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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

【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。

【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

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。

【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