2016年浙江工业大学动力工程及工程热物理材料力学(Ⅲ)(同等学力加试)复试笔试仿真模拟题
● 摘要
一、计算题
1． 水平刚性横梁AB 上部由杆1和杆2悬挂，下部由铰支座C 支承，如图1所示。由于制造误差，杆1的长度短
了
。己知两杆的材料和横截面面积均相同，且，
。试求装配后两杆横截面上的应力。
图1
【答案】分析梁AB 受力，如图2所示，并作出其位移图。
图2
（1）由平衡条件可得:
（2）补充方程
如图AB 位移图中几何关系可知
则变形协调方程:
其中，根据胡克定律可得:
代入式②可得补充方程
其中
（3）联立式①③可得各杆轴力
故装配后各杆横截面上的应力:
2． 如图所示一半径为R c =40mm的钢制曲杆，杆的横截面为圆形，其直径d=20mm。曲杆横截面 m-m 上的弯矩M=-60N▪m 。试按计算的精确公式和近似公式分别求出曲杆横截面m-m 上的最大弯曲正应力
，并与按直梁正应力公式计算的结果相比较。
图
【答案】（l ）按的精确公式计算
由于横截面为圆形，则根据精确计算公式可得中性轴与形心轴之间的距离:
分析可知曲杆m-m 截面上的最大正应力发生在曲杆内侧，且为拉应力，则其中，
横截面对中性轴的静矩:
所以最大拉应力:
（2）按的近似公式计算
由近似计算公式得到中性轴与形心轴之间的距离:
则横截面对中性轴的静矩:
所以曲杆m-m 截面的最大正应力:
（3）根据直梁应力公式计算
比较（1）、（2）计算结果可知，按近似公式计算的误差:
在工程上是允许的。
比（1）、（3）的计算结果可知，按直梁公式计算的误差:
误差很大，故不能用直梁公式进行近似计算。
3． 如图所示，矩形截面钢杆承受一对外力偶矩求:
（l ）杆内最大切应力的大小、位置和方向; （2）横截面短边中点处的切应力; （3）杆的单位长度扭转角。
。己知材料的切变模量G=80GPa，试
图
【答案】（1）根据比值则该杆的抗扭截面系数:
杆内最大切应力发生在横截面长边中点处:
（2）横截面短边中点处的切应力:
（3）该杆的截面极惯性矩
则杆单位长度扭转角:
，查表可得矩形截面杆扭转时的系数:
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