材料力学试题07A1

1中国农业大学2008~2009学年春季学期材料力学课程考试试题题号一二三四五六总分得分对象：水利、土木类07级各专业，满分100，共6题，共4页，将答题写在试题上，草稿纸不交。2009年5月26日一.填空题，本大题共7小题，每小题5分，本大题共35分1.低碳钢的σs是在拉伸曲线的阶段中测得，在拉伸曲线的示意图上将σs标出；塑性材料构件强度分析时，σs和σb那个更为重要：。2.由切应力定理知，圆轴纯扭转时纵截面上有平行于轴线的切应力，在轴线上数值为。3.轴的直径为d，材料切变模量为G，许用应力为[τ]，许用单位长度扭转角为[φ′]。按强度条件设计的[Me]为：，按刚度条件设计的[Me]为：。绘出A点应力单元体：4.试求图示单元体的主应变。材料E=60GPa，泊松比μ=1/3。ε1=；ε2=；ε3=。5.图示刚架，横截面圆形，l、F已知。危险截面在，危险截面上弯矩为，危险截面上扭矩为，危险截面上轴力为，绘制危险点的应力单元体：ABCF2FFllzyxeMAeMO80MPa60402考生诚信承诺1.本人清楚学校关于考试管理、考场规则、考试作弊处理的规定，并严格遵照执行。2.本人承诺在考试过程中没有作弊行为，所做试卷的内容真实可信。学院：班级：学号：姓名：6.如图连接件由1个直径为d的铆钉将两块宽度为b，厚度为δ的钢板铆接起来。铆钉中的平均切应力为τ=，铆钉中的平均挤压应力为σbs=。板中有孔截面的平均拉应力为σ=。7.直角三角形ABC，BC、BA的边长为a，O是AC中点，x、y轴分别平行于BC、BA。三角形对x轴的惯性矩为，三角形对x、y轴的惯性积为。二.本大题15分。绘制结构的剪力、弯矩图。CABDqll2l2qlAxBOCyFFFF3三.本大题15分。如图路标牌，风压、自重向其中心点C简化得Fx=5kN，Fy=10kN，Fz=2kN。立柱A处的横截面D=0.4m，d=0.36m，[σ]=100MPa。试用第三强度理论对A截面进行校核。四.本大题15分。图示结构，l=1m；梁ACB的EI=1×105N.m2，拉杆CD的EA=1×108N；载荷q=1kN/m。设计要求C点挠度wC不超过l/100。试作刚度校核。ABzm10ym3m3m3m2m2xDdCCABDql3l4l44学院：班级：学号：姓名：五.本大题10分。图示结构，载荷F=10kN，长度l=1m，各杆材料许用应力[σ]=120MPa，杆BC稳定因数φ=0.164。试设计两杆直径。六.本大题10分。板尺寸l=1m，b=0.1m，厚度δ=0.01m；材料的弹性模量E=210GPa，泊松比ν=0.28；在A处测得45度方向应变为1×10-5。试计算拉力F。lCBFA602/lbFA45F2/l5材料力学试题标准答案和记分规则对象：水利、土木类07级各专业，满分100，共6题，共4页，将答题写在试题上，草稿纸不交。2009年5月26日一.填空题，本大题共7小题，每小题5分，本大题共35分1.低碳钢的σs是在拉伸曲线的屈服（2分）阶段中测得，在拉伸曲线的示意图上将σs标出；（2分）塑性材料构件强度分析时，σs和σb那个更为重要：σs（1分）。2.由切应力互等（3分）定理知，圆轴纯扭转时纵截面上有平行于轴线的切应力，在轴线上数值为0（2分）。3.轴的直径为d，材料切变模量为G，许用应力为[τ]，许用单位长度扭转角为[φ′]。按强度条件设计的[Me]为：（2分），按刚度条件设计的[Me]为：（2分）。绘出A点应力单元体：（1分）32'164e3edGMdM4.试求图示单元体的主应变。材料E=60GPa，泊松比μ=1/3。ε1=（2分）；ε2=（1分）；ε3=（2分）。3213333212132122minmax10222.111011208080208040260260EE5.图示刚架，横截面圆形，l、F已知。危险截面在A（1分），危险截面上弯矩为Mz=2Fl，My=0（1分），危险截面上扭矩为T=2Fl（1分），危险截面上轴力为FN=F（1分），绘制危险点的应力单元体。（1分）6.如图连接件由1个直径为d的铆钉将两块宽度为b，厚度为δ的钢板铆接起来。铆钉中的平均切应力为τ=（2分），铆钉中的平均挤压应力为σbs=（2分）。板中有孔截面的平均拉应力为σ=（1分）。dbFdFdFbs24ABCF2FFllzyxeMAeMO80MPa6040xyxFFFF67.直角三角形ABC，BC、BA的边长为a，O是AC中点，x、y轴分别平行于BC、BA。三角形对x轴的惯性矩为（2分），三角形对x、y轴的惯性积为（3分），0242xyxIaI二.本大题15分。绘制结构的剪力、弯矩图。约束力4分。若剪力图对，约束力不写不扣。ABC：FAy=ql(↑)，FCy=ql(↓)，CD：FCy=ql(↑)，FDy=ql(↑)。剪力图5分，4值：0，1，-1，l。3线：常，常，斜直。弯矩图6分，6值：0，0，1，0，0.5，0。3线：常，斜直，凹。三.本大题15分。如图路标牌，风压、自重向其中心点C简化得Fx=5kN，Fy=10kN，Fz=2kN。立柱A处的横截面D=0.4m，d=0.36m，[σ]=100MPa。试用第三强度理论对A截面进行校核。解：1.内力：（8分）m.kN8.111m.kN50m.kN100m.kN60kN522NyzyzMMMMMTF2.强度：（6分）3343222m10161.2132m02388.014DWDA][MPa77.534MPa88.132MPa94.5174.512094.0223rNWTWMAF3.结论：强度校核通过。（1分）四.本大题15分。图示结构，梁ACB的EI=1×105N.m2，l=1m；拉杆CD的EA=1×108N；载荷q=1kN/m。设计要求C点挠度wC不超过l/100。试作刚度校核。解：1.静不定：（8分）)(2qlM15.0l11)(SqlFCABDqll2l2qlABzm10ym3m3m3m2m2xDdClCABDqCFCwl4CFl3l5AxBOCy7协调：（2分）lwwCFCqC35位移：（2分，2分，2分）EAlFlEIlFEIlFwEIqlEIlqwCCCFCqCC5532488533160384853344结果：（2分）kN301.83759680032553231602323IAlAqlAIlqlFC2.刚度：（7分）条件（5分）01.0100002075.05312.05333.0l结果：（2分）刚度校核通过。五.本大题10分。图示结构，载荷F=10kN，长度l=1m，各杆材料许用应力[σ]=120MPa，杆BC稳定因数φ=0.164。试设计两杆直径。（10分）解：1.拉杆AC（5分）内力：（2分）kN3103NFF拉杆强度：（3分）m01356.03434412121NFddFdF2.压杆BC（5分）压力：（2分）FN=2F=10kN杆稳定：（3分）m03597.044N222NFddF六.本大题10分。板尺寸l=1m，b=0.1m，厚度δ=0.01m；材料的弹性模量E=210GPa，泊松比ν=0.28；在A处测得45度方向应变为1×10-5。试计算拉力F。解：1.测点应力状态分析：（4分）bF2245452.测点应变：（4分）bFEE21145453.力：（2分）kN833.51245bEFlCBFA602/lbFA45F2/l