(整理)吉林大学考研材料力学考试复习题. 下载本文

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目 录

目 录......................................................................... 1 复习题......................................................................... 2 复习题一....................................................................... 3 复习题二....................................................................... 5 复习题三....................................................................... 6 复习题四....................................................................... 9 复习题五...................................................................... 10 复习题六...................................................................... 12 复习题七...................................................................... 14 复习题八...................................................................... 16 复习题九...................................................................... 18 复习题十...................................................................... 19 复习题十一.................................................................... 21 复习题十二.................................................................... 22

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复习题

I-3 确定图示各图形的形心位置。

I-5 图示矩形

b?2hhd?3,在左右两侧切去两个半圆形(2)。试求切去部分的面积与原面积的百分比和惯性矩

Iy、Iz比原来减少了百分之几。

I-7 由两个20a号槽钢组成的图形,欲使其对两个对称轴的惯性矩相等(

Iy?Iz)

,试求两槽钢之间的距离b。

I-8 4个100?100?10的等边角钢组成(a)及(b)两种图形,若??12mm,试求其形心主惯性矩。

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复习题一

2.1求截面1-1,2-2和3-3上的内力并作轴力图。

2.5图示结构中杆AB为5号槽钢,许用应力[?]1=160MPa,杆BC为矩形截面杆(b=50mm,h=100mm)许用应力[?]2=8MPa,承受载荷P=128kN。试校核结构的强度;若要求两杆的应力都等于其许用应力,则两杆的截面尺寸应取多大?

4222.8图示结构中AB为木杆,横截面面积为A1?10mm,[?]1=7MPa,杆BC为钢杆,横截面面积A2?600mm,[?]2=160MPa,试求许可吊重。

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2.12图示阶梯杆,已知,弹性模量E=200GPa,试求杆的总变形。

2.16图示结构中两杆完全相同,A?100mm,长l?2m,E=200GPa,试求两杆中的应力和C点的位移。

2

2.19图示钢筋混凝土立柱,已知钢筋和混凝土的横截面面积和弹性模量为A1、E1和A2、E2。试求在压力P的作用下,钢筋和混凝土的应力。

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2.20刚杆AB左端铰支,杆CD和EF成都相等,横截面面积相同,材料一样,[?]=100MPa,P=50kN。试求两杆的内力及所需的横截面面积。

复习题二

3.2铆接钢板的厚度??10mm,铆钉直径d?10mm,铆钉材料的[?]=140MPa,[?bs]=320 MPa,载荷P=24kN。试对铆钉作强度校核。

3.3凸缘联轴器中,轴与联轴器用键联接,两个凸缘用4个M 16的螺栓联接(螺栓内直径d=14.4mm)。键和螺栓的材料为A5钢,[?]=70MPa,[?bs]=200 MPa,试根据键和螺栓强度确定所能传递的最大力偶矩。

3.6图示木榫接头a=b=120mm,h=350mm ,c=45mm,P=40kN。试求接头的剪应力和挤压应力。 精品文档

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3.8图示螺栓在拉力P的作用下,发生拉伸和剪切变形。已知材料的许用剪应力和许用拉应力的关系月为[?]=0.6[?],试求螺栓直径d与钉头高度h的合理比值

复习题三

4.2传动轴的转速n=200r/min,主动轮2的输入功率N2=60kW,从动轮1,3,4和5分别输出功率N1=18kW,

N3=12kW,N4=22kW,

N5=8kW,试画轴的扭矩图。主动轮2与哪个轮调换位置可使最大扭矩最小?

