2016年济南大学土木建筑学院材料力学(同等学力加试)考研复试题库
● 摘要
一、计算题
1． 图中所示悬壁梁，左半部承受集度为q 的均布载荷作用，试利用奇异函数法建立梁的挠曲线方程。设弯曲刚度EI 为常值。
图
【答案】为了利用奇异函数建立弯矩的通用方程，将作用在梁左半部的均布载荷q ，延展至梁的，同时，在延展部分施加反向同值均布载荷，于是得弯矩通用方程为
右端C （图（b ） 所示）
所以，挠曲线通用微分方程分
经积分，得
在固定端截面处的挠度和转角均为零，得梁的位移边界条件为
将上述条件分别代入式①与②，得积分常数:
将所得C 与D 值代入式②，得挠曲线的通用方程为
由此得AB 与BC 段的挠曲线方程分别为
2． 简支梁AB 承受如图1所示的均布荷载，其集度q=407kN/m（图a ）。梁横截面的形状及尺寸如图 b 所示。梁的材料的许用弯曲正应力[σ]=210 MPa ，许用切应力[τ]=130 MPa 。试校核梁的正应力和切应力强度。
图1
【答案】（l ）确定截面形心
则
（2）截面对其形心的惯性矩:
中性轴以上部分截面对中性轴的静矩:
（3）对梁进行受力分析，作出剪力图和弯矩图，如图2所示。
图2
则最大剪力④校核正应力校核切应力
，最大弯矩
。
综上所述，该梁的正应力和切应力均满足强度要求，是安全的。
3． 长度为l ，横截面面积为A 的钢杆，以速度v=2m/s水平撞击刚性壁，如图所示。设钢的密度p=7.95 xl0kg/m，弹性模量E=210GPa。若钢杆冲击时产生的横截面上的应力σ（x ）沿杆轴成线性分布，试求杆内最大动应力。
3
3
图
【答案】根据题意，冲击产生的正应力沿杆轴线呈线性分布，故正应力的分布函数，由此可得冲击过程中钢杆的应变能:
撞击前钢杆的动能:
，得:
，
冲击时，冲击物的动能转化为变形能，根据能量守恒
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