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1…………试卷装订线………………装订线内不要答题，不要填写考生信息………………试卷装订线…………姓名学号专业班级学院武汉理工大学考试试卷（A卷）2011~2012学年1学期工程力学课程闭卷时间120分钟，学时，学分，总分100分，占总评成绩%年月日题号一二三四五六七合计满分100得分一．杆AC和杆BC在C处铰接，两杆自重不计，荷载分布q，集中力4qa，求A和B处的约束反力。（15分）二．一悬臂吊车，其结构尺寸如图所示，已知电葫芦的自重为G=2KN，起重量为8KN，拉杆采用Q235圆钢，比例极限为σp=200MPa，屈服极限为σs=240MPa，强度极限为σb=480MPa。安全系数为1.7，横梁自重不计。得分2求：（1）许用应力[σ]；（2）选择杆直径d；三．一传动轴如图所示，长度为2l，直径为d，两段材料相同，剪切弹性模量为G，外力矩为4m、6m、2m。(15分)（1）画出该轴的扭矩图；（2）计算轴的最大切应力τmax；（3）计算轴截面A与C之间的相对扭转角Φ。3四．钢梁受力如图所示，F=30KN，q=15KN/m，试画出梁的剪力图和弯矩图（15分）五．图示铸铁梁，已知IZ=780cm4，y1=30mm，y2=80mm，许用拉力[σt]=40MPa，许用应力[σc]=170MPa，试校核该梁的强度。（15分）4六．图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kN·m的作用。已知M=200GPa，μ=0.3，[σ]=140MPa。试求：①作图示圆轴表面点的应力状态图。②求圆轴表面点的主应力大小。③按第三强度理论校核圆轴强度。七．已知：A端固定B端自由的AB杆，长度1m，直径d=40mm，材料为Q235钢，E=200GPa，λp=100，λs=60，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa,压力p=20KN，稳定安全系数[nst]=3。试校核AB杆的稳定性。（10分）…………试卷装订线………………装订线内不要答题，不要填写考生信息………………试卷装订线…………5武汉理工大学考试试题答案（B卷）2011年~2012年第一学期工程力学课程一．由于C处铰接，C右边的所有力对C点的弯矩和为0即P*a－FBy*2a=0FBy=p/2=2qa（2分）以BC为整体分析，水平方向为X轴，竖直方向为Y轴，以方向向上为正，在Y轴方向上的力平衡：FBy+FCy－P=0FCy=P－FBy=P/2=2qa（2分）以方向向右为正，在X轴方向上的力平衡：FBx＋FCx=0且B点处为滑轮支座，FBx=0FCx=0（2分）以AC为整体分析Y轴方向上受力平衡：FAy－FCy=0FAy=2qa（2分）X轴方向上受力平衡:FAx－FCx－2a*q=0FAx=2qa（3分）AC杆所有外力对A点的弯矩平衡：MA=2aq*（2a/2）=2a2q(逆时针方向)（4分）二．由题意知6（1）许用应力[σ]=σs/ns=141.18MPa（5分）（2）FBC=(Q+G)/sin30°=20KN（5分）FBC/A＜[σ]A=πd2/4d≥13.4mm最后可用d=15mm的圆钢（5分）三．（1）（4分）（）由题意得：由于圆轴横截面不变，所以不变，﹦〉（6分）（）（5分）四．支座反力,0AFkNFB60（7分）mkN30MmkN30MkN30kN30sFkN30kN30sFkN30kN30sF7（8分）五．由题意可知，该梁受到的弯矩图如下：（5分）故截面部分受拉力，部分受压力σ1=M*/IZ=34.62MPa〈[σt]=40MPa（5分）σ2=M*/IZ=92.31MPa〈[σc]=170MPa（5分）满足强度要求。六.解：①点在横截面上正应力、切应力3N247001089.1MPa0.1xFA（2分）33P1661030.6MPa0.1TW点的应力状态图如下图：（4分）②σmax（3分）σmin可知σmax=98.6MPaσmin=－9.5MPaσ1=σmax=98.6MPaσ2=0MPaσ3=－9.5MPa（2分）③强度校核σep3=σ1－σ3=108.1MPa＜[σ]=140MPa（4分）所以圆轴强度满足要求七．由题可知：μ=2i=d/4=10mm8λ=μL/i=200λ=200＞λp=100为大柔度杆（7分）σcr=π2E/λ2=49.3MPa（5分）σ=F/A=16MPa＜σcr/nst=16.4MPa（3分）满足稳定要求