2016年四川大学水利水电学院、水力学与山区河流开发保护国家重点实验室材料力学复试笔试仿真模拟题
● 摘要
一、计算题
1． 两根直径为d 的立柱，上、下端分别与强劲的顶、底块刚性连接，如图1所示。试根据杆端的约束条件，分析在总压力F 作用下，立柱可能产生的几种失稳形态下的挠曲线形状，分别写出，并确定最小临界力对应的总压力F 之临界值的算式（按细长杆考虑）
的算式。
图1
【答案】在总压力F 作用下，立柱可能发生以下三种失稳情况:
（1）如图2（a ）所示，每根立柱视为两端固定的压杆，在两立柱平面内分别失稳。此时长度因数
，其临界力:
（2）如图2（b ）所示，两根立柱均视为下端固定，上端自由的压杆，在两立柱平面内失稳，此时长度
，其临界力:
（3）如图2（c ）所示，两根立柱均视为下端固定，上端自由的压杆，在平面外失稳，此时长度因数
，其临界力:
综上所述，在平面外失稳时的临界力最小，
2． 在一液压机上横梁的表面上某点处，用60°应变花测得三个方向的线应变
为
。己知液压机材料的弹性常数E=210 GPa，
v=0.3。试用应变圆求主应变， 并求该点处主应力的数值及方向。 【答案】绘纵坐标轴，根据己知
分别作与该轴平行的直线L a 、L b 、L c 。过L b 上任
一点B 作直线BA 、BC ，与L b 夹角均为60°，并且分别交L a 、L c 于点A 、C 分别作线段BA 、BC
的中垂线，交于点O 1， 以O 1为圆心，以O 1A 为半径做应变圆，交ε轴于D 1、D 2两点，如图所示。
图
由图可量得主应变大小
:方向:
根据广义胡克定律可得主应力:
根据主应力符号规定，记主应力为:
主应力与主应变的方向相同，即
3． 图所示空心圆杆，内径d=88mm，外径D=100mm，承受水平力试求杆的最大拉应力。
，铅直力。
图
【答案】由杆的变形可知，该杆的最大应力发生在固定端A 处。 在在
因此最大弯矩于是最大拉应力：
的作用下，产生的弯矩为：的作用下，产生的弯矩为：
4． 如图1所示钢杆，弹性模量E=200GPa，截面面积为2500mm 2，受力之前，B 端与刚性墙间的间隙为δ=0.3mm，现于C 点作用一水平向右的集中力F=200KN，试求A 、B 端的约束力。
图1
【答案】假设杆不与墙接触，则:
所以上述假设不成立。 取图2所示基本体系:
图
2