4.5以n=200r/min作匀速转动的轴输,由轮3的输入功率N3=30kW,轮1输出功率N1=13kW,轴的直径d1=40mm,

d2=40mm,材料的许用剪应力[?]=60MPa,许用扭转角[?]?20/m,G=80GPa。试校核轴的强度和刚度。

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4.10两空心圆轴通过联轴器用四个螺栓联接。螺栓对称地放在D1?140mm的圆周上,螺钉的直径d1?12mm,[?1]=80MPa,轴的外径D?80mm,内径D?60mm,[?2]=40MPa,试确定允许传递的最大力偶矩。

4.11两轴由四个螺栓和凸缘联接,若使轴和螺栓内的最大剪应力相等。试求D和d的关系

4.15图示圆轴AB, 轴长l=2m,直径d=100mm,承受集中力偶m0=2 kN?m/m的均匀分布的力偶矩作用,材料G=80GPa,试画扭矩图,求最大剪应力和两端间的扭转角。

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4.18AB和CD两杆尺寸相同。AB为钢杆,CD为铝杆。钢和铝的剪切弹性模量之比为3:1,若不计BE和DE的变形,试问P以怎样的比例分配于BE和DE上?

4.19圆轴AB两端有凸缘,在力偶m的作用下,发生扭转变形。此时把一个薄壁圆筒与轴的凸缘焊接在一起,然后卸除力偶矩m,试求轴内和筒内的扭矩。设薄壁圆筒与轴的抗扭刚度分别为

GIp1和GIp2。

4.25圆截面杆(d?40mm),正方形截面杆(35?35mm)和矩形截面杆(60?30mm)的面积相同,受同样力偶矩

m=1kN?m,试比较三根杆的最大剪应力。

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复习题四

5-1 利用截面法求图示各梁中截面1-1、2-2和3-3上的剪力和弯矩。这些截面无限接近截面C或截面D。设P、q、a均为已知。

5-2 绘制图示各梁的剪力图弯矩图,求出

Qma和Mxmax,并用梁的内力微分关系对内力图进行校核。

5-4 起吊一根自重为q(N/m)的等截面钢筋混凝土杆,问吊装时起吊点位置x应为多少才最合理(最不容易使杆

折断)?

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5-5 超重机大梁上的小车的每个轮子对大梁的压力均为P,试问小车在什么位置时梁内弯矩为最大?其最大弯矩等于多少?设小车的轮距为d,大梁的跨度为l。

5-7 利用弯曲内力知识,说明标准双杠为什么将尺寸设计成

a?

l

4

复习题五

6-3 简支梁受均布载荷如图所示。若分别采用截面积相等的实心和空心圆截面,且D1?40mm,d2D2?35,试分别计算它们的最大正应力。并求空心截面比实心截面的最大正应力减小了百分之几?

6-6 图示一T字形截面梁,是用两根50?150mm的木条粘合成,已知梁的最大正弯矩为3100N?m。试求: (1)截面上、下边缘的正应力;

(2)中性轴以上和以下部分截面弯曲正应力的合力。 精品文档

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6-8 铸铁梁的横截面尺寸和所受载荷如图所示,材料的许用拉应力??t??40MPa,许用压应力??c??100MPa。试按正应力强度条件校核梁的强度。若载荷不变,将T形截面倒置(呈⊥形),梁是否安全?

6-9 设梁的横截面为矩形,高300mm,宽150mm,截面上正弯矩的数值为240kN?m。材料的抗拉弹性模量为Et,它是拉应弹性模量Ec的1.5倍。若应力未超过材料的比例极限,试求最大拉应力和最大压应力。

6-11 用两根钢轨铆接成的组合梁,每根钢轨的截面积A?80cm,形心距底面的高度c?8cm,截面对其形心轴

234I?1.6?10cmz的惯性矩。梁的剪力Q?50kN,为一常数。铆钉的直径d?2cm,许用剪应力????100MPa,

试确定铆钉的间距a。

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6-12 图示一起重机及行车梁。梁由两根工字钢组成。起重机自重Q?50kN,起重量P?10kN,若梁的许用应力????160MPa,????100MPa,试选择工字钢的型号

6-15 制动装置的杠杆如图所示。在B处用直径d?30mm的销钉支承。若杠杆的许用应力????140MPa,销钉的许用应力????100MPa,试求许可载荷P1和P2。

