未作任何固定连接)叠加起来放置,构成如图示.在载荷作用下,横截面上的正应力分布如图_________所示.
A B C D
3、当系统的温度升高时,下列结构中的____不会产生温度应力.
A B
C
D
4、现有两种说法:(1)塑性材料中若某点的最大拉应力σmax=σs,则该点一定会产生屈服;(2)脆性材料中若某点的最大拉应力σmax=σb,则该点一定会产生断裂,根据第一、第四强度理论可知,说法.
A.(1)正确、(2)不正确;
B.(1)不正确、(2)正确;
C.(1)、(2)都正确;
D.(1)、(2)都不正确。
5、长度系数的物理意义是。
A.压杆绝对长度的大小; B. 对压杆材料弹性模数的修正
C. 将压杆两端约束对其临界力的影响折算成杆长的影响
D. 对压杆截面面积的修正。
6、在电梯内放置重量为W的重物,若电梯以重力加速度下降,则重物对电梯的压力。
A.加大 B.减少 C.为零 D.不变
三、填空题(每空2分,共14分)
1、实心圆轴,两端受扭转外力偶矩作用。直径为D时,设轴内的最大剪应力为τ,若轴的直径改为D/2,其他条件不变,则轴内的最大剪应力变为______。
2、对于作匀加速直线运动和等速转动的构件,其内力的求解与静力学方法相似,仅需加上即可。
3、纯剪切状态属于(单、双、三)向应力状态。
4、工程构件正常工作的条件是足够的强度、足够的刚度和。
5、对于超静定结构,当未知力个数多于平衡方程个数时,需补充条件,来求解问题。
6、用积分法求图示梁的挠度时,确定积分常数的条件是
。并画出挠曲线的大致形状。
四、作图题(共13分)
画出所示梁的剪力图和弯矩图,在图上注明控制截面的F s和M的值,并指出剪力和弯矩绝对值的最大值。
五、计算题
图示等直圆杆,已知外力偶矩MA = 2.99 kN·m,MB = 7.20 kN·m,MC = 4.21 kN·m,许应切应力[τ]=70 MPa,许可单位长度扭转角[φ’]=1(°)/m,切变模量G = 80 GPa。试确定该轴的直径d。(共11分)
六、计算题
在受集中力偶矩Me作用的矩形截面简支梁中,测得中性层
上k点处沿45o方向的线应变为o
,已知材料的E,ν和梁的横截面及长度
45
尺寸b,h,a,l.试求集中力偶矩Me。(13分)
七、计算题
Q235钢制成的矩形截面杆,两端约束以及所承受的载荷如图示((a )为正视图(b )为俯视图),在AB 两处为销钉连接。若已知L =2300mm ,b =40mm ,h =60mm 。材料的弹性模量E =205GPa 。试求此杆的临界载荷。(14分)
八、计算题
图示木梁受以可移动荷载F=40kN 作用.已知[]M Pa 10=σ, []MPa 3=τ。木梁的截面为矩形,其高宽比2
3
=b h 。试选择梁的截面尺寸。(13分)
一、填空题(每空2分计10分)
1、?
2、 ×
3、√
4、√
5、√
二、单项选择题:请将正确答案的序号填入划线内(每小题2分,共12分)
1、C
2、D
3、A
4、B
5、C 6、C 三、填空题:(14分)
1、8τ;
2、惯性力; 3、双;4、足够的稳定性; 5、变形协调 6、右左=B B C A A ωωωθω000
===
四、简答题:(13分)
求支座约束反力 KN F KN
F B A 2535== (3分)
剪力图 (3分) 弯矩图 (3分)
m KN M KN F S .25.3125max max == (4分)
五、计算题(11分) 利用截面法作扭矩图
(2分)
强度校核
(1分) 刚度校核
(3分)
[]3max max
3
4.211016p T W d
ττπ??==≤mm
d 4.67≥[]?πππ
?'≤??
=?='180
32
8021.4180
4
max max
d GI T P (3
(1分) 二者取大值
(1分)
六、计算题(13分)
l
M F e
s =
(2分) lbh
M A F e
s 2323max ==
τ (3分) max 31τ=σ-=σ (3
分)
[]lbh M E E e 23.113145ν+=νσ-σ?=ε (3分) () 45
132ε?ν+=
lbhE
M e (2分)
七、计算题(14分) 正视图:
俯视图:
123
bh I z =
bh
A =A
I i z z =
3
2h =
z
z i l μλ=32h l μ=()0
63
2
23001??=
8.132=101
=P λ 12
3
hb I z =
bh
A =5
.0=μA
I i y y =
3
2b =
(2
(2
(2
(2
(2
八、计算题(13分) 由剪应力强度计算
F smax =40kN (2分) []ττ≤=
bh
F S max
max 23 (3分)
b=115.5mm, h=173mm; (1分) 由正应力强度计算
M max =10kN.m (2分)
[]σ≤=
σz
W M max
max (3分) b=138.7mm, h=208mm (1分) 二者取大值 (1分)
y y i l μλ=3
2b l μ=()40
3
2
23001??=
6.99=101
=P λ ()2
2L EI F z
cr μπ=2
3
322300
12604010205?????=
πkN
275=(2
(2