工程力学考试卷(真题)07

武汉理工大学考试试题纸课程名称材料力学A专业班级题号一二三四五六七八九十总分题分151520151520备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)一、（15分）一根等直杆受力如图。已知杆的横截面面积A和材料的弹性模量E。试作轴力图，并求杆端点D的位移。二、（15分）已知一转动轴受力如图所以，[τ]=60MPa，试作扭矩图，并按强度条件设计轴的直径。三、（20分）20a工字钢梁的支承和受力如图所示，Wz=237cm3，[σ]=160MPa。试作弯矩图，并按正应力强度条件确定许可载荷F。四、（15分）已知应力状态如图，图中应力单位皆为MPa，试求：（1）指定截面上的应力；（2）主应力大小，主平面方位，并画出主单元体。五、（15分）手摇绞车如图，轴的直径d=30mm，材料为Q235钢，[σ]=80MPa。试按第三强度理论，求绞车的最大起吊重量P。六、（20分）图示结构中ABC为刚性杆，已知BD杆的比例极限σp=200MPa，E=210GPa，F=20kN，直径d=30mm，规定nst=2。试校核BD杆的稳定性。武汉理工大学考试试题纸（B卷）课程名称工程力学专业班级题号一二三四五六七八九十总分题分2081012181418备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)一、（20分）在图示连续梁中，已知M，a及θ，不计梁的自重，求连续梁在A，B，C三处的约束力。二、（8分）一根等直杆受力如图。已知杆的横截面面积A和材料的弹性模量E。试作轴力图，并求杆的变形。三、（10分）图示等截面圆形传动轴，转动轴上作用外力偶矩大小分别为M1=7028kN，M2=2807kN，M3=4221kN，已知[τ]=70MPa。（1）作轴的扭矩图；（2）按强度条件设计轴的直径。四、（12分）16工字钢梁的支承和受力如图所示，Wz=141cm3，[σ]=160MPa。试作弯矩图，并按正应力校核梁的强度。五、（18分）已知应力状态如图，图中应力单位皆为MPa，试求：（1）指定截面上的应力；（2）主应力大小，主平面方位，并画出主单元体。六、（14分）手摇绞车如图，轴的直径d=30mm，材料为Q235钢，[σ]=80MPa，起吊重量P=780N。试按第三强度理论校核轴的强度。七、（18分）图示蒸汽机的活塞杆AB，所受的压力F=120kN，l=180cm，横截面为圆形，直径d=7.5cm，材料为Q255钢，E=210GPa，σp=240MPa，规定nst=8，试校核活塞杆的稳定性。武汉理工大学教务处试题标准答案及评分标准用纸课程名称：工程力学（A卷）四、解：支反力zzWFWM3/2maxmaxN3/FFFBAzWF23作弯矩图，强度条件为所以(3分)(2分)2m2m2mFFABCDFAFB2F/3N·m2F/3N·m-+(3分)(2分)(2分)kN88.56N10160102372366310203020MPa65.112cos2sin260xyyxMPa27MPa37)2(222xyyxyx8.02tan20yxxyMPa270MPa37321MPa8.342sin2cos2260xyyxyx60MPa20MPa30MPa20xyyx五、解：33.190(3分)(3分)(3分)(3分)(2分)(2分)(2分)六、解：作内力图，知N78818.02.032223dPPMPT2.018.0max强度条件：22max3r1TMWz解得+0.18P400400P+0.2PTM(2分)(2分)(2分)(4分)(4分)22318.02.032dP杆BD满足稳定要求。七、解：杆BD受力为杆BD的柔度113303.01144dlil所以临界压力为工作安全因数stcr06.2404.82nFFnBC102Pa10200Pa)10210(692p21EkN4.82)11(64/03.010210)(249222crlEIFkN40BCF(3分)(3分)(3分)(4分)(4分)(1分)二、解：杆端点D的位移为EAFaEAFaFaFaEAlFliNiAD三、解：作扭矩图由强度条件设计直径tmaxmaxWT3max16Tdm063.0mN1000mN500mN3000–+3max16dT361060300016mm63-++FFF(4分)(4分)(3分)(3分)(3分)(1分)武汉理工大学教务处试题标准答案及评分标准用纸课程名称：工程力学（B卷）0cos0MaFMC一、解：先取BC为研究对象再取AB为研究对象0cos0'BAAaFMMcosaMFFCBaMFaMFMMAyAxAtan(2分)(2分)(3分)(3分)(2分)(2分)(3分)(3分)aBCθFBFCMFB'aABFAyFAxMAθ0sin0'BAxxFFF0cos0'BAyyFFFdCM2M1M3AB7028N·m4221N·m-三、解：作扭矩图由强度条件设计直径tmaxmaxWT3max16Tdm07996.03max16dT36Pa1070mN702816mm80++FF二、解：杆的变形为EAFaFaFaEAl2)0(1(4分)(4分)(3分)(3分)(3分)(1分)四、解：支反力Pa10141102063maxmaxzWMkN5kN25BAFF作弯矩图。强度校核20kN·m10kN·m-+2m2m2m20kN10kNFAFBMPa8.141可见，梁满足强度条件。(6分)(2分)(3分)(1分)MPa6.442cos2sin2120xyyxMPa7.84MPa7.4)2(222xyyxyx20803105.02tan20yxxyMPa7.840MPa7.4321MPa7.422sin2cos22120xyyxyx120MPa20MPa800xyyx五、解：这里(3分)(3分)(3分)(3分)(2分)(2分)(2分)28.130六、解：作内力图，知PMPT2.018.0max强度校核：MPa2.7918.02.032122322max3rdPTMWz可见，满足强度条件。(2分)(1分)(7分)+0.18P400400P+0.2PTM(2分)(2分)活塞杆满足稳定要求。七、解：p21E活塞杆的柔度il所以临界压力为22cr)(lEIF工作安全因数FFncrPa10240Pa)10210(692932492)8.11(64/075.010210kN5.993kN120kN5.993st28.8ndl4m105.7m8.1142196(4分)(4分)(5分)(4分)(1分)