材料力学B试题8组合变形
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组合变形
1. 偏心压缩杆,截面的中性轴与外力作用点位于截面形心的两侧,则外力作用点到形心的距离e和中性轴到形心的距离d之间的关系有四种答案:
(A) de; (B) de; (C) e越小,d越大; (D) e越大,d越大。
答:C
2. 三种受压杆件如图所示,杆1、杆2与杆3中的最大压应力(绝对值)分别为1max、2max和3max,现有下列四种答案:
(A)3max2max1max;
(B)3max2max1max;
(C)3max1max2max;
(D)3max1maxmax2。
答:C
3. 图示空心立柱,横截面外边界为正方形,内边界为圆形(二图形形心重合)。
立柱受沿图示a-a线的压力作用,该柱变形有四种答案:
(A) 斜弯曲与轴向压缩的组合;
(B)平面弯曲与轴向压缩的组合;
(C) 斜弯曲;F1F2F32a3a2a3a2a2aFaaa
(D)平面弯曲。
答:B
4.
铸铁构件受力如图所示,其危险点的位置有四种答案:
(A) A点; (B) B点;
(C) C点; (D)
D点。
答:C
5. 图示矩形截面拉杆,中间开有深度为2h的缺口,与不开口的拉杆相比,开口处最大正应力将是不开口杆的 倍:
(A) 2倍; (B) 4倍;
(C) 8倍; (D) 16倍。
答:C
6. 三种受压杆件如图所示,杆1、杆2与杆3中的最大压应力(绝对值)分别为1max、2max和3max,现有下列四种答案: (A)max32max1max;
(B)3max2maxmax1;
(C)2maxmax3max1;
(D)2max3max1max。
答:C ADCBF1F3F2Fh/2Fbh/2h/2F1F2F3a/4a/4a/4aaaaxyFFBAOaaz
7. 正方形等截面立柱,受纵向压力F作用。当力F作用点由A移至B时,柱内最大压应力的比值maxmaxBA有四种答案:
(A) 1:2; (B) 2:5;
(C) 4:7; (D) 5:2。
答:C
8.
图示矩形截面偏心受压杆,其变形有下列四种答案:
(A) 轴向压缩和平面弯曲的组合;
(B)轴向压缩、平面弯曲和扭转的组合;
(C)缩和斜弯曲的组合;
(D)轴向压缩、斜弯曲和扭转的组合。
答:C
9. 矩形截面梁的高度mm100h,跨度m1l。梁中点承受集中力F,两端受力kN301F,三力均作用在纵向对称面内,mm40a。若跨中横截面的最大正应力与最小正应力之比为35。试求F值。 解:偏心距mm102ahe 跨中截面轴力 1NFF
跨中截面弯矩eFFlM1max4(正弯矩),或 41maxFleFM(负弯矩)FF1l/2l/2F1aFyhb
则356464211211minmaxbheFFlbhFbheFFlbhF,得kN7.1F
或356464211211minmaxbhFleFbhFbhFleFbhF,得kN7.0F
10. 偏心拉伸杆受力如图所示,弹性模量为E。试求:
(1) 最大拉应力和最大压应力值及其所在位置;
(2) 线AB长度的改变量。
解:(1)最大拉应力在AB线上
bhFbhFbhFhhbFb76/2/6/2/22maxt
最大压应力在CD线上
bhFbhFbhFbhF533max c
(2)长度改变量bhEFlEllΔAB7
11. 矩形截面杆尺寸如图所示,杆右侧表面受均布载荷作用,载荷集度为q,材料的弹性模量为E。试求最大拉应力及左侧表面ab长度的改变量。
解:固定端截面上,bhqlbhqlbhqlh46/2/2max。左侧面上点,FACBDbhllaqb
bhqxbhqxbhqxhx26/2/2,Exx
则 bhEqlxΔlxab20d。
12. 图示混凝土坝,坝高m2l,在混凝土坝的右侧整个面积上作用着静水压力,水的质量密度331kg/m10,混凝土的质量密度332kg/m102.2。试求坝中不出现拉应力时的宽度b(设坝厚1米)。
解:危险截面在底部。水压力引起弯曲
631maxglM,231maxmaxtbglWM。
自重引起偏心压缩 glWMAF2Nmaxc。
由 0maxcmaxt,得m348.1b
13. 梁AB受力如图所示,kN3F,正方形截面的边长为100 mm。试求其最大拉应力与最大压应力。
解:危险截面在C处
MPa75.6maxmaxt WM
MPa99.6Nmaxmax cAFWM。
14. 图示截面为带圆孔的方形,其截面核心图形有图(A)、(B)、(C)、(D)四种答案:
答:B
15. 画出正三角形截面的截面核心的大致形状。
答:lb水BCFy2.5mAx1m1m(A)(B)(C)(D)截面核心
16. 分别画出下列截面的截面核心的大致形状。
答:
17. 画出槽形截面的截面核心的大致形状。
答:
18. 试求图示截面的截面核心。
解:截面核心边界点坐标
m5.0121yzFaiy,
m14.0222zyFaiz0.5my0.14m0.5m1.0mzzyzy0.2m1m0.5m1m0.5m
截面核心如图所示。
19. 等截面圆轴上安装二齿轮C与D,其直径mm2001D,mm3002D。轮C上的切向力kN201F,轮D上的切向力为2F,轴的许用应力MPa60][。试用第三强度理论确定轴的直径,并画出危险点应力的单元体图。
解:根据平衡关系 1212FDDF
危险截面在C与D之间,由
][222r3WTMMzy
得 mm86 d。
危险点处于二向应力状态,如图所示
MPa52 22WMMzy,MPa6.1pWT。
20. 图示水平直角折杆受铅直力F作用。圆轴AB的直径mm100d,mm400a,GPa200E,25.0。在截面D顶点K处,测得轴向线应变401075.2。试求该折杆危险点的相当应力3r。
解:点K,MPa55 0E
又32/π3dFaWMD,则 kN5.13F
危险截面在固定端处AzyF1F2D1D2CDBx200400300AaKDaBaCF
MPa123π)()2(32322223rdFaFaWTM
21. 手摇绞车的车轴AB的尺寸与受力如图所示,mm30d,kN1F,MPa80][。试用最大切应力强度理论校核轴的强度。
解:危险截面在C处
][MPa101 22r3WTM
轴不满足强度条件。
22. 图示齿轮传动轴的齿轮A上,作用有径向力kN64.31yF,切向力kN101zF,齿轮B上,作用有切向力kN52yF,径向力kN82.12zF,轴的
许用应力MPa100][。试用第四强度理论确定轴的径。
解:危险截面在B左边支座处
22zyMMM
212.01.0yzFFT
由][75.0224rWTM,得mm9.51d。
23. 图示传动轴上,皮带拉力kN9.31F,kN5.12F,皮带轮直径cm60D,MPa80][。试用第三强度理论选择
轴的直径。FFB180F400400ACdFz2Fy2Fy1Fz1300300100Fy1Fz1Fy2Fz2BA200400F1F2xC250800400AByzF2F1D
解:危险截面在轮B处22zyMMM
由][223rWTM,得mm7.59d。
24. 图示圆截面水平直角折杆,横截面直径为d,B处受铅直力F作用,材料的弹性模量为E,切变模量为G。试求支座C的反力。
解:一次超静定,解除支座C的约束。
由 02223)2/(3)(33IGlllFEIlFEIlFFwCCCC
得 GEFFC/398
25. 图示水平刚架,各杆横截面直径均为d,承受铅直力kN201F,水平力kN102F,铅直均布载荷kN/m5q,MPa160][。试用第四强度理论选择圆杆直径。
解:危险截面在固定端A处
mkN5.6022zyMMM
mkN20T
由][75.0224rzWTM,得mm159d。
26. 图示圆截面水平直角折杆,直径mm150d,m5.11l,m5.22l,力kN6F作用在铅直面内,与z轴成30,许用压应力MPa160][c,许用拉应力MPa30][t。试求:
(1)弯矩图与扭矩图;
(2)危险截面的位置;
(3)按第一强度理论校核强度(不计轴力和剪力的影响)。
解:(1)弯矩图与扭矩图如图所示。
(2)危险截面在固定端A处。
(3)危险点处,AdlCl/2BFAC1mF1q1.5myzF2B1.5mxAdyzl2xl1FBC
MPa27.4522WMMzy,
MPa77.11pWT,
MPa2.48)2(2221
][t11r,不满足强度条件。
27. 悬臂梁AB的横截面为等边三角形,形心在C点,承受均布载荷q,其作用方向及位置如图所示,该梁的变形有四种答案:
(A)平面弯曲; (B)斜弯曲;
(C)纯弯曲; (D)弯扭组合。
答:A
28. 开口薄壁管一端固定一端自由,自由端受集中力F作用,梁的横截面和力F的作用线如图所示,C为横截面形心,该梁的变形有四种答案:
(A)平面弯曲; (B)斜弯曲;
(C)平面弯曲+扭转; (D)斜弯曲+扭转。
答:D
29. 悬臂梁的自由端受垂直于梁轴线的力F作用,力作用方向与梁横截面形状分别如图所示,则
图(a)的变形为___________________;
图(b)的变形为___________________;
图(c)的变形为___________________。
答:斜弯曲;平面弯曲;斜弯曲+扭转
30. 按照第三强度理论,图示杆的强度条件表达式有四种答7.87.87.513)mkN(图M)mkN(图TABlqCqFC(c)(b)正方形(a)长方形FFF