2018年江西农业大学工学院341农业知识综合三[专硕]之材料力学考研仿真模拟五套题
● 摘要
一、计算题
1． 开口薄壁圆环形截面如图1所示。己知横截面上剪力F s 的作用线平行于截面的y 轴，试仿照矩形 截面梁切应力的分析方法，推导此截面上弯曲切应力的计算公式。（提示:对薄壁圆环截面，切应力沿壁厚可视为均匀分布。对于微段dx ，用夹角为d θ的两纵截面截取体积单元。）
图1 图2 【答案】开口薄壁圆环截面对z 轴的惯性矩:
如图2所示，图中AB 段环形面积对z 轴的静矩:
应用矩形截面梁弯曲的切应力计算公式可得开口薄壁圆环θ截面上任一点的切应力为:
2． 简支梁跨中受集中力F 作用，已知梁长l=2m，屈服极限σs =235MPa，试分别计算采用如图所示两种不同截面时的极限荷载F u 。
图
【答案】（1）T 字形截面塑性弯曲截面系数
极限弯矩
由由
即
，所以极限荷载
（2）工字形截面
解得
塑性弯曲截面系数
极限弯矩
所以极限荷载
3． 如图1所示，一平顶凉台，其长度l=6m，宽度a=4m，顶面荷载集度f=2000Pa，由间距s=lm的木次梁AB 支持。木梁的许用弯曲正应力[σ]=10 MPa，并己知（l ）在次梁用料最经济的情况下，确定主梁位置的x 值; （2）选择矩形截面木次梁的尺寸。
【答案】（l ）将该梁简化为外伸梁受力模型，其受力简图如图2（a ）所示。根据平衡条件可得两支座的支反力:
如图2（a ）所示，在截面咨处ξ的剪力:
试求:
令，可得，根据荷载集度、剪力、弯矩的微分关系可知，此时AB 段上弯
矩取得最大值，为:
作梁的弯矩图如图2（b ）所示:
图2
为使材料最省，应满足将己知数据代入，解得:根据题意，取x=1.757m。 （2）荷载集度:
即
由（l ）求得的结果可知，最大弯矩值为:
根据梁的正应力条件且
，可知:
取b=77mm，故h=2b=154mm。
4． 试验证下列截面的塑性弯曲截面系数W s 与弹性弯曲截面系数W 的比值: （l ）直径为d 的圆截面
（2）薄壁圆筒截面（壁厚δ<<平均半径r 0）
【答案】（l ）圆形截面的塑性弯曲截面系数:
弹性弯曲截面系数:
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