材料力学期末试卷9答案

1、上塗亀机学Bt 200_ _ - 200_ 学年第一学期 材料力学课程期末考试试卷 开课学院：机械学院，专业：机械类各专业考试形式:闭卷，所需时间120分钟 考生姓名：学号： 班级 任课教师 题序 一 -. 六 七 八 总分 得分 评卷人 说明：答计算题时，得数如果有量纲，请注明，如不注明或注错，扣1分。 一、选择题（共20分，每小题4分） 1、图中板和钏钉为同一材料，已知K = 2ro为了充分提高材 料利用率，则钏钉的直径因该是J A.、 d = 2d B. C. D. 1 /1 2、在图示受扭圆轴横截面上的切应力分布图屮，正确的结果是 D 3、由低碳钢制成的细长压杆，经冷作硬化后，其 B

2、A.稳定性提高，强度不变；B.稳定性不变，强度提高； C.稳定性和强度都提高；D.稳定性和强度都不变。 4、二向应力状态如图所示，其屮最大主应力6二 A.(j C. 3b B2b D. 4b 5、任意图形的面积为A,zo轴通过形心O, zi C 轴和zo轴平行，并相距g,已知图形对zi轴的惯性矩时，则对 zo轴的惯性矩为B_ A. /z.o=OB. I/.o=I -Au2 C. I7o=I +A a2D. Izo=I+Aa 二、简答题（共12分，每小j 4分） 1、工程屮经常使用工字梁，从力学的角度看，工字梁的优点是 什么？ 答：与矩形梁和圆形截面相比，工字梁理的高，能充分利用材 A 料。 2

3、、有一构件内某一点处的交变应力随时间变化的曲线如图，则该点 交变应力的循环特征、最大应力、最小应力和平均应力分别是多少？ -40 % = 120MP“ = -OMPa =40M Pa 1/1 3.求图示梁C点挠度为零时P与q的关系。 8 = -20, (0 xlm (a) A/i = -20 x, (0W*lm (b) 列AB段0. M方程： AB段距C端为x的任 (C) (d) 三、试绘出图示梁的剪力图和弯矩图(15分)。 解： 利用平衡条件求出儿B支座的支反力b和 功u=0, 20X1-40+X4-10X4X2=0 %=25kN 功“=0, 20X5-E1X4+10X4X2-40=0 $=

4、35kN (2)列C4段0、M方程：建立坐标系，以C端为 X轴坐标原点，CA段距左端为x的任意截面，取左 侧为对象，则 意截而，如取右侧为对象，则 = 一 +q(5 x) = 25 +10(5-a)(1 x 5 12= Yb (5x)q(5a) (5a)/2 = 25 (5x)5(5x)2t (lx5 利用(a)、(b)和(c)、(d)式可绘岀CA和AB段的0、M图(图6-2b, c). 四、圆形截面钢杆受力如图，己知：pl=8kN, p2=300kN, Mc=6kNm, L=1.2m,直径d=10cm,材料的许用应力o =160MPao （1）指出危 险截而、危险点的位置；（2）绘出危险点的

5、单元体应力图并求主应力; （3）用第三强度理论校核杆的强度。（20分） 解：1）危险截面及危险点的位置 钢杆受拉伸、弯曲和扭转的组合变形， 固定端右侧截面为危险截面；该截面上部边 缘的A点为危险点。 2、危险点单元体的应力 危险截而上的轴力、弯矩和扭矩分别为 Fn =P2 =3OORN = 3xlON M = Px x 厶= 8x10 x 1.2N -m = 9.6x 103 T = 6k N - m A点的应力分量 Fn M3x10$9.6 x 103 b =+ =+- AWxO.l2 zrxO.l 432 =(3&2 x106 +97.8x106)P6/ = 1 36MPa 卜骋厂gio皿

6、30如 6 =学+1(申2 + so/ = 142 2 V 2 1 2订小。宀&6叭 136 3、强度校核按第三强度理论 毎+4” = J136, + 4x30.6, = 149MPav b = 160MP 所以安全。 五、等截面实心传动轴的转速为n=191r/min,轮A为主动轮，输 入功率为NA=8kW,轮B、C和D为从动轮。输出功率分别为 NB=3kW、Nc=lkW 和No=4kWo已知轴材料的许用剪应力为 t =60MPa,剪切模量为 G=80GPa, 试：（1）求四个轮A、B、C、D的最佳排列方法并在图中轮 上标出；（2）作扭矩图；（3）确定轴的直径。 （16 分） 解： 1计算外力偶矩 P3 M” =9549x- = 9549x n191 =150/V nt 2011 = 9549 x- = 9549 x 丄=50N m cn191 Md = 9549 x- = 9549 x = 200N m* n191円 为减小传动轴的设计直径，4个齿D 轮的最佳排列方法为：D、A、B、J 200 2、作扭矩图 3、计算轴的直径 7_ = 200Nw 由轴的强度条件仏=堀可可得 叽_16x200 ttt rx60 x 106 max =25.7mm 如二 八 200