福建工程学院材料力学A卷答案.docx
福建工程学院20072008学年第二学期期末考试试卷宙批表课程名称材料力学考试班级车辆0601、0602参加考试学生人数58任课教师盛冬发命题教师盛冬发试卷类型（A、B）A考试形式开卷（）闭卷（J）答卷纸（张）0草稿纸（张）1审核人意见审核人签名：教研室意见（签字）系（部）意见（签字）试题参考答案及评分标准一、填空题（每空I分，共10分）1、材料力学的任务是研究材料的力学性能，并为构件的强度、刚度、稳定性的计算提供必要的理论基础和方法。2、塑性材料拉伸到超过屈服极限后卸载，然后第二次加载，其比例极限得到了提高，而塑性变形和伸长率却有所降低。这一现象称为冷作硬化。3、如图1所示的受扭圆杆，沿与轴向成45。方向破坏，说明杆的材料为脆性材料。4、用积分法求如图2所示的梁变形时，支承条件为.r=,w=0x=24,吗=0，连续光滑性条件为x=q.w=叼=0,4=%；X=ZJ.卬2=吗=04=%。图1qtA耳逢1图2第2页5、如果单元体的三个相互垂直的面上都无切应力，这种切应力等丁零的面称为主平面，主平面上的正应力称为主应力.6、分析组合变形时，可先将外力进行简化或分解，把构件上的外力转化成几组静力等效的载荷，其中每一组载荷对应着一种基本变形。这样，可分别计算每一组基本变形各自引起的应力、内力、应变和位移，然后将所得结果叠加，便是构件在组合变形下的应力、内力、应变和位移，这就是一叠加原理.二、选择题（每题2分，共10分）1、图3示阶梯形杆4。受三个集中力P作用，设AB、BC、Co段的横截面面积分别为3A、2A、A,则三段杆的横截面上（A）。（A）轴力不等，应力相等（）轴力相等，应力不等（C）轴力和应力都相等图3(D)轴力和应力都不相等2、低碳钢单向拉伸的许用应力。=”为安全系数,（A）比例极限。（C）屈股极限q（B）弹性极限q（D）强度极限外3、在下列四种情况中，（Z）称为纯弯曲。（A）载荷作用在梁的纵向对称面内（B）载荷仅有集中力偶，无集中力和分布力（C）梁只发生弯曲，不发生扭转和拉压变形（D）梁的各个载面上均无剪力，且弯矩为常量4、图4所示截面抗弯截面系数W：为（C）.0取为（C）5、矩形截面梁剪切弯曲时，在横截面的中性轴处（B）。(A)正应力最大，剪应力为零（B）正应力为零，剪应力最大（C）正应力和剪应力均最大（D）正应力和剪应力均为零第3页三、如图5所示构架,钢杆AB直径&=30“，其许用应力RrJ=I50MP,铸铁杆Be宜径4=40”，其许用应力RrrJ=I（X）MPa,试求载荷P的最大充许值。（本题共14分）T1IT2I联娱=互+或解：（1）选节点4为研究对象，受力分析如图所示。（3分）（2）列平衡方程EFX=O%sin300-Fbasin600=0ZFY=0Fbcs30o-Fbasin60o-P=O联立求解，可得Fra=P,=3P（4分）（3）求载荷P的最大充许值根据钢杆A6,其强度条件为竺？SgJd;-32x2xOx0.532x4x（f0580×109××0.14×（1-0.84）80×109××0.14x（1-0.84）=2.16×10-3（raJ）（4分）五、作出如图7所示外伸梁的剪力图和弯矩图,解：（1）求支反力。选择整体为研究对象，受力分析如图所示，列平衡方程%=0"v+7_“a_的=0q、均为已知。（本题12分）即Pg¾5="3026506=0603（咖）（3分）44ZMA（尸）=0根据钢杆BC,其强度条件为竺给d;>1_7FBY×2a+qai-ca×3a-c×（2ar=O联立求解，可得即P,1=jr×4×1°×100×106=72.55（AN）（3分）4343综合考虑钢杆AB和铸铁杆BC的强度，可知P72.55（M）（1分）四、如图6所示的空心圆轴，外径O=IOo，内径d=80"iw.I=500n.M1=6kNin,FN=qa、FBy=2ga（4分）M2=4kNm,材料的剪切弹性模量G=80GP40（1）绘出轴的扭矩图：（2）求轴的最大剪应力；（3）求C截面对4截面的相对扭转角少A。（本题12分）解：（1）给出扭矩图如图所示。（2）求轴的最大剪应力T二16、miuFR（4）（4分）16×4x103×I3×10-9×（1-0.84）=34.5（MPa）（3）求C截面对A故面的相对扭转角8的竹（2）通出梁的剪力图如图所示。（4分）（3）画出梁的弯矩图如图所示。（4分）第5页六、单元体应力如图8所示，试计算主应力，并求第四强度理论的相当应力。（本题共10分）解：从图中可以看出，<=IOOMPa,y=-00MPa,xy.=-00MPa,代入主应力的计算公式，有MFn6x9×1034x145x1()3WA-o.18×O.32-O.18×O.3=-7.41(MPa)(5分)x+-T=1001oq÷_100):2V2=Ioo(MPa)IoOA/Pa=1(X)A/IOOA1ZJaMFn=6×9×IOWT-0.18×0324x145×1030.18×03=-14.1(MPa)（5分）七、如图IO所示的圆杆，直径d=100,材料为Q235钢，材料参数E=200GPa,100.试求压杆的临界力冗（本题共15分）%+2100-100100+I2V2=-1002(AO/+(-100)（7分）r4=(1-2)2+(2-3)2+(3-1)2=100疯MPa)（3分）解：杆的惯性半径为i=-=25rmn(5分)4杆的柔度为=2x20°°=160>=100(5分)/25P杆为大柔度杆，故临界压力为r.2EI3×2×109×0.14“一,、”八、Fct=；=605.6(AA)(5分)(W)264×(2×2)2Sio七、如图9所示矩形截面柱承受压力再=Io（WV和B=45他的作用，B与轴线的偏心矩e=2(XMn°b3Qnun,A=300mm,求m和<mjn.(17分)解：（D在矩形截面柱上假想地用一个截面将柱截断，联截面以上部分为研究对象，受力分析如图所示。（3分）（2）列平衡方程=0-Fn-Fi-F2=OM（F）=0M-F2e=0009解得风=一月一行=7451M=F2e=9(kNm)
