2017年南昌大学建筑工程学院802材料力学考研冲刺密押题
● 摘要
一、计算题
1. 一结构如图所示,AB 和BC 均为钢制,AB 为圆杆,直径d=50mm; BC 为方杆,边长钢材料E=210Gpa,比例极限F 的许用值。
,许用应力
,
。取稳定安全系数n st =4,求
图
此按弯曲强度条件校核BC 杆,按稳定条件校核AB 杆。 (1) BC 梁的抗弯强度
BC 梁发生弯曲时的最大弯矩位于跨中,值为:由弯曲强度条件得:于是解得:
(2)AB 杆的稳定性
考虑AB 杆在结构平面内的稳定性,一端固定,一端铰支,柔度为:
。
【答案】在小变形的情况下BC 梁发生弯曲时可不计其轴向的变形量,AB 杆只受压而不受弯。 因
,截面为圆形,,
因此适用于欧拉公式,故
由于
所以
综合抗弯强度和稳定性分析,得
2. 如图1所示支架承受荷载F=10kN,1、2、3各杆由同一材料制成,
其横截面面积分别为
和
试求各杆的轴力。
图1
【答案】(l )如图2所示,在F 力作用下,杆AB 受拉,AD 受压。分析节点A 处的受力,设AC 杆受拉,由静力平衡条件可得:
图2
(2)补充方程
作铰A 的位移图,由几何关系可得变形协调方程:
其中,由胡克定律可得物理关系:
代入式③可得补充方程:
(3)求解
联立式①②④,可得各杆轴力:
3. 已知简支梁弯矩方程和弯矩图如图1所示。其中:
试:(l )画出梁上的载荷; (2)作梁的剪力图。
图
【答案】根据弯矩、剪力和载荷集度的微分关系,分别对M (x )求一阶、二阶导数,可得到梁的剪力方程和荷载集度:
(1)作载荷图,根据弯矩图可知,在x=0截面上有一正弯矩根据剪力方程可知: