材料力学试卷4及答案



（装 订 线 内 不 准 答 题）

命题教师____________________审核________________________

课程名称       材料力学           考试   _  __（A、B卷） 适用专业班级                       考试形式        （开、闭） 题号

一

二

三

四

五

六

七

八

总分

计分

一、填空题：（每小题5分，共30分）

1. 构件的承载能力主要从        、       、         三个方面来衡量。

2. T为圆杆横截面上的扭矩，试画出截面上与T对应的切应力分布图。

3. 提高梁的弯曲强度的措施有：（1）                  ，（2）          

           ，（3）                     。

4. 单向应力状态即为                  的应力状态；二向应力状态即为

                   的应力状态。圆轴受扭时，轴表面各点处于         

       的应力状态。

5. 在静应力保持不变的前提下，提高静变形，将会        （“提高”和“降低”选一）构件承受冲击的能力。

6. 构件疲劳破坏的实质是           的形成和扩展。构件疲劳破坏的断口有界分区，分为         区和         区。

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二、齿轮用平键与轴联接(图中只画出了轴与键，未画出齿轮)。已知轴的直径d=70mm，键的尺寸为：b=20mm，h=12mm，l=100mm，传递的扭转力偶矩M =2kN·m，键的许用应力〔τ〕＝60MPa，〔σbs〕＝100MPa 。试校核键的强度。（15分）

                    

三、梁AB为10号工字钢，Wz=49cm3，已知梁下表面C处横截面上的正应力c=60MPa。试求载荷F的值。（14分）

                                      

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四、求图示单元体的主应力。（12分）

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五、圆杆受轴力F和力偶M作用，已知圆杆直径为d=10mm，材料为钢材，许用应力为 [σ]=120MPa，力偶。试求许可载荷F的值。 （15分）

六、图示托架各杆均以圆柱形铰链联接和支承，BC杆直径d=40mm，材料为A3钢，压杆的大柔度限值λ1=100，λ2=60。试判定压杆BC的类型和该杆临界应力的计算公式。（14分）

湖南工程学院试卷参及评分标准（    卷） 

（装 订 线 内 不 准 答 题）

课程名称        材 料 力 学         一、填空题：（每小题5分，共30分） 1. 强度、刚度、稳定性。 2.截面上与T对应的切应力分布图为 3. 提高梁的弯曲强度的措施有：（1） 合理安排梁的受力情况  ，（2） 采用合理截面  ，（3）  采用等强度梁  。 4. 单向应力状态即为 只有一个主应力不为零 的应力状态；二向应力状态即为 有两个主应力不为零 的应力状态。圆轴受扭时，轴表面各点处于 二向应力状态（或纯剪切）的应力状态。 5. 在静应力保持不变的前提下，提高静变形，将会 提高 构件承受冲击的能力。 6. 构件疲劳破坏的实质是  裂纹  的形成和扩展。构件疲劳破坏的断口有界分区，分为  光滑  区和  粗糙  区。 二、齿轮用平键与轴联接(图中只画出了轴与键，未画出齿轮)。已知轴的直径d=70mm，键的尺寸为：b=20mm，h=12mm，l=100mm，传递的扭转力偶矩M =2kN·m，键的许用应力〔τ〕＝60MPa，〔σbs〕＝100MPa 。试校核键的强度。 解 (1)校核剪切强度                                    （15分） 由平衡条件∑MO(F)=0得    F×d/2 ＝M 则有                       = P = 2M/d                    （3分） 于是                   τ＝/A = 28.6MPa ＜〔τ〕剪切强度足够。（5分）

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(2)校核挤压强度

挤压力为                  Fbs = F                                  （3分）

                   σbs＝Fbs / Abs = 95.3MPa ＜〔σbs〕                      （4分）

挤压强度也满足。

三、梁AB为10号工字钢，Wz=49cm3，已知梁下表面C处横截面上的正应力c=60MPa。试求载荷F的值。（14分）

                        

解   C处的弯矩为                                          （3分）

    由得                                        （5分）

    即                                         （3分）

得                        kN                           （3分）

湖南工程学院试卷参及评分标准（     卷） 

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四、求图示单元体的主应力。（12分） 解：       由公式      （6分） 得 1=8.284 MPa    2=0    3= -48.284 MPa            （6分）   五、圆杆受轴力F和力偶M作用，已知圆杆直径为d=10mm，材料为钢材，许用应力为 [σ]=120MPa，力偶。试求许可载荷F的值。（15分）           解： 圆杆发生拉伸和扭转的组合变形                        （2分）                          ，              （3分）      ，            （4分）

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得  kN    （6分）

或得  kN

六、图示托架各杆均以圆柱形铰链联接和支承，BC杆直径d=40mm，材料为A3钢，压杆的大柔度限值λ1=100，λ2=60。试判定压杆BC的类型和该杆临界应力的计算公式。（14分）

解     惯性半径为          mm                  （4分）

       柔度为                                     （4分）

属于中长杆，用经验公式计算临界应力，即

（6分）