2016年中山大学工学院S3905001材料力学复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、计算题
1． 一简支木梁受力如图1所示，荷载F=5kN，距离a=0.7m，材料的许用弯曲正应力[σ] =10 MPa，横截面为
的矩形。试按正应力强度条件确定梁横截面的尺寸。
【答案】根据平衡条件可知两铰支座支反力所示，则梁内最大弯矩值为:
。
，由此绘制该木梁的弯矩图，如图2
图2
根据梁的正应力强度条件且
可得:
解得：取
，故
2． 直径为D=40mm的实心钢轴，分别受轴向拉力场F N 及扭矩T 的联合作用，如图（a ）所示，将电阻 为=0.3。
的4枚电阻应变片分别贴于钢轴及补偿块上，由方案Ⅰ测得的应变值为
，
由方案Ⅱ测得的应变 为
。试由这些实验数据确定F N 及T 的大小，已知E=200 GPa
，
图
【答案】该圆轴为拉扭组合的变形。
圆轴受扭矩T 作用时，其表面单元体受力如图（b ）所示。当轴仅受轴力F N 作用时，其单元体受力如 图（e ）所示。 在扭矩作用下，应变片R 1受变
。
，其中
。
。所以，
及
作用，产生拉应变
; 应变片R 2受
及
作用，产生压应
在轴力作用下，应变片R 1，R 2均受拉，产生拉应变应变片R l 的总应变为按方案Ⅰ:
按方案Ⅱ:
，R 2的总应变为
由已知条件：
由二向应力状态的胡克定律有
所以 扭矩：轴力：
3． 长度为l 1、弯曲刚度为EI 的悬臂梁AB ，在自由端装有绞车，将重物P 以匀速v 下降。当钢绳下降至长度为l 2时，钢绳突然被卡住，如图所示。若钢绳的弹性模量为E s ，横截面面积为A ，试求钢绳横截面上的动应力。
图
【答案】悬臂梁AB 对应端点B 挠度的刚度系数气根据串联系统刚度公式可得系统的总刚度:
根据能量守恒:
其中，系统动能减少量:
势能减少量:
; 钢绳的刚度系数
。
式中，Δd 为系统急变形引起的重物位移，Δst 为重物静载引起的重物位移钢绳卡住后悬臂梁和钢绳的变形能变化:将以上各值代入式①可得:整理得: