2017年中国石油大学(华东)石油工程学院813材料力学考研强化模拟题
● 摘要
一、计算题
1． 某小型水电站的水轮机容量为50kW ，转速为300r/min，钢轴直径为75mm 。若在正常运转下且只考虑扭矩作用，其许用切应力[τ]=20MPa。试校核轴的强度。 【答案】作用在轴上的外力偶矩为
则该轴上的最大切应力为
故该轴满足强度要求。
2． 如图1（a ）所示的齿轮传动装置中，第II 轴的受力情况及尺寸如图图1（b ）所示。轴上大齿轮1的半径
，
受周向力
论计算轴所需的直径。
，受周向力和径向力
和径向力作用，
且
作用，且
; 小齿轮2
的半径
。已知轴工作时传递的功率
。试按第三强度理
P=73.5 kw，转速n=2000r/min，轴的材料为合金钢，其许用应力
图1
【答案】如图2所示，即为轴II 的受力简图。
图2
其中，外力偶矩:则
又根据轴的平衡条件可求得:
由此可绘制轴II 的内力图，如图2所示。 危险截面为D 截面左侧，其弯矩和扭矩分别为:
根据第三强度理论得强度条件:
解得:
故取轴II 直径
3． 一焊接钢板梁的尺寸及受力情况如图所示，梁的自重略去不计。试求截面m-m 上a 、b 、c 三点处的主应力。
图
【答案】钢板上截面mm 的剪力和弯矩:
该截面对中性轴的J 惯性矩:
（l ）a 点的应力分量为:
该点处于单向应力状态，故其主应力:（2）b 点的应力分量为:
根据主应力计算公式可得:
故该点主应力:
（3）c 点的应力分量:该点位于中性轴上，故
该点的主应力由公式得: