2018年南京航空航天大学航天学院816材料力学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、计算题
1． 图（a ）所示半圆形曲杆AB ，半径为R ，杆的直径为d ，A 端固定，材料的弹性模量为E ，在自由端B 处受水平方向外力F x 及F z 作用。求点B 垂直位移W By （注:曲杆的轴向拉压不计）。
图
【答案】用莫尔积分法，在点B 加y 方向单位力
（见图（c ）），则
式中:M ，T ——外力作用下的背矩与扭矩；
及——单位力作用下的弯矩与扭矩。 分别列出钢架在F x ，F z 和单位力作用下的弯矩方程: ①在单位力作用下（见图（b ）），
②必在单位力作用下（见图（c ）），
③在F z 作用下（见图（d ）），
则点B 垂直位移W By 为:
2． 图1所示各结构材料均为线弹性，其弯曲刚度为EI ，拉杆的拉伸刚度为EA ，不计剪力的影响，试计算结构内的应变能。
图1
【答案】（l ）建立如图2（a ）所示的坐标系。由平衡条件求得支反力:
得梁BC 的弯矩方程:
梁的应变能为:
（2）建立如图2（b ）所示的坐标系，得刚架的弯矩方程: AB 段
BC 段
忽略BC 段由于压缩引起的应变能，故刚架内的应变能为:
图2
（3）对梁ABD 进行受力分析，如图2（c ）所示，并建立坐标系，由平衡条件可得约束反力及BC 杆轴力:
分别以A 、D 为坐标原点，列各段弯矩方程: AB 段
BD 段
故结构的应变能:
3． 已知某平面应力状态对于第一组载荷引起的应力如图（a ）所示，对于第二组载荷引起的应力如图（b ）所示，试求两组载荷共同作用下主应力值及主平面位置。
图
【答案】把图（b ）所示的应力单元体图转换到xy 方向，然后叠加求出主应力和主方向。根据应力的转换关系（两坐标轴关系见图（c ）），第二组载荷下的应力分量
和
分别为