工程力学期末考试题及答案
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一. 选择题(共10分)
1.(5分)
两根细长杆,直径、约束均相同,但材料不同,且E 1=2E 2则两杆临界应力的关系有四种答案: (A)(cr )1=(cr )2;
(B)(
cr )1=2(cr )2;
(C)(
cr )1=(
cr )2/2; (D)(cr )1=3(cr )2。
正确答案是 。
2.(5分)
已知平面图形的形心为C ,面积为A ,对z 轴的惯性矩为I z ,则图形对z 1轴的惯性矩有四种答案:
(A)I z +b 2A ; (B)I z +(a+b)2A ; (C)I z +(a 2-b 2)A ; (D)I z +(b 2-a 2)A 。
正确答案是 。
z
z C z 1
a
b
C
二. 填空题(共10分)
1.(5分)
铆接头的连接板厚度t=d ,则铆钉剪应力
= ,挤压应力
bs =
。
P/2
P
P/2
2.(5分)
试根据载荷及支座情况,写出由积分法求解时,积分常数的数目及确定积分常数的条件。
积分常数 个,
支承条件
。
A
D
P
三.(15分)
图示结构中,①、②、③三杆材料相同,截面相同,弹性模量均为E ,杆的截面面积为A ,杆的长度如图示。横杆CD 为刚体,载荷P 作用位置如图示。求①、②、③杆所受的轴力。
C
D
四.(15分)
实心轴与空心轴通过牙嵌离合器相连接,已知轴的转速n=100r/min ,传递的功率N=10KW ,[
]=80MPa 。试确定实心轴的直径d 和空心轴的内外直径d 1和D 1。已
知=d 1/D 1=0.6。
d 1
D 1d
作梁的Q、M图。
qa2/2
图示为一铸铁梁,P 1=9kN ,P 2=4kN ,许用拉应力[t ]=30MPa ,许用压应力
[c ]=60MPa ,I y =7.63
10-6m 4,试校核此梁的强度。
1m 1m 1m
P 1
P 2
80
20
120
2052
形心C
y (单位:mm)
已知应力状态如图。试求主应力及其方向角,并确定最大剪应力值。
直径为20mm的圆截面折杆受力情况如图所示,已知材料的许用应力为[]=170MPa。试用第三强度理论确定折杆的长度a的许可值。
2a
P=0.2k N
a
一.选择题
1.(5分)
(B)
2.(5分)
(D)
二.填空题
1.(5分)
=2P/(d2);bs=P/(2td)。
2.(5分)
积分常数: 6个。
条件: x=0时,y A=0,A=0;x=2l 时,y1=y2;
x=3l 时,y C=0,y2=y3,2=3。
三.计算题
1.(15分)
平衡方程
N1+ N2+ N3=P
N1 =N3
几何方程
⊿l2=(⊿l1+⊿l3)
物理方程
⊿l1=( N1 l1)/(EA)
⊿l2=( N2 l2)/(EA)
⊿l3=( N3 l3)/(EA)
得
N1=2P/7(拉),N2=3P/7(拉),N3=2P/7(拉)
2.(15分)
实心轴由max=T/W t≤[] 得d≥39.3mm
空心轴由max=T/W t≤[] 得D1≥41.2mm
d1=24.7mm
3.(15分)
答案如图示
Q
M
qa
3qa/2
qa/2
qa2/8 qa2/2
qa2
㈩
㈠
4.(15分)
B C
P
N1N2
⊿l1⊿l2
N3
⊿l3
=My/I z
最大压应力在B截面下边缘,(c)max=46.1MPa<[c]
最大拉应力:
B截面上边缘,(t)max=27.3MPa<[t]
C截面下边缘,(t)max=28.8MPa<[t]
安全。
5.(10分)
=102.6MPa;2=0;3=-52.6MPa;
1
=-7.46(1方向)
=(1-3)/2=77.6MPa。
max
6.(10分)
=(M2+T2)1/2/W z=51/232Pa/(d3)≤[]
r3
a≤299mm
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