《期中考试试卷解答》PPT课件.ppt

一、概念题：（请在划线处填空，括号中正确的圈出，其余按题要求）（27分）,上海应用技术学院20082009学年第二学期 材料力学期中试卷,1、为了保证机器或结构能安全正常地工作，要求每个构件都要有足够的 强度 、刚度和 稳定性 。所谓刚度是指构件抵抗 弹性变形 的能力。,2、脆性材料失效时的极限应力是 强度极限 ，塑性材料失效时的极限应力是 屈服极限 ，极限应力除以大于1的因数（称为 安全 因数）所得结果称为 许用应力 。,3、带缺口的钢板受拉如图示，在弹性范围内，图中a点的正应力（大于，等于，小于）b点的正应力；,4、在集中力作用的截面处，剪力图的特征是（突变、光滑、尖点），弯矩图的特征是（突变、光滑、尖点）；,5、在互相垂直的两个截面上， 切（剪） 应力总是成对存在，且数值 相等 ，方向与两截面交线（平行、垂直、不平行也不垂直），箭头 共同指向 或 共同背离 这两截面的交线，此结果称为 切（剪）应力互等 （双生） 定理。,6、圆轴横截面上的扭矩如图示，直径为100 mm ,最大剪应力为，则纵截面上点的剪应力为 48 MPa，方向标在图上。,7、梁对称弯曲时，横截面上压应力和拉应力的分界线称为（对称轴、中性轴、轴线），其位置一定过截面的 形心 。,8、铸铁T字形梁按图（ a , b ）放置较合理。,9、提高粱抗弯刚度的有效措施是 (b) 。 a) 用高强度钢来代替强度较低的钢材；b) 增大横截面对中性轴的惯性矩。,10、 画出低碳钢在拉伸时的应力-应变曲线，并在图上标出比例极限、屈服极限和 强度极限。,强 度 极 限,屈 服 极 限,比 例 极 限,二、图示结构中，水平梁为刚性梁，杆1和杆2的抗拉刚度相同，均为，试求在力作用下杆1和杆2的轴力。（14分）,F,l,l,a,a,a,1,2,A,B,C,D,SMB= 0 FN1 a F a + FN2 2a= 0 （a）,解： 1) 计算各杆轴力(受力图如图1示),2) 变形几何关系(位移图如图示),Dl2= 2Dl1 (b),3) 物理关系,代入(b),SFy= 0 FB +FN2 F a - FN1 = 0,二、图示结构中，水平梁为刚性梁，杆1和杆2的抗拉刚度相同，均为，试求在力作用下杆1和杆2的轴力。（14分）,F,l,l,a,a,a,1,2,A,B,C,D,SMB= 0 FN1 a F a + FN2 2a= 0 （a）,解： 1) 计算各杆轴力(受力图如图1示),代入(b),SFy= 0 FB +FN2 F a - FN1 = 0,联立(a) (c) 解之,三、一螺栓将拉杆与厚为8的两块盖板相连接。各零件材料相同，许用应力均为 = 80MPa， =60MPa ， bs = 160MPa 。若拉杆的厚度d=16mm，拉力F=120kN，试设计螺栓直径d及拉杆宽度b。（14分）,解： 1) 按拉伸强度要求设计拉杆的宽度,拉杆的轴力FN = F, 其强度条件为,解上式得,三、一螺栓将拉杆与厚为8的两块盖板相连接。各零件材料相同，许用应力均为 = 80MPa， =60MPa ， bs = 160MPa 。若拉杆的厚度d=16mm，拉力F=120kN，试设计螺栓直径d及拉杆宽度b。（14分）,2) 按剪切强度要求设计螺栓的直径,螺栓所承受的剪力Fs= F/2, 应满足剪切强度条件,解上式得,三、一螺栓将拉杆与厚为8的两块盖板相连接。各零件材料相同，许用应力均为 = 80MPa， =60MPa ， bs = 160MPa 。若拉杆的厚度d=16mm，拉力F=120kN，试设计螺栓直径d及拉杆宽度b。（14分）,3) 按挤压强度要求设计螺栓的直径,挤压强度条件为,解上式得,1) 按拉伸强度要求设计拉杆的宽度,b = 93.75mm,2) 按剪切强度要求设计螺栓的直径,d = 35.7mm,比较以上三种结果，取,d = 47mm, b = 94mm,四、实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起。已知轴的转速，传递的功率，材料的许用应力。试选择实心轴的直径和内外径比值为1/2的空心轴的外径。（15分）,解：轴所传递的扭矩,实心圆轴的强度条件,实心圆轴的直径:,空心圆轴的强度条件,空心圆轴的外径:,五、作图示简支梁的剪力图和弯矩图，并写出|Fs|max和|M|max.（15分）,解：(1) 约束力FA 、FB,解上两式得：,qa,qa2,(2) FS 方程、M 方程,AB段：,FS = FA = qa ( 0 x a ),当x = 0时：,Fs = qa, M = 0,当x = a时：,Fs = qa, M = qa2,( 0 x a ),五、作图示简支梁的剪力图和弯矩图，并写出|Fs|max和|M|max.（15分）,解：(1) 约束力FA 、FB：,qa,qa2,(2) FS 方程、M 方程,AB段：,FS = FA = qa ( 0 x a ),( 0 x a ),当x = a时：,Fs = qa, M = qa2,当x = 2a左时：,BC段：,F,FS = FA q(x-a)=2qa-qx ( a x 2 a ),( a x 2a ),五、作图示简支梁的剪力图和弯矩图，并写出|Fs|max和|M|max.（15分）,解：(1) 约束力FA 、FB：,qa,qa2,(2) FS 方程、M 方程,AB段：,FS = FA = qa ( 0 x a ),( 0 x a ),当 x = 3a 时：,当 x = 2a右 时：,BC段：,FS = FA q(x-a)=2qa-qx ( a x 2 a ),( a x 2a ),CD段：,FS = q(3a-x)-FD= q(3a-x) -2qa ( 2a x 3 a ),( 2a x 3a ),|FS|max = 2qa,|M|max = 1.5qa2,y1,F1,F2,六、 T形截面铸铁梁受力如图，许用拉应力t = 40MPa ，许用压应力c =160MPa ，已知：F1=12kN, F2=4.5kN, Iz=765cm4, y1=52mm, y2=88mm 。试校核梁的弯曲正应力强度。（15分）,解：,作M 图， 确定危险截面,a.先求支反力,解上两式得：,b.作弯矩图