淮 阴 工 学 院 课 程 考 试 试 卷 ----------------------------装--------------------------订----------------------线----------------------------- 专业: 土木工程 课程名称材料力学 学分：3.5 试卷编号（ ） C 冰处于三向受压应力状态 D 冰的应力等于零 课程编号： 1111030 考试方式： 闭卷 考试时间： 120 分钟 拟卷人(签字)： 拟卷日期： 审核人 (签字)： 班级 姓名 学号 得分统计表： 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 总 分 得 分 得分 得分 图1 图2 二、图示截面，尺寸如图2所示，求形心的位置Z及截面对Z轴惯性一、概念题：（8小题，共17分） 矩。(本题6分) 得分 三、画出下图3示杆的轴力图。(本题6分) 1、构件强度计算时，塑性材料以 作为极限应力，脆性材料以 作为极限应力。(本题2分) 2、提高梁刚度的措施有 、 等。(本题2分) 3、图1示薄板在冲剪时的剪切面面积为 。(本题2分) 4、低碳钢材料在拉伸实验过程中，不发生明显的塑性变形时，承受的最大应力应当小于的数值，有以下4种答案，请判断哪一个是正确的 。(本题2分) A 屈服极限 B 比例极限 C 强度极限 D 许用应力 5、大柔度杆的临界应力用 公式计算，中柔度杆的临界应力用 公式计算，短粗压杆临界应力等于 应力。(本题3分) 6、材料力学中关于材料的基本假定有 、 等。(本题2分) 7、承受偏心拉伸（压缩）的杆件，其中性轴仍然通过横截面的形心。这句话是_______的。 (本题2分) A 对 B 错 8、铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀而被胀裂，而管内的冰却不会破坏。这是因为_______。(本题2分) A 冰的强度较铸铁高 B 冰的温度较铸铁高 图3
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淮 阴 工 学 院 课 程 考 试 试 卷 得分 四、某厂自制简易起重机如图4所示。压杆BD为20号槽钢，材料为Q235得分 六、图6所示结构中，AC为钢杆，其横截面面积S1=300 m m2，许用应力[σ]1=160 MPa；BC为铜杆，其横截面面积S2=400 m m2，许用应力[σ]2=100MPa，试求此结构的许用载荷P。(本题10分) ----------------------------装--------------------------订----------------------线----------------------------- 钢，?1=100，?2=62。起重机的最大起重量P=40kN。若规定nst=5，试校核BD杆的稳定性。20号槽钢：A=32.837cm2，iy=2.09cm，Iy=144cm4。(本题10分) 班级 姓名 学号 图4 得分 得分 五、已知应力状态如图5所示，试求：(1) 指定斜截面上的应力。（2）主应 图6 七、传动轴的转速n=500r/min,主动轮输入功率P1=368kW，从动轮2、3力大小，主平面位置。(3) 在单元体上给出主平面位置及主应力方向。(4) 截面上最大剪应力。(本题14分) 分别输出功率P2=147kW，P3=221kW。已知[τ]=70MPa，[θ]=1o/m，G=80Gpa。试设计轴的直径。(本题12分) 图5 图7 第 2 页 共 23 页
淮 阴 工 学 院 课 程 考 试 试 卷 得分 专业：土木工程 课程名称：材料力学 学分： 3.5 试卷编号 得分 ----------------------------装--------------------------订----------------------线----------------------------- 八、建立如图8所示梁的剪力方程和弯矩方程，作梁的剪力图及弯矩图，并确定梁的最大剪力和弯矩。(本题13分) 班级 姓名 学号 图8 九、手摇铰车如图9所示。轴的直径d=30mm，材料为Q235钢，[?]=80MPa，试按第三强度理论求铰车的最大起重量P。(本题12分) 图9 第 3 页 共 23 页
淮 阴 工 学 院 课 程 考 试 试 卷 一、概念题 ----------------------------装--------------------------订----------------------线----------------------------- 1、屈服极限 强度极限 2、改善受力减小弯矩、减小梁的跨度（增加支承、增大IZ） 3、πdt 4、B 5、欧拉、经验、极限 6、均匀连续性、各向同性（小变形） 7、B 8、C 二、yc=BD杆为中长杆 （3分） （3）计算临界压力 （4）稳定性校核 （3分） 班级 姓名 学号 40?10?5?10?30?25=13.5714(mm) （2分） 40?10?30?10 满足稳定要求。（2分） 五、 τ Iz=40×103/12+40×10×8.57142+10×303/12+10×30×11.42832=74154.7mm4 （4分） 三、 σ1 σ3 32-2737σ （每段2分） 四、解：（1）受力分析 以梁AC为研究对象，由静力平衡方程可求得 （2）BD压杆的柔度 查型钢表，20号槽钢： （2分） （1）σx=?20MPA σy=30MPA τxy=20MPA θ=?60o （1分） σα= ?x??y2=+?x??y2cos2θ – τxysin2θ ?20?30?20?30?cos(?120?)?20sin(?120?)=5+(?25) × (?0.5) ?20×(?0.866) 22=5+12.5+17.32=34.82(MPA) （2分） τα?=?x??y2sin2θ+τxycos2θ=?20?30sin(?120?)?20cos(?120?) 2第 4 页 共 23 页
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= ?25×(?0.866) ?20×0.5=11.65(MPA) （2分）
----------------------------装--------------------------订----------------------线----------------------------- (2) tan2θP= –
2?xy?x??y= ?
2?20= 0.8 2θP = 38.66o θP = 19.33o （2分）
?20?302班级 姓名 学号 σ′?=
?x??y2371?20?30??20?30?22?(?x??y)2?4?xy??=??20 222??(MPA) （3分）
P1368?9550??7029N?mn500P2147?9550??2808N?m （3分） m2?9550n500P221m3?95503?9550??4221N?mn500m1?9550②绘制扭矩图，求最大扭矩
=50±32={
?27
Tmax?4221N?m（1分）
σ1=37MPA σ2=0 σ3=?27 MPA （1分） (4)
τmax=
③设计直径 强度条件：d112=(?20?30)2?4?202=32(MPA) （2分） (?x??y)2?4?xy22?30.2???Tmax?0.671?10?2m?67mm（3.5分）
画出单元体图1分 六、
刚度条件：
d?4Tmax?180?G?????0.74?10?2?74?10?2m（3.5分）
?74mm取d?74mm（1分）
八、
取C点为研究对象
∑x=0 ?FN1sin45o+ FN2sin30o=0 FN1=0.518P ∑y=0 FN1cos45o+ FN2cos30o=0 FN1=0.732P （3分） FN1≤S1[σ]1=200×10?6×160×106=32（KN）（2分） FN2≤S2[σ]2=300×10?6×100×106=30（KN）（2分） FN1=0.518P≤32 P≤61.8（KN）（1分） FN2=0.732P≤32 P≤41（KN）（1分） 许用载荷为P≤41KN（1分） 七、
FA=3KN FB=6KN (2分)
AC: Fs1=FA?qx=3?x M1=FAx?qx2/2=3x?x2/2 (3分包括相应图线)
CD: Fs2=FA?4q=?1 M2=FAx+10?4q(x ? 2)=18?x (3分包括相应图线)
DB: Fs3= FA?4q ?5=?6 M3= FAx+10?4q(x ? 2) ?5(x ?6)=48 ?6x (3分包括相应图线) Fs1=0 x=3 M1max=4.5(KNm)
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