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2017年南京航空航天大学民航学院816材料力学考研强化模拟题

  摘要

一、计算题

1. T 形等截面悬臂梁受力及尺寸(单位:mm )如图所示。己知Z 为梁截面的中性轴,P=16KN,a=2m, 材料的许用拉应力(l )校核梁的正应力强度; (2)计算梁横截面上的最大切应力

,许用压应力

。弹性模量

。试:

【答案】(1)

(2)

2. 如图所示外伸梁, 问当截面1处作用力偶M l =600 N·m 时,测得截面2的挠度为f 2=0.45 mm,若截面2处作用一集中力P 2=20kN(↓)时,截面1处的转角

是多少?

【答案】由功的互等定理可得

3. 矩形截面简支梁,F=2kN,b=40mm,受轴向压力和横向力共同作用,如图所示。己知F l =40kN,h=80mm,E=200GPa。试求梁的最大正应力。

【答案】由对称性可知,梁的最大正应力发生在梁跨中截面处,且:

其中,梁的最大挠度w 0根据叠加原理可得:

梁在轴向力F l 单独作用下,在习平面内失稳时的临界力

由力F 引起的梁跨中截面的弯矩值为:

截面几何性质:横截面面积:

横截面对中性轴z 轴的惯性矩: 梁的弯曲截面系数:

将各数据代入式①可得:

4. 一支柱由4根80mm ×80 mm×6mm 的角钢组成(如图所示),并符合钢结构设计规范中的b 类截面中心受压杆的要求。支柱的两端为铰支,柱长l=6m,压力为450kN 。若材料为Q235钢,强度许用应力

=170 MPa,试求支柱所需横截面边长a 的尺寸。

【答案】查型钢表得题中己知等边角钢截面几何性质:

当支柱满足压杆稳定性要求时,有可得稳定因数:

由此查教材表9-3并插值得到柔度根据柔度计算公式

,可得

题图所示组合截面对z 轴的惯性矩:故可得支柱横截面边长:

5. 直径d=20mm的折杆,A 、D 两端固定支承,并使折杆ABCD 保持水平(角B 、C 为直角),在BC 中点E 处承受铅垂荷载F ,如图1所示。若l=150 mm ,材料的许用应力弹性模量E=200GPa,切变模量C=80 GPa,试按第三强度理论确定结构的许可荷载。

(提示:本题为超静定结构。可取杆BC 与杆AB 、CD 在截面B 和C 的约束为多余约束,并考虑BC 杆的对称性,且不计其沿杆轴方向的变形,于是,多余未知数可简化为一个。)