2017年河海大学能源与电气学院813材料力学考研强化模拟题
● 摘要
一、计算题
1． 两根直径为d 的立柱，上、下端分别与强劲的顶、底块刚性连接，如图1所示。试根据杆端的约束条件，分析在总压力F 作用下，立柱可能产生的几种失稳形态下的挠曲线形状，分别写出，并确定最小临界力对应的总压力F 之临界值的算式（按细长杆考虑）
的算式。
图1
【答案】在总压力F 作用下，立柱可能发生以下三种失稳情况:
（1）如图2（a ）所示，每根立柱视为两端固定的压杆，在两立柱平面内分别失稳。此时长度因数
，其临界力:
（2）如图2（b ）所示，两根立柱均视为下端固定，上端自由的压杆，在两立柱平面内失稳，此时长度
，其临界力:
（3）如图2（c ）所示，两根立柱均视为下端固定，上端自由的压杆，在平面外失稳，此时长度因数
，其临界力:
综上所述，在平面外失稳时的临界力最小，
2． 图（a ）所示液压机油缸，沿油缸表面的ab 方向（环向）和ad
方向（轴向）分别测出应变
，油缸材料是45钢，
应力。
，试求油缸壁的主
图
【答案】该油缸是一厚壁圆筒，承受压强为P 的油压。从对称性可见，在圆筒表面沿轴线方向和圆周方向是两个主方向。如图（b ）所示取单元体处于主应力和
就是两个主应力
和
方向的主应变。
根据平面应力状态下，主应力在左边的胡克定律有
和
的作用，已经测出的应变
将题目中的具体数值代入上式，有
即为所求主应力。
3． 图所示矩形截面杆，截面上同时存在轴向力F=18kN，扭矩M x =2.6kN.m，两个方向的弯矩M y =1.6kN.m和M z =6.0kN.m。已知b=40mm，h=100mm，材料的容许应力出危险点1、2、3 点的应力状态，并按第三强度理论校核其强度。
。试画
图
【答案】该矩形截面杆处于双向弯曲、拉伸与扭转的组合变形状态。 1点
2点
3点
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