6-19 如果载荷P直接作用于简支梁AB的中心,则梁内的最大弯曲正应力超过许用应力的30%。为了避免过载现象。在梁上增加一辅助梁CD,如图所示。试求CD梁的最大跨度a0。已知l?6m。

复习题六

7-4 用积分法求图示梁的挠曲线方程时,要分几段积分?根据什么条件确定积分常数?(b)图中梁右端支承于弹簧上,其弹簧常数为c。

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7-6 用叠加法求图示阶梯悬臂梁自由端的挠度yB。

7-7 直角拐AB与BC轴刚性连接,A处为一轴承,允许AC轴的端截面在轴承内自由转动,但不能上下移动。已知P?60N,E?210GPa,G?0.4E。试求截面B的垂直位移。

7-10 一等截面直梁的EI已知,梁下面有一曲面,方程为y??Ax。欲使梁变形后刚好与该曲面密合(曲面不受力),梁上需加什么载荷?大小、方向如何?作用在何处?

3

7-14 一端固定的板条截面尺寸为2?6mm,将它弯成半圆形,试求力偶矩me及最大正应力?max的数值。设

E?200GPa。试问这种情况下能否用

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??MMy???W计算正应力?能否用EI计算变形?为什么?

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复习题七

8-1 试用单元体表示题8-1图中各构件A、B点的应力状态,并算单元体各面上的应力数值。

8-3 已知应力状态如题8-3图所示。试用解析法及图解法求:①主应力的大小,主平面的位置;②在单元体上绘出主平面位置及主应力方向;③最大剪应力。图中应力单位皆为MPa。

8-7 矩形截面梁的尺寸如题8-7图所示,已知载荷P?256kN。试求:①若以纵横截面截取单元体,求各指定点(1至5点)的单元体各面上的应力;②用图解法求解各指定点处的主应力。

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8-15 试求题8-15图所示各单元体的主应力及最大剪应力。图中应力单位均为MPa。

?8-21 直径d?20mm的钢制圆轴,两端承受外力偶矩m0(题8-21图)。现用应变仪测得圆轴表面上与轴线成45?4方向的线应变??5.2?10,若钢的弹性模量E?200GPa,泊松比??0.3,试求圆轴承受的外力偶矩m0的值。

8-25 题8-25图所示两端封闭的铸铁薄壁圆筒,其外径D?200mm,壁厚t?15mm,承受内压力p?4MPa,且在两端受轴向压力p?200kN的作用。材料的许用拉应力和许用压应力分别为??t??30MPa,

??c??120MPa,泊松比??0.25。试用第二强度理论和莫尔强度理论校核薄壁圆筒的强度

8-27 一简支钢板梁承受载荷如题8-27图(a)所示,它的截面尺寸如图(b)所示。已知:P?550kN,q?40kNm,

钢材的许用应力????170MPa,????100MPa。试校核梁内最大正应力和最大剪应力强度,并按第四强度理

论对截面上的A点(腹板与翼缘交界处)作强度校核。

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复习题八

9-3图示由木材制成的矩形截面悬壁梁,在梁的水平对称面内受到P1=0.8kN的作用,

在垂直对称面内受到P2=1.65.kN的作用。已知b=90mm,h=180mm。试指出危险截面和危险点的位置,并求最大正应力值。如果截面为圆形,直径d=130mm,试求梁内最大正应力值。

9-7图示钻床的立柱为铸铁制成,许用拉应力[

?t]=35MPa,若P=15kN,试确定立柱所需的直径。

9-8 图示起重机构,已知:a=3m,b=1m,P=36kN,[?]=140MPa,试为AD杆选择一队槽钢截面。

9-9图示钢板受力P=100kN ,试求局部挖空处A-A截面的最大正应力至板宽的中心位置,且使

?max值,并画出其正应力分布图。若缺口移

?max保持不变,则挖空宽度可为多少?

