2017年中南大学资源与安全工程学院934工程力学之材料力学考研仿真模拟题
● 摘要
一、计算题
1. 如图(a )所示析架中,各杆拉、压刚度EA 相同,在节点D 受一水平载荷F 作用,同时支座B 沿垂直方向下沉△,试求DB 杆的转角。
图
【答案】方法一:虚功原理
在铰接点不能施加力偶,故在节点D 和B 垂直于DB
杆的轴线施加一对大小相等、方向相反的力
,使其构成单位力偶
,在此力偶作用下,衍架的支反力和内(如图(b )所示)
力如图。今以图(a )所示结构的真实位移作为图(b )所示的平衡力系的虚位移,外力偶和由它产生的反力在虚位移上的虚功为
内力在虚变形上的虚功为
由虚功原理知
即
所以
方法二:卡氏定理求解
为把下沉量△引入应变能,可把支座B 理解为一弹簧,其弹簧的刚度为的转角,在D ,B 两点施加一个与附加力偶相应的附加力统的弹性变形能为
,为了求DB 杆
(如图(c )所示)。此时,整个系
所以
2. 对于塑性材料,当危险点的【答案】塑性材料,当
时,试问是否一定出现塑性屈服; 对于脆性材料,
当
时,不一定出现塑性屈服。反之,塑性材料出现塑性屈服,其
时,试问是否一定发生脆性断裂,为什么?
危险点的最大正应 力也不一定等于材料的屈服极限,可能大于或小于屈服极限。因为材料是否发生塑性屈服的条件,与危险点的应力状态有关。例如,在三轴均匀受拉应力状态下,材料将不会出现塑性屈服,而发生脆性断裂; 又如设应力状态
则按第三强度理论可得
即在力状态
则按第二强度理论
时,材料就发生脆性断裂。
即在
时,材料就出现塑性屈服。
同理,对于脆性材料,例如,在三轴均匀受压应力状态下,材料将不会发生脆性断裂;又如设应
3. 长为L ,抗弯刚度为EI 的简支梁AB ,C 为其中点,梁上载荷如图所示。 (1)做出梁的剪力图和弯矩图; (2)试求跨中截面的挠度f c ; (3)试求梁的端面的转角θA 。
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