西安交通大學(xué)材料力學(xué)試題與答案.ppt

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2008年西安交通大學(xué)材料力學(xué)考試題,拉壓應(yīng)力均勻分布,軸力通過截面形心。能用,2、寫出對稱循環(huán)交變應(yīng)力作用下構(gòu)件的疲勞極限公式及其疲勞強(qiáng)度條件。 （5分）,,,,,3、在穩(wěn)定性計(jì)算中，對于中長桿，若誤用歐拉公式計(jì)算其臨界力，則壓桿是否安全？對于細(xì)長桿，若誤用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其臨界力，能否判斷壓桿的安全性？并簡述理由。（5分）,否 計(jì)算臨界應(yīng)力大于壓桿真實(shí)臨界應(yīng)力,4、作梁的剪力圖和彎矩圖。并求出,（15分）,,,5、 如圖所示，用直徑d = 20 mm的鉚釘，將兩塊厚度為8 mm的鋼板和一塊厚度為15 mm的鋼板聯(lián)接起來。已知拉力F = 180 kN，許用切應(yīng)力[? ]= 100 MPa，許用擠壓應(yīng)力[ ] = 280 MPa，試計(jì)算所需鉚釘?shù)膫€(gè)數(shù)。 （10分）,,,n = 3,6、如圖所示圓截面桿，F(xiàn)1 = 15KN，F(xiàn)2 = 2 kN，T = 1.2 kNm，d = 50 mm，[σ ] = 120 MPa，l = 0.5m，試按第三強(qiáng)度理論校核強(qiáng)度。 (15分),,強(qiáng)度不足,7、如圖所示，矩形截面梁ABC，B截面處鉸接一個(gè)d = 30 mm的圓截面桿。已知：h = 10 mm，G = 1 kN，梁和桿均為Q235鋼，材料的E = 200 GPa，?s= 250 MPa，?p= 200 MPa，a = 304 MPa，b = 1.12 MPa，若強(qiáng)度安全因數(shù)n = 2，規(guī)定穩(wěn)定安全因數(shù)[ nst ] = 2，試校核壓桿 BD 的穩(wěn)定性 。 （23分）,G,附：外伸梁受集中力F作用時(shí)，梁的撓曲線方程：,當(dāng)0≤x≤l：,當(dāng)l≤x≤l+c：,8、偏心拉伸桿如圖所示，偏心距e、桿件的截面尺寸b、h和材料的彈性模量E、μ均已知，并提供若干同樣規(guī)格的電阻應(yīng)變片。試用電阻應(yīng)變測量法（應(yīng)考慮溫度補(bǔ)償）求載荷F的大小。要求：（1）確定貼片數(shù)量，圖示貼片位置和方位；（2）圖示組橋形式，并給出載荷 F 和應(yīng)變儀讀數(shù) 的顯式關(guān)系。 （10分）,1）、軸線（軸向）＋溫度補(bǔ)償,3）、圖,2）、,9、重量不計(jì)的剛性梁懸掛在三根桿上，兩側(cè)1、3桿為銅制，其彈性模量為Ec，線膨脹因數(shù)為αc，中間2桿為鋼制，其其彈性模量為Es，線膨脹因數(shù)為αs，橫截面面積A2 = 2A1 = 2A3，試求當(dāng)溫度升高時(shí)候各桿的內(nèi)力。 （12分）,3,2,1,a,a,l,,,,,,,,,,,,題9圖,,材料力學(xué)2009學(xué)年考試試卷,一、簡答題（共5小題，20分）,彈性, 塑性,金屬在塑形變形中，使材料比例極限提高，塑形降低的現(xiàn)象成為冷作硬化。 比例極限提高，塑性降低。,,1） 圖；2）拉應(yīng)力造成破壞；3）45度螺旋狀，斷面顆粒狀,4． （3分）試述慣性矩的平行移軸公式，它的適用條件是什么？,,，,5． （5分）試畫出應(yīng)力循環(huán)特征值分別為r = -2、r = -1、r = 0、r = +1、r = +2時(shí)應(yīng)力循環(huán)曲線的大致形狀。,二、計(jì)算題（共6小題，80分）,6．圖示圓截面拉桿，直徑d = 20 mm，現(xiàn)測得C點(diǎn)與水平方向夾角為30方向的線應(yīng)變ε = 27010-6。已知材料的彈性模量E = 200 GPa，泊松比? = 0.3，試求載荷F和C點(diǎn)的最大線應(yīng)變。（15分）,,,,8．圖示直徑為30 mm的心軸上安裝著一個(gè)手搖柄，桿與軸之間有一個(gè)鍵K，鍵長36 mm，截面為正方形，邊長8 mm，材料的許用切應(yīng)力 [?] = 56 MPa，許用擠壓應(yīng)力 [?bs] = 200 MPa。F=350N，試校核鍵的強(qiáng)度。（10分）,,,,，,,,，,,鍵的強(qiáng)度不足。,9．圖示CD桿可繞C端轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端固結(jié)一個(gè)重量G=0.1kN的重物。當(dāng)CD桿從水平位置自由落下，將與AB桿發(fā)生水平?jīng)_擊，h =20mm，CD桿的重量忽略不計(jì)。