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2017年南京航空航天大学能源与动力学院816材料力学考研题库

  摘要

一、计算题

1. 长5m 的10号工字钢,在温度为0℃时安装在两个固定支座之间,这时杆不受力。己知钢的线膨胀系数定?

【答案】设温度升高△t 时,杆件失稳。 由温度变化引起的杆件变形故

截面面积

。试问当温度升高至多少度时,杆将丧失稳

其中,杆件失稳时,根据欧拉公式知其临界力查型钢表知10号工字钢几何参数:最小惯性矩代入上式可得:

即温度升高至时,杆件失稳。

2. 试确定图1所示薄壁截面的弯曲中心A 的位置。

图1

图2

【答案】如图2(a )所示,设上下翼缘的剪力分别为合力作用点在A 点,则:

设上下翼缘的法向内力分别为M 1、M 2,腹板的法向内力也很小,忽略不计,两翼缘的曲率半径相同,即

,则:

又同一截面上的弯矩和剪力存在一定关系,设:

代入式②可得:

,由于腹板的压力很小,忽略不计,

由此联立式①可得:

,故联立可得:

3. 某快锻水压机工作台油缸柱塞如图所示。已知油压强p=33 MPa,柱塞直径d=120mm,伸入油缸的最大行程t=1600mm,材料为45钢,E=210 GPa。试求柱塞的工作安全因数。

【答案】柱塞受到的压力

由材料的力学性质决定的

柱塞可以简化为一端固定,另一端自由的压杆,所以取长度系数柱塞的柔度

因,故可用欧拉公式计算临界载荷,即

柱塞的工作安全因数

4. 简支梁承受荷载如图1所示,试用积分法求θA 、θB ,并求w max 所在截面的位置及该挠度的算式。

图1

【答案】建立如图2所示坐标系。

图2

按图2所示坐标系,根据载荷集度、剪力和弯矩之间的微分关系:

依次积分可得到: