2018年南京航空航天大学航天学院816材料力学考研核心题库
● 摘要
一、计算题
1． 如图1所示的圆杆直径
，杆材料为铸铁，
（1）求圆杆表面C 点沿A 方向的应变； （2）按第二强度理论校核杆的强度。
图
【答案】（1）求AB 方向的应变
取C 点的一单元体进行研究，如图解2所示
图解2
该单元体的应力分量；
将广义胡克定律
代入斜截面应变公式
（2）用第二强度理论校核杆的强度。 由主应力计算公式得：
得：
根据主应力计算公式得：
根据主应力的符号规定，得主应力分别为
于是，第二强度相当应力
所以杆的强度足够。
2． 直径d=2cm的实心圆轴，如图（a ）所示。在轴的两端加外力偶矩的表面上某点A 处用应变仪测出与轴线成切变模量G 。
方向的应变
。在轴
，试求此圆轴材料的
图
【答案】（l ）圆轴受扭转时，从轴表面上A 点处取出主单元体，如图（b ）所示。在A 点处沿
方向测得的应变即是沿主应力应力是
方向的主应变
， 而
。根据纯剪切应力状态的应力圆，知道三个主
是横截面上边缘处的最大切应力，按扭转切应力
的计算式，有为扭矩。
（2）把三个主应力值代入以主应力形式表示的胡克定律，有
因为弹性模量E 、切变模量G 和泊松比v 之间有下列关系
将其切变模量表达式代入
的表达式，得切变模量
3． 如图所示，一端固定的圆截面杆AB ，承受集度为m 的均布外力偶作用。材料的切变模量为G 。试求杆内积蓄的应变能。
图
【答案】距离自由端B 为x 处截面上的扭矩T=mx，则根据应变能的计算公式积分得到杆内积蓄的应变能: