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2016年北京理工大学宇航学院力学专业06生物力学(力学专业背景)之材料力学复试笔试最后押题五套卷

  摘要

一、计算题

1. 如图1(a )所示的梁ABC 受集中力F 作用,己知梁的抗弯刚度EI 为常数,试求梁的弯曲内力,并作弯矩图(不计剪力和轴力影响)。

【答案】解法一 根据结构分析,固定端A 有3个约束反力,活动铰支座B 有1个约束反力,而平面任意力系有3个独立静力平衡方程,故梁ABC 为一次超静定结构。以支座B 为多余约束求解。

(l )设支座B 为多余约束,则静定基为悬臂梁。以支座反力X l 为多余约束反力,将外力F 和多余约束反力X l 施加到静定基,可以得到求解超静定系统的相当系统,如图1(b )所示。采用力法正则方程求解,即

法 正则方程的系数

代入力法正则方程解得

多余约束反力求出后,根据相当系统计算梁的弯曲内力,这一工作和静定结构相同。作梁的弯矩图如图1 (e )所示,最大弯矩为F α,在B 截面。

解法二设固定端A 的约束力偶为多余约束,则静定基为外伸梁。以A 处的支座反力偶X 1为多余约束反力,将外力F 和多余约束反力X 1施加到静定基,可以得到求解超静定系统的相当系统,如图1(f )所示。 采用力法正则方程求解,即 (2)分别作外力和多余约束反力X l =1产生的弯矩图如图1(c )、(d )所示。利用图乘法计算力

v

图1

分别作外力和多余约束反力X l =1产生的弯矩图如图1(g )、(h )所示。利用图乘法计算力法正则方程的系数

代入力法正则方程解得

梁的弯矩图与图1(e )相同。

2. 有一拉伸试样,横截面为40 mm ×5mm

的矩形。在与轴线成

时,试样上将出现滑移线。试求试样所受的轴向拉力F 的数值。

【答案】由轴向拉伸杆任意斜截面上切应力公式:

可得轴向拉力:

3. 图(a )、(b )所示中心压杆由

承, 已知压杆材料的屈服极限

试分别求此两压杆的临界力。

的等边角钢做成,在A 、B 和C 处均由球铰支,比例极限,弹性模量,角的面上切应力

,【答案】(1)图示(a )