2018年中国农业科学院麻类所810工程力学之材料力学考研核心题库
● 摘要
一、解答题
1． 两个材料和横截面均相同的弹簧片，左端固定、右端自由。两弹簧片相距为a ，现用一双向螺栓将两弹簧片在自由端相连，并将螺母旋进△，如图所示。然后，螺栓承受对称交变荷载±F 作用。设弹簧片的弯曲刚度为EI 、弯曲截面系数为W ；螺栓的弹性模量为E 、横截面面积为A ，并假设螺栓在交变荷载作用下始终受拉。试求上弹簧片的上表面各点在交变荷载作用下的应力比。
图
【答案】（l ）加载前的受力分析。两弹簧片与螺栓相连，若以梁与螺栓的连接为多余约束，则其基本静定系如图所示。
由变形相容条件，代入力——位移间物理关系，得补充方程为
解得多余未知力为
令写为
和
分别表示将梁和螺栓视作弹簧时的刚度；
。则上式可
图
（2）交变荷载作用下的应力比。两弹簧片在旋紧螺栓并承受交变荷载后，上弹簧片上表面任一点处的弯曲应力为
即得应力比为
由于在交变荷载作用下，螺栓始终受拉，故应力比r 为正值。
2． 如图所示结构AB 为刚性杆，1、2两杆的直径容许拉应力
，容许压应力
，3杆直径d3=120mm，
。试求结构的最大荷载。
图
【答案】由平衡条件，三杆的内力:由强度条件得
综上容许荷载
3． 如图1所示，己知小曲率圆环弯曲刚度El ，求B 、D 两点相对位移
。
【答案】根据实际载荷系统的双对称性，可以确定两个未知内力，并利用对称性同时可选取原结构的
，即图2（a ）的相当系统，如图所示，截面B 仅一个未知的内力
。
图1 图2 （l ）配置单位载荷系统（图2（b ）），计算对称截面内力实际载荷和单位载荷系统的弯矩方程分别为
由变形协调条件
解得
（2）计算
，配置单位载荷系统如图2（c ）所示。
。
实际载荷和单位载荷系统的弯矩方程分别为
于是
4． 一根直径为巧15mm ，标距为200mm 的合金钢杆，在比例极限内进行拉伸试验，当轴向荷载从零缓慢地增加到泊松比v 。 【答案】由胡克定律
可以得到弹性模量满足:
时，杆伸长了，直径缩小了，试确定材料的弹性模量E 、
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