2022年材料力学期末复习题 .pdf
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1、学习资料收集于网络,仅供参考学习资料1、如图示受力杆,已知杆件的质量密度为33mkg108,N600F,考虑杆件自重,试作杆件的轴力图。 (取10gm/s2)2、如图示,钢质圆杆的直径mm10d,kN0. 5F,弹性模量GPa210E。试求杆内最大应变和杆的总伸长。解:杆的轴力如图4maxNmaxmax1006.62EAFEAFEm51006.622AEFlAEFlAEFlAEFlllllCDBCAB3、水平刚性杆CDE 置于铰支座D 上并与木柱AB 铰接于C,已知木立柱AB 的横截面面积2cm100A,许用拉应力MPa7,许用压应力MPa9,弹性模量GPa10E,长度尺寸和所受载荷如图所示,
2、其中载荷kN701F,载荷kN402F。试:(1)校核木立柱AB 的强度;(2)求木立柱截面A 的铅垂位移A。解: (1)点 C 所受力kN12032FFC木立柱 AB 中各段的应力为MPa71NAFAC,安全MPa51AFFCNBC,安全(2)木立柱截面A 的铅垂位移为mm32. 01NNACACBCBCAlFlFEAFN2FFFxDCBAABC3F2FF0.1m0.1m0.1mdDF1 m100100FN/N200600 xF1F2ACDE1.50.51.20.4B(长度单位: m)F10.4m1.2mFCCFB名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
3、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料4、图示结构中,已知各杆的拉压刚度EA 和线膨胀系数l均相同,铅直杆的长度为l。若杆 3 的温度上升T,试求各杆的内力。解: 考察点 B 的平衡,其平衡方程为2N1NFF(1) 03N1NFF(2) 由变形协调条件3312160coslll得)(213N11NEAlFTlEAlFl(其中ll21) 联立解方程 (1)(3) 得52N1NTEAFFl(拉),53NTEAFl(压 ) 5、如图示, 作用在刚性杆AB 上的铅垂
4、载荷F 可以移动, 其位置用 x 表示, 杆 1 和杆 2 横截面面积相同,弹性模量分别为EE1,EE22。试求:(1)欲使杆 1 和杆 2 轴向伸长量相等,x 应为多少?(2)欲使杆 1 和杆 2 轴向线应变相等,x 应为多少?解:刚杆 AB 受力如图0BM,0N1xlFlF,lxlFF1N0AM,0N2FxlF,lFxF2N(1)EAxlFAElFl9.09.011N1,EAFxAElFl22N22当21ll时,29 .0 xxl,llx64. 0149(2)EAlxlFll9. 011,EAlFxll222当21时,2xxl,32lxFN2FN1FABxl0.9lE1E212FAxlBl
5、B6060l123FN1FN2FN36060B132Bl1l2l360 60名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料6、受扭转力偶作用的圆截面杆,长l= 1m, 直径 d=20mm,材料的切变模量G=80GPa,两端截面的相对扭转角=0.1 rad。试求此杆外表面任意点处的切应变,横截面上的最大切应力和外加力偶矩Me。解:rad1012/3ldMPa80maxGmN6.125pmax
6、eWM7、为保证图示轴的安全,将OC 杆与端面 B 刚接,当 B 端扭转角超过容许值s时, C 点与 D 点接触,接通报警器线路而报警。已知轴的许用切应力MPa20,切变模量GPa80G,单位长度的许用扭转角m/ )(35.0。试设计触点C,D 间的距离s。解:因T =eM按强度条件pemaxWMmN3927pWT按刚度条件m/)(286. 0180pmaxGITrad1098.93maxlABmm2ABas2 mAl=0.1md=BCD0.2ma=OMesdlMeMe名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理
7、 - - - - - - - 第 3 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料8、 作剪力图和弯矩图。(1)(2)(3)(4)2m2 m2kN/mmkN12x8F /kNSM/mkNx44aqa2qxxFSMqaqa2qa /22aaFFaFSMFFaxx4m5kN/mmkN2m8FSMxxmkN8 kN12kN6.4mkN8名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习
8、资料收集于网络,仅供参考学习资料9、作图示梁的剪力图和弯矩图a2aqqaFSMxxqa2qa3qa/2qa/2qa /822aaaq4qa2qa2FSM3qaxxqa3qa3qa24qa2qa22FFaaaFSM5F/3xxF/34F/34Fa/35Fa/32m2m20kNmkN8mkN8FSM10 kNmkN1210kNmkN8mkN8xxaqa2aqqaxxFSMqa2qa /22qaqaqa /22a2aqqa2xxFSM2qaqa2qa2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -
9、 - 第 5 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料1m0.5m1 m53.2zC20034kN20kN10、图中悬臂梁,试求截面a-a 上 A、B、C、D 四点的正应力,并绘出该截面的正应力分布图。解:34420 kNm,4.05 10 m12azbhMI4.94 MPa, 0,7.41 MPaaBBCDAzM yI11、截面为工字型钢的简支梁,工字钢型号为No.16,在跨中承受集中载荷F 的作用,在距中点250 mm 处梁的下沿点D,装置了一应变计,梁受力后,测得点D 的应变为44.0 10,已知钢材的弹性模量为210 GPaE,试求载荷
10、F。解:根据单向拉伸时的胡克定律,点D 的正应力为94210 104.0 1084 MPaE根据弯曲正应力公式zMW,查表知 No.16 工字钢的3141 cmzW,因此668410141 1011.42 kNmzMW11.84kN m 由截面法求出截面D 的弯矩 M 与载荷 F 的关系6FlM由此得366 11.42 1045.68 kN1.5MFl47.38kN 12、T 形截面外伸梁受载如图示,设截面对中性轴的惯性矩542.910 mzI。试求梁内的最大拉应力t和最大压应力c。解:弯矩如图12 kN mM的截面上33max512 1053.2 1022 MPa2.9 1033max512
11、10(20053.2) 1060.7 MPa2.9 1010 kN mM的截面上maxmax50.6 MPa, 12.3 MPa18.3MPaFCADB750750250z15 kN20mkNaa1m1m3mDyBCz50A3001807.41 MPa-7.41 MPaM10mkN12mkNx名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料M =ql /2e2ql/2l/2bh13、图示梁,
12、已知l、b、h 及梁材料的,当max时,试求max。解:该梁的剪力图和弯矩图如图所示,22maxmaxmax22634,89MqlbhMqbhl2SmaxSmaxmax342 ,923FbhhFqllAl14、图示简支梁,由三块尺寸相同的木板胶合而成。已知许用切应力 MPa,许用应力 MPa,胶缝的许用切应力 MPa,400 mml,50 mmb,80 mmh,试求许可载荷F。解:maxmaxSmaxmax22,4.2 kN93MMFlFFFWSmaxmax340 kN2FFA胶缝Smaxmax22.5 kN 4.2 kNzzFSFFI b取15、已知杆 BC 的拉压刚度为Ea2,梁 AB 的
13、弯曲刚度为3/24Ea。试用积分法求端点A 的转角A和梁的中点挠度。解:qlxxqwEI220),(322DlaqlC)(3262234laqlxqlxqwEIxlaqlxqlxqEIw)(36242234)(2224laEaqlA()Fl/3hb2l/3FSxqlx3ql /82Mql /82Aq2lBClwx名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料FACBFaa2ad224285
14、2laEaqlw中()16、试用叠加法求图示梁截面B 的挠度和中间铰C 左、右截面的转角。AFEIBCEIaDaa解:EIFaEIaFEIFawwwBFCB448)2(1221333(),EIFaC42右()EIFaEIFaEIFaawCCFC61242222左()17、外伸梁受载如图,已知 =10MPa,。试绘梁的剪力图和弯矩图,并求梁的许可载荷F 的数值。解:( ),2 ( )BCFFFF,其剪力图和弯矩图如图示。6342785.4 10 m ,314.210 mWA由maxFaW, 得7.85 kNF则取7.85 kNF18、将一边长为a=100 mm 的混凝土立方块密合地放入刚性凹座内
