上海理工大学大学材料力学B试卷以及答案.doc

命题方式： 单独命题
上海理工大学2013—2014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）

，

3s
t
O
s
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）

3.试计算图示矩形截面对轴z2的惯性矩.(4分)

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
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）

，

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点的原始单元体图并求出其上应力值。（10分）

215N
25N

703
（2分）
6250
（2分）
（2分） （4分）

共 6页第 2 页
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）

0.8m
1m
1.2m
m4
m3
m1
D
C
B
m2
A

+
－
3
8
4
T
(N.m)

（5分）

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）
2KN

8KN
10KN
2KN
A
B
C
D

2KN

2KN
2KN
8KN
+
+
-

（6分）

（4分）

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）
B
A
2a
a
q
C

解： （2分）
（2分）
（6分）
六、（10分）画出图示梁的剪力图和弯矩图。
qa2
3qa

q

E
D

B
A

a
a
2a

（2分） 3qa
3qa2
2qa2/9
2qa2/3
qa/3
(kN·m)
5qa2/3
2qa/3

（4分）

（4分）

共 6 页第 4 页
七. （10分）已知sx=50MPa，txy=10MPa, a=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）
（2分）
（2分）
(2分）
（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）
30
200
20
160

48
B
A
F=40KN
C
0.4m
0.6m
0.4m
F=30KN

（2分）
（2分）
（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，杆的抗弯截面模量cm3，材料的许用应力MPa。圆截面杆，其直径d=40mm，材料的弹性模量Gpa，比例极限MPa。、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）

l
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
100
0.638
0.630
0.622
0.615
0.607
0.600
0.592
0.585
0.577
0.570
110
0.563
0.555
0.548
0.541
0.534
0.527
0.520
0.514
0.507
0.500
120
0.494
0.488
0.481
0.475
0.469
0.463
0.457
0.451
0.445
0.440

， （2分）
， （3分）
（2分）
（2分）
所以该结构满足强度要求。 （1分）

上海理工大学2013～2014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）
2、 （4分）
3、 （4分）
4、弯扭组合变形 （4分）
703
5、， （4分）
二、 （2分）
6250
（2分）
（2分） （4分）

+
－
3
8
4
T
(N.m)
三．

（5分）

满足刚度要求 （5分）

共 3 页第 1 页

四、2KN
2KN
8KN
+
+
-

（6分）

（4分）

五、
解： （2分）
（2分）
（6分）

六、
3qa
（2分）
2qa/3

3qa2
2qa2/9
2qa2/3
qa/3
(kN·m)
5qa2/3

（4分）

（4分）

共 3 页第 2 页
七、解： （2分）
（2分）
（2分）
(2分）
（2分）

八． 解：（1） （1分）
（2分）
（2分）
（2分）
（2分）
所以 满足强度要求 （1分）

九． ， （2分）
， （3分）
（2分）
（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