华南理工大学801材料力学2014-2016年考研真题试卷

801华南理工大学2014年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：材料力学适用专业：力学；机械制造及其自动化；机械电子工程；机械设计及理论；车辆工程；船舶与海洋工程；生物医学工程；机械工程(专硕)；生物医学工程(专硕)；车辆工程(专硕)共4页第1页一、某拉伸试验机的结构示意图如图1所示。设试验机的CD杆与试样AB材料同为低碳钢，其MPa200P，MPa240S，MPa400b。试验机最大拉力为100kN。试问：（1）用这一试验机作拉断试验时，试件直径最大可达多少？（2）若设计时取试验机的安全因素n=2，则CD杆的横截面面积为多少？（3）若试件直径d=10mm，欲测弹性模量E，则所加荷载最大不能超过多少？（15分）图1二、多跨等截面梁由AC和CD组成，受力及尺寸如图2所示。梁截面上、下两层厚度相等，且为同一钢质材料，许用应力MPa200][，中间层为轻质填充材料。（1）试作多跨梁的剪力图和弯矩图；（2）若不考虑中间层填充材料对结构强度的影响，试校核多跨梁的弯曲正应力强度。（15分）第2页图2三、如图3所示，梁AB长为2a，弯曲刚度为EI，A端固定，B端由长为a的杆BC支撑，拉压刚度为EA。系统在无外力作用的初始状态下，杆BC的内力为零。当梁AB跨中D处作用集中荷载F时，C处基础发生沉降至C处，沉降量为s，若不考虑杆BC的稳定性，试求杆BC的内力。（20分）图3四、一外径为Ad，壁厚为At的空心圆管A右端套接安装于另一外径为Bd，壁厚为Bt的空心圆管B的左端，如图4所示。A、B两管的A端和B端均为固定端。初始，圆管B两孔连线与圆管A两孔连线夹角为。扭转圆管B至各孔对齐，孔内放入直径为pd的销钉C。松开圆管B，系统处于平衡状态。假设切变模量G是常量。试求（1）A、B端的约束反力偶AT和BT；（2）若销钉C的许用切应力为][p，求角的最大值。（20分）图4第3页五、一钢板上有直径d=300mm的圆，若在板上施加如图5所示的应力。已知钢板的弹性模量GPa206E，泊松比28.0。试问钢板上的圆将大致变成何种图形？请图示之，并计算其特征尺寸。（15分）图5六、一两端密封的圆柱形压力容器，圆筒部分由壁厚为，宽度为b的塑条滚压成螺旋状并熔接而成。圆筒的内直径为D，且D，如图6所示。容器承受的内压的压强为p，若熔接部分承受的拉应力不得超过塑条中最大拉应力的80%，试求塑条的许可宽度b。（15分）图6七、某路牌由标牌、梁AD及柱AC组成。柱AC由空心圆管AB和BC两段组成，两圆管内外径之比均为9.0，且外径分别为m10.01D，m12.02D。其余尺寸参数如图7所示。已知柱AC材料为不锈钢，材料的许用应力MPa200][，忽略梁AD、柱AC的自重，仅计入标牌重量G=0.8kN（标牌重心位于其几何中心O处），标牌正面承受内法向均布风荷载2kN/m9.0q作用。（1）计算柱AC在A、B、C截面的轴力、扭矩及弯矩值；（2）按第四强度理论校核柱AC的强度。（20分）第4页图7八、桁架如图8所示，重量为PF的物体，自高度h处自由下落到节点B上。已知各杆的拉压刚度均为EA，E=200GPa，2mm100A，a=1m，kN5PF，h=3mm。若不考虑压杆的稳定性，试求AC杆的转角。（15分）图8图9九、某天线发射装置如图9所示，由箱体A和杆BC组成，箱体A自重为G，忽略杆BC的自重。杆BC为空心圆管，内径d=95mm，外径D=100mm，长L=1.5m，底部固定于基础。已知杆BC的材料为Q235钢，弹性模量GPa206E，屈服强度MPa235S，大柔度杆临界柔度值101P，中柔度杆临界应力公式bacr，其中MPa304a，MPa12.1b，为压杆柔度。（1）求杆BC不失稳的许用荷载G；（2）若G=8.5kN，为提升信号发射质量，考虑加长杆BC，求杆BC不失稳的最大许可长度。（15分）801华南理工大学2015年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：材料力学适用专业：机械工程；车辆工程；机械工程(专业学位)；车辆工程(专业学位)；力学；船舶与海洋工程；生物医学工程；生物医学工程(专业学位)共4页第1页1.换轮胎时，司机在十字扳手的两端施加了力P=100N，如图所示。已知钢制扳手的切变模量G=78GPa，扳手各单臂长均为225mm，由直径为d=12mm的实心圆截面杆构成。试确定：（1）转动螺母时扳手臂内的最大切应力max；（2）该臂的扭转角。（15分）题1图2．由纵向排列的玻璃纤维和某基体材料制成的复合材料杆件如图所示。其中，玻璃纤维的弹性模量E1=69GPa，基体材料的弹性模量E2=34GPa。若纤维横截面面积占总横截面面积的50%，试求：（1）杆的组合纵向弹性模量EL；（2）当杆受轴向拉力FP作用时，纤维与基体的应力之比。（20分）题2图第2页3．图示减震器用于支撑某仪器设备。已知减震器钢制外套管的内径为b，位于减震器中心的实心钢杆直径为d，钢杆承受轴向荷载P，空心橡胶圆筒牢固粘接于钢杆和外套管之间，相互间无滑移。（1）试求距减震器横截面中心r处橡胶圆筒上一点的切应力；（2）假定钢杆和外套管是刚性材料，橡胶材料的切变模量为G，试求由荷载P引起的减震器中心钢杆的竖向位移。（15分）题3图4．已知具有顶角的水坝如图所示，设斜面上一点A处承受水压力p1，又测得沿斜面方向的压应力大小为p2（p2p1），试求A点主应力及A点处X、Y方向上的应力分量。（20分）题4图第3页5．如图，起重机在横梁上运行，梁AB由两根No.28a工字钢组成，起重机自重G=50kN，起重量FP=10kN，忽略梁自重。已知材料的许用应力[]=160MPa，[]=100MPa。试校核梁AB的强度。（附型钢表，No.28a工字钢：Iz=7114.14cm4，Wz=508.15cm3，Iz/S*zmax=24.62cm，b=8.5mm。）（20分）题5图6．某水轮机主轴的示意图如图所示。已知水轮机组的输出功率P=37500kW，转速n=150r/min。轴向推力Fx=4800kN，转轮重W1=390kN，主轴内径d=340mm，外径D=750mm，自重W=285kN。主轴材料为45号钢，其许用应力[]=80MPa。试求主轴的三个主应力和最大切应力，并按第三强度理论校核该轴的强度。（20分）题6图第4页7．图示结构受重物冲击，W=30kN自高度H=12mm处自由落下至C点。已知梁BC为钢梁，弹性模量E1=210GPa，惯性矩I1=5020cm4，立柱AB和支杆DE均为圆截面木杆，立柱直径为D=40cm，支杆直径为d=15cm，木材的弹性模量E2=10GPa。试用能量法求C点的垂直动位移（忽略弯曲杆件的剪切和轴向变形）。（20分）题7图8．AB钢梁受均布荷载q（kN/m）作用，中点C处由组合杆件CD支撑，CD杆由4根材料为铸铁，直径为d=4cm的圆杆组成，如图所示。试计算荷载q的许用值。已知：钢材的弹性模量Est=210GPa，梁截面的惯性矩Iz=17310cm4，铸铁的弹性模量Ec=150GPa，比例极限p=230MPa，稳定安全系数nst=3。（20分）题8图CD杆横截面示意图801华南理工大学2016年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：材料力学适用专业：力学；机械工程；船舶与海洋工程；生物医学工程；机械工程(专业学位)；生物医学工程（专业学位)；车辆工程(专业学位)共4页第1页一、（20分）图示桁架，三杆的横截面面积、材料弹性模量和许用应力均相同，分别为A、E和[]，杆2长为0l。（1）试确定桁架的许用载荷[]F；（2）为了利用装配应力提高桁架的许用载荷，将杆2长度加工为0l，试求许用载荷可能达到的最大值max[]F和相应的的大小。题一图二、（20分）图示实心圆轴AC左端马达的输出功率为200kW，转速为1000r/min。齿轮B和C传递的功率分别为90kW和110kW。若材料许用切应力[]50MPa，切变模量80GPaG。设11.8m,L21.2mL。轴上A、C截面间的许用相对扭转角[]1.5AC，试确定轴的直径d。题二图第2页三、（20分）一重量W=82kg的人立于斜放的梯子AB上的C点处，梯子自重q=36N/m。梯子的两个扶手分别有底座支承，扶手宽度4mmrt，底座侧支撑板厚度5mmst，每个扶手与底座用螺栓连接，螺栓直径8mmpd。试求：（1）支座A和B处的约束力；（2）底座A处螺栓的切应力和挤压应力bs。题三图四、（15分）矩形截面悬臂梁受力及尺寸如图示。假想将梁沿中性层截开，试画出梁下半部分分离体的受力图，并列出其平衡方程。题四图第3页五、（15分）从钢制圆柱S中切去一小圆柱体，以力F将一橡胶圆柱R无间隙地压入钢圆柱内，如图所示。橡胶圆柱长为L，横截面面积为A，其上表面承受均布荷载作用。橡胶材料的弹性模量为E，泊松比为，忽略摩擦以及钢圆柱的变形。试求：（1）橡胶圆柱侧面与钢圆柱壁之间的压力p；（2）橡胶圆柱的轴向压缩量。题五图六、（20分）某书店指示牌安装于一空心圆截面杆上，各部分尺寸如图所示。风载p=2kPa垂直作用于指示牌表面。忽略弯曲切应力，试求：（1）空心圆截面杆内最大弯曲正应力和最大扭转切应力的大小及位置；（2）分别以原始单元体和主单元体表示空心圆截面杆底部截面上A点和B点的应力状态。题六图第4页七、（20分）图示结构，重物1.5kNW自高度20mmh处自由落下至梁AB的中点D处。已知梁AB和柱BC均为Q235钢，弹性模量206GPaE，许用应力[]150MPa。梁截面惯性矩4100cmI，弯曲截面系数336.2cmW，梁长2ml。柱截面惯性矩416.25cmI，截面面积211cmA，柱长2ma。试对此结构进行安全校核。附表：柔度折减系数01200.981400.927600.842700.789800.731900.669题七图八、（20分）图示梁AB和C支座有间隙600ld，设加载后梁与C支座接触。已知梁的弯曲刚度EI为常数。试计算梁截面C处的弯矩值及截面A的转角。题八图D需要更多资料的同学加学长QQ：2990506811（备注华工考研+专业）01近几年考研专业课考试真题试卷02近几年考研专业课考试真题试卷答案03学长学姐专业考研笔记04华南理工大学本科课程课件、期末试卷、题库等资料05考研专业课参考教材课后答案、课件、复习笔记等资料06专业课视频教学07复试指导和资料等08公共课（数学、政治、英语）资料09等等等