15、,施加压力F=200 kN。若混凝土2 . 0v,求该立方块各面应力值。解:201.01 .0102003yMPa 0)(1zyxxvE0)(1zxyzvExzyxFFSFFxxFaFaMPa, 200 mm, 1 mda名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料解得:5xMPa,5zMPa 19、图示正方形截面棱柱体,弹性常数E、 均为已知。试比较在下列两种情况下的相当应力r3。(a
16、)棱柱体自由受压; (b)棱柱体在刚性方模内受压。解: (a)021,3,31r3(b)3,021所以)1(21v所以)1()21()1(31r320、矩形截面的简支木梁,尺寸与受力如图所示,kN/m6.1q,梁的弹性模量MPa1093E,许用应力MPa12,许用挠度m021.0w。试校核木梁的强度与刚度。解:危险截面在中间,MPa55.10maxmaxmaxyyzzWMWM,m5020.022maxwwwwyz,满足强度与刚度条件。21、图示悬臂梁,承受水平力kN8. 01F与铅垂力kN65.12F,m1l。试求:(1)截面为mm90b,mm180h的矩形时,梁的最大正应力及其所在位置;(2
17、)截面为mm130d的圆形时,梁的最大正应力及其所在位置。zF2yF1xzyDChBAbzydll解:危险截面在固定端处,(1)最大正应力位于点A 或 C,MPa97.96622maxbhMhbMzy。(2)最大正应力位于点A或对应点,mkN298. 222zyMMM,MPa7 .10maxWM,(a)(b)yzA4mq4326160q110名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料C
18、zyaBxaAFFAly21z88.45arctanyzMM。22、直径为 d 的等截面折杆,位于水平面内如图所示,A 端承受铅直力F。材料的许用应力为 。试求:(1)危险截面的位置;(2)最大正应力与最大扭转切应力;(3)按第三强度理论的许用载荷F。解:(1)危险截面在固定端C 处。(2)最大应力3max32dFaWMC,3pmax16dFaWTC。(3)由4223r,得adF2323。23、空心圆轴的外径mm200D, 内径mm160d。集中力 F 作用于轴自由端点A,沿圆周切线方向,kN60F,MPa80,mm500l。试求:(1) 校核轴的强度(按第三强度理论);(2) 危险点的位置(
19、可在题图上标明);(3) 危险点的应力状态。解:危险截面在固定端截面处,危险点为点1 与点 2,应力状态如图所示MPa66223rWTM,满足强度条件。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料ABbhFxzyCAP30B2 mz24、矩形截面杆尺寸与受力如图所示,试求固定端截面上点A、B 处的正应力。解:固定端截面上正应力bhFWMWMAFyyzzA5,bhFWMWMAFyyzzB
20、7。25、悬挂式起重机由16 号工字钢梁与拉杆组成,受力如图所示,kN25P,许用应力MPa100, 16号 工 字 钢AB的 弯 曲 截 面 系 数33mm10141zW, 截 面 积22mm101 .26A。试校核梁AB 的强度。解:危险工况为小车位于梁中点,mkN5 .12maxM,kN35 .12NF。最大压应力MPa97NmaxmaxcAFWMz,满足强度条件。26、图示正方形,边长为10amm,材料的切变弹性模量80GMPa,由试验测得BC边位移02. 0vmm。求: (1)切应力xy; (2)对角线 AC 方向的线应变AC。解: (1)002.01002.0,16.0002.08
21、0 xyMPa (2)16.01MPa,16. 03MPa 3113110180216.02)1(2)1()(1GGEACABDCxyvBC名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 22 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料27、图示圆轴受弯扭组合变形,15021eeMMNm。 (1)画出 A,B,C 三点的单元体;(2)算出点 A,B 的主应力值。解:弯曲正应力22.12321503maxdMPa 扭转切应力11. 616
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