已知AB桿長度l =0.35m，橫截面形狀為圓形，直徑d =20mm，AB桿材料的彈性模量E = 210 GPa，?s= 306 MPa，?p= 200 MPa，a = 460 MPa，b = 2.57 MPa。若規(guī)定的穩(wěn)定安全因數(shù) [ nst ] = 3，試校核AB桿的穩(wěn)定性。（15分）,10． 如圖所示直徑為 D = 200mm 的半圓形曲桿，橫截面為直徑為 d = 30mm 的圓形，鉛垂面內(nèi)的載荷F 作用于C點(diǎn)，[σ ] = 120 MPa，試按第三強(qiáng)度理論確定許可載荷 F的大小。 （15分）,已知：,求： [ F ]（用第三強(qiáng)度理論）,解：內(nèi)力分析,扭矩的矢量方向⊥截面 彎矩的矢量方向∥截面,11．已知梁AB和CD，截面抗彎剛度均為EI，長度均為l，AB為懸臂梁，CD為簡支梁，G為CD梁中點(diǎn)。未受力時(shí)，AB梁和CD梁垂直間距為Δ，若AB梁在B點(diǎn)受垂直集中力F足夠大，能使兩梁相接觸。求兩梁的相互作用力。（10分）,,端部作用集中力懸臂梁最大撓度＝Fl3/(3EI)。 簡支梁中間作用集中力最大撓度＝Fl3/(48EI)。,設(shè)相互作用力為X,懸臂梁撓度Δ1，簡支梁撓度Δ2,變形條件為Δ1－Δ2＝Δ,,,,,2010年西安交通大學(xué)材料力學(xué)考試題,一、簡答題（共3小題，15分） 1. 沒有明顯屈服階段的塑性材料，用名義屈服極限?0.2作為屈服極限，在拉伸曲線上如何確定?0.2？,產(chǎn)生0.2% 塑性變形對應(yīng)的應(yīng)力。,2．簡述提高疲勞強(qiáng)度的主要措施。,選用疲勞極限較高的材料，減小應(yīng)力集中，提高表面光潔度，減少表面損傷，采用熱處理或冷加工方法提高表面硬度或在表面形成殘余壓應(yīng)力。,3. 已知矩形截面ABCD對其形心軸的慣性矩Iz0，求證 三角形ABD對其形心軸的慣性矩Iz1= Iz0 /3。,,二、計(jì)算題（共6小題，85分）,4．作梁的剪力圖和彎矩圖，并寫出 。（10分）,,,,,,5．圖示結(jié)構(gòu)中，q = 20 kN/m，梁AB的截面為矩形，b1=100mm，h1=150mm；柱BC的截面為圓形，d =80mm。梁和柱均為低碳鋼，E = 200 GPa，? s= 240 MPa，? p= 200 MPa，a = 304 MPa，b = 1.12 MPa。若[? ] = 180 MPa，規(guī)定穩(wěn)定安全因數(shù)[nst ] = 3。試校核結(jié)構(gòu)的安全性。（15分）,,6．圖示兩塊鋼板，通過一個(gè)螺栓聯(lián)接。己知：拉力F = 25 kN，每塊鋼板的厚度t = 10 mm，寬b = 60 mm，鋼板許用應(yīng)力[? ] = 80MPa，螺栓的直徑d = 20mm，螺栓的許用切應(yīng)力 [τ] = 70 Mpa、許用擠壓應(yīng)力[?bs] = 130 MPa。試校核該聯(lián)接件的強(qiáng)度。 （10分）,解：,強(qiáng)度不安全,7．圖示剛架位于水平平面內(nèi)（圖a所示），AB桿和CD桿的材料均為低碳鋼，許用應(yīng)力[σ]=140MPa，其橫截面均為圓形，直徑d=40mm，L=400mm。將重量Q=200N的重物自高度h=20mm處自由落下，垂直沖擊到D截面，試按第三強(qiáng)度理論校核AB桿的強(qiáng)度。已知相同剛架在靜載荷Q的作用下（圖b所示），B截面和C截面的靜撓度分別為0.16mm和 –0.16mm（假設(shè)撓度方向向下為正）。 （15分）,解：,,,強(qiáng)度足夠！,8．從構(gòu)件的危險(xiǎn)點(diǎn)截取的單元體如圖所示（應(yīng)力單位：MPa），彈性模量E=200GPa，泊松比?=0.3。求：（1）圖示平面內(nèi)的主應(yīng)力和主方向，并表示在單元體上；（2）單元體的最大切應(yīng)力；（3）最大主應(yīng)力方向的主應(yīng)變。 （15分）,9.已知桿AB和DE，截面抗拉剛度均為EA，桿長均為l，等邊直角三角板BCD為剛性板，BC邊長為l，若三角板BCD受到順時(shí)針力偶矩M的作用，試求桿AB和DE的內(nèi)力。（10分）,,10．如圖（a）所示，直角拐位于水平面內(nèi)，鉛垂載荷F作用在C端 ，AB為圓截面桿，直徑為d，材料彈性模量為E，泊松比為μ。在D、E兩點(diǎn)分別貼有沿著軸向和環(huán)向的應(yīng)變片，分別為R1、R2（D點(diǎn)）和R3、R4（E點(diǎn)），俯視圖見圖（b）。已知D、E兩點(diǎn)相距為s。擬利用這四個(gè)應(yīng)變片中的若干應(yīng)變片，測量載荷F的大小。在不提供額外溫度補(bǔ)償片的前提下，試設(shè)計(jì)橋路圖（半橋、全橋均可），并推導(dǎo)出載荷F和應(yīng)變讀數(shù)ε讀的關(guān)系。 （10分）,解：,,,,(方法1),(方法2),(方法3),