上海理工大学大学材料力学B试卷以及答案.pdf

命题方式：单独命题 上海理工大学 20132014 学年第 二学期 材料力学 课程期末考试试题（B 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），26004015mmAQ2200405mmAjy2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）2,22,31minmaxminmaxmaxminr3.试计算图示矩形截面对轴z2的惯性矩.(4 分)312132bhIz4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/2tO35.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），0,0,0AAwxCCCCww,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：（），画出图示结构上 A 点的zsbISFz*4534*108,105.4mImSzz原始单元体图并求出其上应力值。（10 分）（2 分）分）mkNMNFs/10,15 （2 分）分）PaIMyzA625010810501053 （2 分）分）（4 分）分）PabISFzZsA70310810120105.415534*共 6 页第 2 页F=100N1m.q=20N/mAB2m6m2m.502001205025N215N7036250三.已知传动轴的直径D118mm，外力偶矩m112kNm，m24.0kNm，m35kNm，m43kNm单位长度许用扭转角0.3o/m,材料的剪切弹性模量G=8l04MPa，（1）画出该轴的扭矩图，（2）校核该轴的刚度（10分）（5 分）分）mGIToP/301.010118108180321081801242103%3.03.03.0301.0 满足刚度要求 （5 分）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）分）（4ml43333331025.21020020010210100200210210100200108分）8KN 10KN2KN A B C D 2KN 0.8m1m1.2mm4m3m1DCBm2A2KN +384 T(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：（2 分）FyqyMxFxqaM2,24221 （2 分）yFMxFM21,2 （6 分）aaCEIqadyyqydxxqaxEIf042202411)()2()2(41六、（10 分）画出图示梁的剪力图和弯矩图。（2 分）3qa313,32qaFqaFBA （4 分）（4 分）共 6 页第 4 页AB3qaqqa22aaaDEB A 2aaqC 3qa22qa2/92qa2/3qa/3(kNm)5qa2/32qa/3七.（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。（2 分分）84.28355.3760sin60cos2230oxyoyxyx （265.26535.1260cos60sin230oxyoyx分分）（2926.5172525)2(222maxxyyxyx分分）(2926.172525)2(222minxyyxyx分分）926.1,0,926.51321（2 分分）八八 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Y=90MPa,抗拉许用应力L=30Mpa,弹性模量E=120Gpa，己知截面对形心轴z的惯性矩为Iz=3.91610-5m4,试校核梁的强度。（10分）kNFkNFBA58,12 kNmMkNmM12,8.4max2max1 （2LZLMPaIM41.1710916.31428.41425max1max分）（2 分）YZYIM51.4310916.3142121425max2maxB A F=40KNC 0.4m0.6m0.4mF=30KN3020020160zyC48 （2 分）LZLIM71.1410916.34812485max2max 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102zWcm3，材料的许用应力180MPa。圆截面杆CD，其直径 d=40mm，材料的弹性模量200EGpa，比例极限200pMPa。C、D处为球铰约束，若已知：q=9 kN/m，试校核此结构是否安全。（10 分）01234567891000.6380.6300.6220.6150.6070.6000.5920.5850.5770.5701100.5630.5550.5480.5410.5340.5270.5200.5140.5070.5001200.4940.4880.4810.4750.4690.4630.4570.4510.4450.440，（2 分）kNFCD24MPaCD099.19401415926.34102423 ，（3 分）mmAIiyy1072.104180102001415926.33PPE stCDstil099.19,92.88180494.0,1001201012001（2 分）（2 分）47.176101021018,1863maxmaxMPakNmM所以该结构满足强度要求。（1 分）上海理工大学 20132014 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（B）专业、班级：任课教师：一、1、，（4 分）分）26004015mmAQ2200405mmAjy2、（4 分）分）2,22,31minmaxminmaxmaxminr3、（4 分）分）312132bhIz4、弯扭组合变形 （4 分）分）5、，（4 分）分）0,0,0AAwxCCCCww,二、（2 分）分）mkNMNFs/10,15 （2 分）分）PaIMyzA625010810501053 （2 分）分）（4 分）分）PabISFzZsA70310810120105.415534*三 （5 分）分）mGIToP/301.010118108180321081801242103%3.03.03.0301.0 满足刚度要求 （5 分）分）共 3 页第 1 页6250703+384 T(N.m)四、（6 分）分）（4 分）ml43333331025.21020020010210100200210210100200108五、解：（2 分）FyqyMxFxqaM2,24221 （2 分）yFMxFM21,2 （6 分）aaCEIqadyyqydxxqaxEIf042202411)()2()2(41六、（2 分）313,32qaFqaFBA （4 分）（4 分）3qa22qa2/92qa2/3qa/3(kNm)5qa2/32KN2KN8KN+2qa/33qa共 3 页第 2 页七、解：（2 分分）84.28355.3760sin60cos2230oxyoyxyx （2 分分）65.26535.1260cos60sin230oxyoyx （2 分分）926.5172525)2(222maxxyyxyx (2 分分）926.172525)2(222minxyyxyx （2 分分）926.1,0,926.51321八 解：（1）（1 分）kNFkNFBA58,12 （2 分）kNmMkNmM12,8.4max2max1 （2 分）LZLMPaIM41.1710916.31428.41425max1max （2 分）YZYIM51.4310916.3142121425max2max （2 分）LZLIM71.1410916.34812485max2max 所以 满足强度要求 （1 分）九，（2 分）kNFCD24MPaCD099.19401415926.34102423 ，（3 分）mmAIiyy1072.104180102001415926.33PPE stCDstil099.19,92.88180494.0,1001201012001（2 分）（2 分）47.176101021018,1863maxmaxMPakNmM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