材料力学期末考试复习题及答案

1、二、计算题：1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kNm，求A、B、C处的约束力。2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知Iz=60125000mm4，yC=157.5mm，材料许用压应力c=160MPa，许用拉应力t=40MPa。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件校核梁的强度。3.传动轴如图所示。已知Fr=2KN，Ft=5KN，M=1KNm，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的=100MPa。试求：力偶M的大小；作AB轴各基本变形的内力图。用第三强度理论设计轴AB的直径d。4.图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知Iz=

2、4500cm4，y1=7.14cm，y2=12.86cm，材料许用压应力c=120MPa，许用拉应力t=35MPa，a=1m。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件确定梁截荷P。5.如图6所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力F1，水平力F2，实心轴AB的直径d，长度l，拐臂的长度a。试求：作AB轴各基本变形的内力图。计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。6.图所示结构，载荷P=50KkN，AB杆的直径d=40mm，长度l=1000mm，两端铰支。已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=2.0，=140MPa。试校

3、核AB杆是否安全。7.铸铁梁如图5，单位为mm，已知Iz=10180cm4，材料许用压应力c=160MPa，许用拉应力t=40MPa，试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件确定梁截荷P。8.图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kNm的作用。已知M=200GPa，=0.3，=140MPa。试求：作图示圆轴表面点的应力状态图。求圆轴表面点图示方向的正应变。按第四强度理论校核圆轴强度。9.图所示结构中，q=20kN/m，柱的截面为圆形d=80mm，材料为Q235钢。已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳

4、定安全系数nst=3.0，=140MPa。试校核柱BC是否安全。10.如图所示的平面桁架，在铰链H处作用了一个20kN的水平力，在铰链D处作用了一个60kN的垂直力。求A、E处的约束力和FH杆的内力。11.图所示圆截面杆件d=80mm，长度l=1000mm，承受轴向力F1=30kN，横向力F2=1.2kN，外力偶M=700Nm的作用，材料的许用应力=40MPa，试求：作杆件内力图。按第三强度理论校核杆的强度。12.图所示三角桁架由Q235钢制成，已知AB、AC、BC为1m，杆直径均为d=20mm，已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa

5、，稳定安全系数nst=3.0。试由BC杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。13.槽形截面梁尺寸及受力图如图所示，AB=3m，BC=1m，z轴为截面形心轴，Iz=1.73108mm4，q=15kN/m。材料许用压应力c=160MPa，许用拉应力t=80MPa。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件校核梁的强度。14.图所示平面直角刚架ABC在水平面xz内，AB段为直径d=20mm的圆截面杆。在垂直平面内F1=0.4kN，在水平面内沿z轴方向F2=0.5kN，材料的=140MPa。试求：作AB段各基本变形的内力图。按第三强度理论校核刚架AB段强度。15.图所示由5根圆钢组成正方形结构，载

6、荷P=50KkN，l=1000mm，杆的直径d=40mm，联结处均为铰链。已知材料E=200GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=2.5，=140MPa。试校核1杆是否安全。（15分）16.图所示为一连续梁，已知q、a及，不计梁的自重，求A、B、C三处的约束力。17.图所示直径为d的实心圆轴，受力如图示，试求：作轴各基本变形的内力图。用第三强度理论导出此轴危险点相当应力的表达式。18.如图所示，AB=800mm，AC=600mm，BC=1000mm，杆件均为等直圆杆，直径d=20mm，材料为Q235钢。已知材料的弹性模量E=200

7、GPa，p=200MPa，s=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa。压杆的稳定安全系数nst=3，试由CB杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。参考答案二、计算题：1.解：以CB为研究对象，建立平衡方程 解得： 以AC为研究对象，建立平衡方程 解得： 2.解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图 解得： 梁的强度校核 拉应力强度校核B截面 C截面 压应力强度校核（经分析最大压应力在B截面） 所以梁的强度满足要求3.解：以整个系统为为研究对象，建立平衡方程 解得： （3分）求支座约束力，作内力图由题可得： 由内力图可判断危险截面在C处 4.解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图 解得： 梁

8、的强度校核拉应力强度校核C截面 D截面 压应力强度校核（经分析最大压应力在D截面） 所以梁载荷5.解： 由内力图可判断危险截面在A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为 6.解：以CD杆为研究对象，建立平衡方程 解得： AB杆柔度 由于，所以压杆AB属于大柔度杆 工作安全因数所以AB杆安全 7.解： 梁的强度校核 拉应力强度校核A截面 C截面 压应力强度校核（经分析最大压应力在A截面） 所以梁载荷8.解：点在横截面上正应力、切应力 点的应力状态图如下图：由应力状态图可知x=89.1MPa，y=0，x=30.6MPa 由广义胡克定律强度校核 所以圆轴强度满足要求9.解：以梁AD为研究对象，

9、建立平衡方程 解得： BC杆柔度 由于，所以压杆BC属于大柔度杆 工作安全因数所以柱BC安全 10.解：以整个系统为研究对象，建立平衡方程 解得： 过杆FH、FC、BC作截面，取左半部分为研究对象，建立平衡方程 解得： 11.解： 由内力图可判断危险截面在固定端处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为 所以杆的强度满足要求12.解：以节点C为研究对象，由平衡条件可求 BC杆柔度 由于，所以压杆BC属于大柔度杆 解得： 13.解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图 解得： 梁的强度校核拉应力强度校核D截面 B截面 压应力强度校核（经分析最大压应力在D截面） 所以梁的强度满足要求14.解： 由内力图可判断危险截面在A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为 所以刚架AB段的强度满足要求15.解：以节点为研究对象，由平衡条件可求 1杆柔度 由于，所以压杆AB属于大柔度杆 工作安全