2018年哈尔滨工业大学深圳研究生院871材料力学(B)考研基础五套测试题
● 摘要
一、解答题
1. 图(a )中三角架ABC 由AC 和BC 二杆组成。杆AC 由两根No.12.6的槽钢组成,
许用应力
160Mpa ; 杆BC 为一根No.22a 的工字钢,许用应力
。求荷载F 的许可值
。
图
【答案】(l )对节点C 进行受力分析[图(b )],由节点C 的平衡方程
得AC 杆,BC 杆的轴力分别为
(2)分别由强度条件求两杆的许用轴力 对于AC 杆,许用轴力为
对于BC 杆,轴力为压力,取绝对值,则许用轴力为
(3)确定许用荷载 由AC 杆的许用轴力得
由BC 杆的许用轴力得
因此,结构中荷载F 的许用值为
2. 试作图(a )所示边长为a 的正方形框架的弯矩图。
图
【答案】此为三次超静定问题。由于结构关于BD 轴对称,载荷反对称,因此在对称的截面上只 沿BD 轴切开,有一个反对称力。取其右半部分研究,则BD 截面上只有未知的内力Q ,如图(b )所示,变形几何条件为
。
由于AC 为对称轴,故可再取一半(AB 段)研究。
由卡氏定理
积分可得
所以
框架的弯矩图如图(c )所示。
3. 图(a )所示轴,总长为l ,由两段平均半径为R 的薄壁圆筒焊接而成,在轴的自由端作用有集中力偶
,沿轴作用有集度
的均布力偶,设
和
均为已知,为了使轴的重
量最轻,试确定各段圆管的长度和壁厚。
图
【答案】(l )如图(b )所示,设较粗一段薄壁圆筒的长度为的长度为
,壁厚为
,则
(2)画出轴的扭矩图如图(c )所示,可看出: 右段(B 截面)最大扭矩为
左段(A 截面)最大扭矩为
(3)由薄壁杆件的剪切强度条件
,可知右段的壁厚
,
,壁厚为
; 较细一段薄壁圆筒
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