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9-13图示操作装置水平杆,截面为空心圆形。内径d=24mm,外径D=30mm,材料为A3钢,,[?]=100MPa,控制片受力P1=600N,试按第三强度理论校核杆的强度。

9-20曲拐如图所示,当C端受铅垂载荷作用时,在圆截面杆AB上的k点沿-45方向测得线应变

0??450=3.9?10(k

?4点在截面的水平直径的最前端)。若杆的直径d=10mm,材料的弹性模量E=200GPa,泊松比?=0.3,许用应力为[?]=140MPa,试按第三强度理论校核曲杆的强度。

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复习题九

10-2 计算图中所示各杆应变能.设各杆材料的弹性模量均为E

10-9 求图中所示刚架结构截面C的转角和A、B两点的位移。已知刚架各杆的EI都相同。

10-19 图示梁ABC和CD在C端以铰相联。试求C铰两侧梁截面的相对转角。设EI等于常量。

10-22 图中是一杆系及梁组成的混合结构。设P、a、E、A、I均为已知,试求C点的垂直位移。

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复习题十

11-1 图示平面结构中,如载荷作用在结构平面内,试分别判断各个结构的静不定次数。

11-6 图示结构中,梁为16号工字钢,拉杆的横截面为圆形,直径d=10mm。两者均为A3钢,E=200Gpa。试求梁及杆内的最大正应力。

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11-12 试求图示等截面刚架的约束反力。已知刚架各杆的EI都相同。

11-18 矩形刚架横梁的抗弯刚度为EI1,立柱的抗弯刚度为EI2。已知力P及a和b.试作刚架的弯矩图。

11-24 求解图示静不定刚架。已知刚架各段EI为常数。

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复习题十一

12-3 长为l,横截面面积为A,材料重度为?的杆以匀加速度a向上提升,试求杆内的最大正应力。

312-6 一铸铁飞轮以转速n?500r/min等速旋转,轮缘平均直径D?2.5m,铸铁重度??78kN/m,许用应力

????40MPa,轮缘厚度t??D,且忽略轮幅的影响。(1)校核飞轮强度;(2)确定飞轮充许的最大转速。

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12-10 长为l?6m,直径为d?300mm的圆木桩,下端固定,上端受到得为Q?2kN的重锤的作用。木材弹性模量为E1?10GPa。求在下列三种情况下,木桩内的最大正应力:

(a)

(b) 重锤以静载荷的方式作用于木桩上; (c)

(d) 重锤从离桩顶0.5m的高度自由落下; (e)

在桩顶放置直径为150mm、厚度为40mm的橡皮垫,橡皮的弹性模量

12-12 图示两悬臂梁,一为等截面(正视图a和俯视图b),一为变截面(正视图a和俯视图c)。重物G?50N从高度h?30mm处自由落下。已知梁材料弹性模量E?200GPa,试求两杆的最大冲击力。

复习题十二

14-7 某简易起重机如图所示,其压杆BD采用20a号槽钢,材料为A3钢,起重机最大超重量为P?40kN。若规定的稳定安全系数nst?5,试校核BD杆的稳定性。

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14-9 一简易吊车如图所示,最大载重量G?20kN。已知AB杆的外径D?50mm,材料为A3钢,稳定安全系数nst?2,试设计AB杆的内径d。

14-12 如图结构,AB为圆截面杆,直径d?80mm,A端固定,B端铰支;BC为正方形截面杆,连长a?70mm,

C端边为铰支。AB和BC杆可以独自发生弯曲而互不影响,两杆材料均为A3钢。已知l?3m,规定的稳定安全系数nst?2.5,试求此结构的许可载荷?P?。

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14-13 同两根22号槽钢组成的组合截面压杆,两端均为固定约束,已知压杆长度l?20m,压杆截面如图所示,压杆材料为A3钢,试求当两槽钢间距a为多大时压杆的临界压力最大,并求出此时的临界压力。

14-21

14-22 如图所示,一正方形结构由5根圆截面钢杆组成,连接处均为铰链,杆的直径均为d?50mm,a?1.5m,

材料为A3钢。试求此结构的临界载荷Pcr。又若力的方向改为向外,临界载荷是否改变?若改变,应为多少?

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