2018年华东理工大学机械与动力工程学院807材料力学考研强化五套模拟题
● 摘要
一、计算题
1． 横截面为250 mm×25o mm的短木柱，用四根40 mm×40 mm×5 mm的等边角钢加固，并承受压力F ，如图所示。己知角钢的许用应力应力
，弹性模量
，弹性模量
。试求短木柱的许可荷载
。
; 木材的许用
【答案】由题可知，压力F 由角钢和短木柱共同承担，两者承压分别记（l ）由平衡条件可得:（2）补充方程
角钢和短木柱的压缩量相同，可得变形协调方程:根据胡克定律可得:代入式②可得补充方程; 其中，
（3）联立式①③可得根据角钢强度条件根据木柱强度条件
综上所述，该结构的许可载荷取
。
确定，解得确定，解得
2． 有一个单轴压缩的混凝土圆柱，如图（a ）所示; 另有一个在钢管内灌注混凝土并凝固后，在其上端施加均匀压力的混凝土圆柱，如图（b ）所示。哪种情况下的强度大? 为什么
?
图1
【答案】对图1（a ）是单向压缩的应力状态，示。 对图1（b ）是三向应力状态，三个方向都受压，所示。
。其应力圆如图2（a ）所
，其应力圆如图2（b ）
图2
而混凝土材料是脆性材料，且在受压状态，故按第二强度理论
，（b ）图的强度大
于（a ）图。
3． 简单析架及其受力如图1所示，水平杆BC 的长度l 保持不变，斜杆AB 的长度可随夹角θ的变化而改变。两杆由同一材料制造，且材料的许用拉应力与许用压力相等。要求两杆内的应力同时达到许用应力，且结构的总重量为最小时，试求: （l ）两杆的夹角θ值;
（2）两杆横截面面积的比值。
图1
【答案】（l ）对节点B 进行受力分析，如图2所示。
得到平衡方程:
解得:
①两杆应力同时达到许用应力代入数据得:
即
②要使得结构总重量最小，即使整个结构的体积最小，该结构的总体积:
令故：
，得
综上，即两杆夹角为54.74°时，该结构总重量最小。 （2）两杆横截面面积的比:
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