2018年河南理工大学能源科学与工程学院817材料力学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、计算题
1． 蒸汽机车的连杆如图所示，截面为工字形，材料为Q235钢。连杆所受最大轴向压力为465kN 。连杆在摆动平面（xy 平面）内发生弯曲时，两端可认为铰支; 而在与摆动平面垂直的xz 平面内发生弯曲时，两端 可认为是固定端。试确定其工作安全因数。
图
【答案】连杆横截面的几何特性:
Q235钢
因
在xy 平面内弯曲时连杆的柔度
在xz 平面内弯曲时连杆的柔度
所以计算在两个方向上产生弯曲时的临界载荷，都要用经验公式，并且只需计算在柔度较大的方
向上产生弯 曲时的临界载荷。（因它比在柔度较小的方向上产生弯曲时的临界应力小），即
工作安全因数
2． 用45°应变花测得构件表面上一点处三个方向的线应变分别为
。
试作应变圆，求该点处的主应变数值和方向。 【答案】
绘制坐标轴以
，根据己知ε0°、ε45°、ε90°值分别作垂直于ε轴的的直线
上量取
。
再从应变圆上量得
，故
，方向如图2所示。
分
别与ε轴交于点A 、B 、D ；平分AD 即得应力圆圆心C 。在
为半径作圆，与ε轴相交，记作故由图量取即得该点的主应变:
，以C 为圆心，
图2
3． 矩形截面bXh 的直梁承受纯弯曲，梁材料可视为弹性-理想塑性，弹性模量为E ，屈服极限为σs 。当加载至塑性区达到h/4的深度（如图），梁处于弹性-塑性状态时，卸除荷载。试求: （l ）卸载后，梁的残余变形（残余曲率）;
（2）为使梁轴回复到直线状态，需施加的外力偶矩。
图
【答案】（l ）卸载前梁横截面上正应力的分布为:
卸载前弹性区弯矩:卸载前轴线的曲率:卸载需加的反向弯矩:卸载引起的反向曲率:故卸载后梁的残余曲率:
（2）由上可知为使梁轴线恢复到直线状态，需加载的反向外力偶矩:
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