2018年西南石油大学机电工程学院913材料力学考研核心题库
● 摘要
一、计算题
1． 直径d=200mm的大柔度实心圆截面杆，受力如图所示。已知F=4.5kN，
术材的弹性模量
。 试求杆的最大正应力。
图
【答案】
将作用力分解为沿轴线方向的力
，因为杆的最大正应力为压应力，且:
其中，杆横截面面积
横截面的惯性矩
杆的弯曲截面系数
且
将各数据代入式①可得该杆的最大正应力:
。
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和垂直于轴线方向的力
2．
一弓形夹紧器如图所示。弓形架的长度
，弹性模量
弹性模量
, 工件的长度
。
杆与工件接触后，再将螺杆旋进两端A 、B 间的相对位移
，直径
，
偏心距
。螺杆的工作长度
，弹性模量
，
截面为矩形，根径
，。当螺
，以压紧工件，试求弓形架内的最大正应力，以及弓形架
图1
【答案】设螺杆内力为F
在F 作用下，螺杆和工件的变形量分别为:
则变形协调关系为其中，
为螺杆旋进量，
，
其中
由于该结构的对称性，取其一半进行分析，如图2所示。则A 、B 间相对位移
为A 点位移。
图2
由叠加法可知在F 作用下，A 点的位移由三部分组成:
代入式①得:
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其中，各截面参数解得
故最大正应力:
A 、B 间相对位移:
3． 直径d 2=1.5d1的阶梯形轴在其两端承受扭转外力偶矩M e ，如图所示。轴材料为线弹性，切变模量为G 。试求圆轴内的应变能。
【答案】对该阶梯轴进行分段计算应变能再求和，其中d 2=1.5d1，可得:
4． 从某钢构件内取出单位厚度的长方体如图所示。它的前后两个面上无应力，其他四个面上的切应力及左右两个面上的正应力分别是均匀分布的，且常数为
， 试求对角线AC 的长度改变量。
。材料的弹性
图
【答案】（l ）要求出AC 的长度改变量，须得出AC 的线应变。在AC 上任意一点取单元体，如图（b ）所示。 （2）为求得和
。
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方向（即AC 线）的线应变，需将该单元体逆时针旋转，用应力圆则可得到