2016年中国石油大学(北京)机械与储运工程学院、石油工程学院工程力学之材料力学复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、计算题
1． 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
2． 轴承中的滚珠，直径为D ，弹性模量为E ，泊松比为试用功的互等定理，求其体积的改变量。
，受一对径向集中力F 如图（a ）所示。
【答案】第一状态如图（b ）所示，同一弹性体受压力F 作用，滚珠体积发生改变。
A ，B 之间的距离发生变化。 由假设第二状态如图（c ）所示，同一弹性体受均匀分布压力q 作用，功的互等定理可知，
式中，（△V ）F 为F 力作用下引起的滚珠体积改变量; （△AB ）q 为q 力作用下引起直径AB 之间距离的减少量。
①利用体积应变求（△AB ）q 在均布压力q 作用下，体积应变为
而
所以
则
由于q 的作用，在直径AB 之间距离减少为
可得代入可得:
所以因此体积改变量:
3． 矩形截面b ×h 的简支梁AB ，在C 点处承受集中荷载F ，如图1所示。梁材料为线弹性，弹性模量为E 、切变模量为G ，需考虑剪力的影响。试用卡氏第二定理求截面C 的挠度。
图
1
图2
【答案】如图2所示，由平衡条件求得支反力可列出梁各段弯矩方程及剪应力:
由上可得该梁考虑剪力影响时的应变能:
根据卡氏第二定理可得到C 截面的挠度:
，并建立如图所示坐标系。由此