2017年东南大学521,材料力学复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、计算题
1． 水轮发电机组的卡环尺寸如图所示。已知轴向荷载F=1450kN，
卡环材料的许用切应力图
，许用挤压应力
。试校核卡环的强度。
图
【答案】（l ）剪切面积为:根据剪切强度条件得:（2）挤压面积为:根据挤压强度条件得:
2． 如图所示，一由16号工字钢制成的简支梁承受集中荷载F 。在梁的截面C-C 处下边缘上，用标距s=20mm的应变仪量得纵向伸长Δs=0.008mm。己知梁的跨长1=1.5m，a=lm，弹性模量E=210 GPa。试求力F 的大小。
图
【答案】根据胡克定律
，可得该工字梁C-C 截面下边缘的应力:
在F 力作用下C-C 截面的弯矩
查教材表知16号工字钢的弯曲截面系数解得：
，则由
。
3． 有一处于平面应力状态下的单元体，其上的两个主应力如图1所示。设E=70 GPa，v=0.25。试求单元体的三个主应变，并用应变圆求出其最大切应变
。
图1
【答案】根据题意可知，单元体上的主应力:由广义胡克定律得，单元体上的三个主应变为:
绘制坐标轴故最大切应变：
，如图2所示，根据求得的主应变的值作应变圆，由应变圆可知
，
图2
4． 如图（a ），（b ）所示，两根杆A 1B 1和A 2B 2的材料相同，其长度和横截面面积也相同。杆A 1B 1 承受作用在端点的集中荷载F ; 杆A 2B 2承受沿杆长均匀分布的荷载，其集度为根杆内积蓄的应变能。
，试比较这两
图
【答案】设两根杆的弹性模量为E ，横截面面积为A ，则: 杆A 1B 1内积蓄的应变能
杆A 2B 2内积蓄的应变能
其中，在距离A 2为x 处的轴力代入式②积分可得:
故两杆的应变能为:
即
。今测得轴表面A 点沿图示30°方向
5． 图所示圆轴受拉力F 与力偶矩T 共同作用，且的应变许应力
。已知轴的直径d=l0mm，材料弹性模量E=200GPa，泊松比v=0.3，容。试求F 和T 的大小，并用第四强度理论校核其强度。
图