大学材料力学试卷以及答案FD

命题方式：单独命题佛山科学技术学院2010—2011学年第二学期《材料力学》课程期末考试试题（A卷）专业、班级：姓名：学号：题号一二三四五六七八九十十一十二总成绩得分一.简算题(20分)1.已知图示连接齿轮轮和轴的长键长度为40mm，宽度为15mm,高度为10mm,计算长键的剪切面积和挤压面积。（4分）26004015mmAQ，2200405mmAjy2．试计算图示交变载荷情况的循环特征,平均应力和应力幅.（4分）2,22,31minmaxminmaxmaxminr3.试计算图示矩形截面对轴z2的惯性矩.(4分)312132bhIz4．试分析图示杆件AB由哪些变形组成。（4分）弯扭组合变形共6页第1页yzz1b/2b/2z2h/2h/2h/2tO35.试列出计算图示阶梯梁挠曲线方程的边界条件和连续性条件.（4分）0,0,0AAwx，CCCCww,二．已知矩形截面的杆件受集中力F和均布载荷作用，切应力的计算公式为：zsbISFz*（4534*108,105.4mImSzz），画出图示结构上A点的原始单元体图并求出其上应力值。（10分）mkNMNFs/10,15（2分）PaIMyzA625010810501053（2分）PabISFzZsA70310810120105.415534*（2分）（4分）共6页第2页F=100N1m..q=20N/mAB2m6m2m.502001205025N215N(b)A点(b)B点0.638.3362.54.77036250三.已知传动轴的直径D＝118mm，外力偶矩m1＝12kNm，m2＝4.0kNm，m3＝5kNm，m4＝3kNm单位长度许用扭转角[θ]＝0.3o/m,材料的剪切弹性模量G=8×l04MPa，（1）画出该轴的扭矩图，（2）校核该轴的刚度（10分）（5分）mGIToP/301.010118108180321081801242103%3.03.03.0301.0满足刚度要求（5分）四、已知图示钢杆AB、CD两段的长度为1m，BC段的长度为2m，AB段的截面面积为A=200mm2,BD段的截面面积为A=100mm2,E=200GPa,（1）画出杆件的轴力图（2）计算此杆件的总变形量。（10分）（6分）ml43333331025.21020020010210100200210210100200108（4分）8KN10KN2KNABCD2KN0.8m1m1.2mm4m3m1DCBm2A2KN+－384T(N.m)2KN2KN8KN++-共6页第3页五已知梁的抗弯刚度为EI,试选择合适的方法计算该梁C截面的挠度。（10分）解：FyqyMxFxqaM2,24221（2分）yFMxFM21,2（2分）aaCEIqadyyqydxxqaxEIf042202411)()2()2(4[1（6分）六、（10分）画出图示梁的剪力图和弯矩图。313,32qaFqaFBA（2分）3qa（4分）（4分）AB3qaqqa22aaaDEBA2aaqC3qa22qa2/92qa2/3qa/3(kN·m)5qa2/32qa/3共6页第4页七.（10分）已知x=50MPa，xy=10MPa,=30o,计算该斜截面上的正应力和切应力，并求三个主应力的大小。84.28355.3760sin60cos2230oxyoyxyx（2分）65.26535.1260cos60sin230oxyoyx（2分）926.5172525)2(222maxxyyxyx（2分）926.172525)2(222minxyyxyx(2分）926.1,0,926.51321（2分）八．T形截面铸铁梁的荷载和截面尺寸如图所示。铸铁的抗压许用应力[σY]=90MPa,抗拉许用应力[σL]=30Mpa,弹性模量E=120Gpa，己知截面对形心轴z的惯性矩为Iz=3.91610-5m4,试校核梁的强度。（10分）kNFkNFBA58,12kNmMkNmM12,8.4max2max1LZLMPaIM][41.1710916.31428.41425max1max（2分）YZYIM][51.4310916.3142121425max2max（2分）BAF=40KNC0.4m0.6m0.4mF=30KN3020020160zyC48LZLIM][71.1410916.34812485max2max（2分）所以满足强度要求（1分）共6页第5页九、如图所示结构，杆AB的抗弯截面模量102zWcm3，材料的许用应力180][MPa。圆截面杆CD，其直径d=40mm，材料的弹性模量200EGpa，比例极限200pMPa。C、D处为球铰约束，若已知：q=9kN/m，试校核此结构是否安全。（10分）01234567891000.6380.6300.6220.6150.6070.6000.5920.5850.5770.5701100.5630.5550.5480.5410.5340.5270.5200.5140.5070.5001200.4940.4880.4810.4750.4690.4630.4570.4510.4450.440kNFCD24，MPaCD099.19401415926.34102423（2分）mmAIiyy10，72.104180102001415926.33PPE（3分）stCDstil][099.19,92.88180494.0][][,1001201012001（2分）][47.176101021018,1863maxmaxMPakNmM（2分）所以该结构满足强度要求。（1分）佛山科学技术学院2010～2011学年第二学期《材料力学》课程期末考试试题解答及评分标准（A）专业、班级：09土木1,2,3班任课教师：罗冬梅一、1、26004015mmAQ，2200405mmAjy（4分）2、2,22,31minmaxminmaxmaxminr（4分）3、312132bhIz（4分）4、弯扭组合变形（4分）5、0,0,0AAwx，CCCCww,（4分）二、mkNMNFs/10,15（2分）PaIMyzA625010810501053（2分）PabISFzZsA70310810120105.415534*（2分）（4分）三．（5分）mGIToP/301.010118108180321081801242103%3.03.03.0301.0满足刚度要求（5分）共3页第1页(b)A点(b)B点0.638.3362.54.76250703+－384T(N.m)四、（6分）ml43333331025.21020020010210100200210210100200108（4分）五、解：FyqyMxFxqaM2,24221（2分）yFMxFM21,2（2分）aaCEIqadyyqydxxqaxEIf042202411)()2()2(4[1（6分）六、313,32qaFqaFBA（2分）（4分）（4分）共3页第2页3qa22qa2/92qa2/3qa/3(kN·m)5qa2/32KN2KN8KN++-2qa/33qa七、解：84.28355.3760sin60cos2230oxyoyxyx（2分）65.26535.1260cos60sin230oxyoyx（2分）926.5172525)2(222maxxyyxyx（2分）926.172525)2(222minxyyxyx(2分）926.1,0,926.51321（2分）八．解：（1）kNFkNFBA58,12（1分）kNmMkNmM12,8.4max2max1（2分）LZLMPaIM][41.1710916.31428.41425max1max（2分）YZYIM][51.4310916.3142121425max2max（2分）LZLIM][71.1410916.34812485max2max（2分）所以满足强度要求（1分）九．kNFCD24，MPaCD099.19401415926.34102423（2分）mmAIiyy10，72.104180102001415926.33PPE（3分）stCDstil][099.19,92.88180494.0][][,1001201012001（2分）][47.176101021018,1863maxmaxMPakNmM（2分）所以该结构满足强度要求。（1分）共3页第3页共6页第6页