中南大学工程力学试卷
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一、三绞拱架尺寸及所受载荷如图1所示,已知1100N F =,2120N F =,250N m M =⋅,20N/m q =,o 60θ=,铰链支座A 和B 处于同一水平位置,求铰链
支座A 和B 的约束力(20分)
二、连续梁受力如图2所示,求支座A 、B 、D 以及中间铰 C 的反力. (20分)
图2
三、如图3所示,厚度为220mm δ=的钢板,上、下用两块厚度为101=δmm 的盖板和直径为20mm d =的铆钉连接,板宽150mm b =,每边有三个铆钉。若钢的
[]MPa 100=τ,[]MPa 280bs =σ,[]MPa 160=σ,20kN F =,试校核该接头的强度。
(10分)
图3
四、梁所受的荷载及截面尺寸如图 4 所示,已知材料为铸铁,许用拉应力
[]t 40MPa
σ=,许用压应力[]c 80MPa σ=,z 轴梁的截面的中性轴,
44z 1500010mm I =⨯。⑴ 绘出梁的剪力图和梁的弯矩图。⑵ 校核梁的正应力强度。
(20分)
图4
五、等截面杆棱柱体轴向受压件受力如图5所示,10
Fd
M =
,测得圆杆表面a 点(直径水平面位置)处沿图示方向的线应变5
301033.14-⨯= ε。已知该杆的直径
10mm d =,材料的弹性常数200GPa E =,3.0=ν,⑴ 试求荷载F 和M 。⑵ 若许
用应力[]160MPa σ=,试按第3强度理论校核该杆的强度。(15分) 图5
六、水平折杆结构受力如图5所示,钢制圆杆的横截面面积2
4
1085m A -⨯=,抗扭截面系数3610200m W P -⨯=,抗弯截面系数3610100m W Z -⨯=,钢材的许用应力[]MPa 140=σ,试按第3强度理论对AB 段进行强度校核。(20分)
图6
七、图7所示结构中,材料均为235Q 钢。杆BE 直径mm d 50=,杆CF 直径
mm d 100=,横梁为刚性,且强度足够。已知235Q 钢:GPa E 200=,
MPa P 200=σ,MPa S 240=σ,MPa a 304=,MPa b 12.1=,
[]MPa 120=σ,求载荷P F 的许可值。
图7
八、图示8由5根圆钢组成正方形结构,载荷50kN F =,1m l =,杆的直径40mm d =,连接处均为铰链。已知材料的200GPa E =,p 200MPa σ=,s 240MPa σ=,304MPa a =, 1.12MPa b =,st 2.5n =,[]160MPa σ=。试校核该结构是否安全?
(20分)
图8