2017年南京航空航天大学能源与动力学院916材料力学[专业硕士]考研仿真模拟题
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一、计算题
1． 一悬臂梁长为900mm ，在自由端受一集中力F 的作用。梁由三块50mmx100 mm的木板胶合而成， 如图所示，图中Z 轴为中性轴。胶合缝的许用切应力[τ]=0.35 MPa。试按胶合缝的切应力强度求许可荷载 [F]，并求在此荷载作用下，梁的最大弯曲正应力。
图
【答案】分析可知梁内的最大剪力F Smax =F，最大弯矩值发生在固定端截面处，M max =Fl。 在木板胶合缝处，根据剪应力强度条件：其中惯性矩:
中性轴以上部分截面对中性轴的静矩:则
解得：
在此荷载作用下，梁内的最大弯曲正应力:
2． 用Q235钢制成的实心圆截面杆，受轴向拉力F 及扭转力偶矩设通过k 点的横截面上，由轴向拉力F 引起正应力，而由扭转力偶矩影响。今测得圆杆表面k 点处沿图所示方向的线应变
材料的弹性常数E=200 GPa ，v=0.3。试求荷载F 和。若其许用应力度理论校核杆的强度。
共同作用，且。
引起切应力，两者互不。己知杆直径d=10mm，
，试按第四强
【答案】（l ）求载荷 过k 点横截面的应力分量:
根据斜截面应力计算公式可得:
根据广义胡克定律可得k 处沿
方向的线应变:
故圆杆上的轴力扭矩
（2）强度校核
由（l ）可得k 点的应力分量:
根据第四强度理论校核:
故圆杆满足强度要求，是安全的。
3． 如图所示，矩形截面钢杆承受一对外力偶矩求:
（l ）杆内最大切应力的大小、位置和方向;
。己知材料的切变模量G=80GPa，试
（2）横截面短边中点处的切应力; （3）杆的单位长度扭转角。
图
【答案】（1）根据比值则该杆的抗扭截面系数:
杆内最大切应力发生在横截面长边中点处:
（2）横截面短边中点处的切应力:
（3）该杆的截面极惯性矩
则杆单位长度扭转角:
4． 长度为250mm 、截面尺寸为h ×b=0.8mm×25mm 的薄钢尺，由于两端外力偶的作用而弯成中心角为 60°的圆弧。己知弹性模量E=210GPa。试求钢尺横截面上的最大正应力。 【答案】根据题意可得，钢尺轴线的曲率半径:
纯弯曲时有
则钢尺内的弯矩:
，查表可得矩形截面杆扭转时的系数:
故钢尺横截面上的最大正应力: