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天津大学2019年秋季051006[材料力学]【标准答案】

时间:2019-10-09 09:20来源:未知 作者:admin 点击:
材料力学 要求: 一、 独立完成,下面已将五组题目列出,请按照学院平台指定的做题组数作答, 每人只答一组题目,多答无效,满分100分; 平台查看做题组数操作:学生登录学院平台系统登录学生登录课程考试离线考核离线考核课程查看做题组数,显示的数字为此次离线考核所
材料力学
要求:
一、 独立完成,下面已将五组题目列出,请按照学院平台指定的做题组数作答,
每人只答一组题目,多答无效,满分100分;
平台查看做题组数操作:学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数,显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识;
例如:“做题组数”标为1,代表学生应作答“第一组”试题;
二、答题步骤:
1. 使用A4纸打印学院指定答题纸(答题纸请详见附件);
2. 在答题纸上使用黑色水笔按题目要求手写作答;答题纸上全部信息要求手写,包括学号、姓名等基本信息和答题内容,请写明题型、题号;
三、提交方式:请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个Word
文档中上传(只粘贴部分内容的图片不给分),图片请保持正向、清晰;
1. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc”
2. 文件容量大小:不得超过20MB。
提示:未按要求作答题目的作业及雷同作业,成绩以0分记!

题目如下:
第一组:
计算题(每小题25分,共100分)
1. 图示结构中AC为刚性梁,BD为斜撑杆,载荷F可沿梁AC水平移动。试问:为使斜杆的重量最小,斜撑杆与梁之间的夹角 应取何值?

2. 如图所示,一半圆拱由刚性块AB和BC及拉杆AC组成,受的均布载荷 作用。若半圆拱半径 ,拉杆的许用应力 ,试设计拉杆的直径d。


3. 如图所示结构中,悬臂梁AC为No.10工字钢,惯性矩 =245 , A端铰支于空心钢管AB上。钢管的内径和外径分别为30mm和40mm,B端也是铰支。当重为500N的重物从h=5mm处自由落于A端时,试校核杆AB的稳定性。规定稳定安全系数n=2.5。已知钢梁和钢管的模量为:E=210GPa。

4. 如图所示,重量 的冰块以 的速度冲击长为 ,直径 的木桩顶部。已知木材弹性模量 ,求木桩内的最大正应力。






第二组:
计算题(每小题25分,共100分)

1. 求图示单元体的:
(1)图示斜截面上的应力;
(2)主方向和主应力,画出主单元体;
(3)主切应力作用平面的位置及该平面上的正应力,并画出该单元体。

2. 用积分法求图所示梁的挠曲线方程和转角方程,并求最大挠度和转角。各梁EI均为常数。

3.绘制下图所示各梁的剪力图和弯矩图,并求出剪力和弯矩绝对值的最大值。设F、q、已知。


4. 图示梁及柱的材料均为Q235钢,E = 200GPa,σs=240MPa,均布载荷q = 24kN/m,竖杆为两根63×63×5等边角钢(连结成一整体)。试确定梁及柱的工作安全因数。







第三组:
计算题(每小题25分,共100分)
1. 简支梁受力如图所示。采用普通热轧工字型钢,且已知 = 160MPa。试确定工字型钢型号,并按最大切应力准则对梁的强度作全面校核。(已知选工字钢No.32a: W = 692.2 cm3,Iz = 11075.5 cm4)

2.绘制下图所示各梁的剪力图和弯矩图,并求出剪力和弯矩绝对值的最大值。设F、q、已知。


3. 梁的受力及横截面尺寸如下图所示。
试求:
    1.绘出梁的剪力图和弯图;
    2.确定梁内横截面上的最大拉应力和最大压应力;
    3.确定梁内横截面上的最大切应力;
4.画出横截面上的切应力流。


4. 图示梁及柱的材料均为Q235钢,E = 200GPa, = 240MPa,均布载荷q = 24kN/m,竖杆为两根63×63×5等边角钢(连结成一整体)。试确定梁及柱的工作安全因数。







第四组:
计算题(每小题25分,共100分)
1. 试求千斤顶丝杠的工作安全因数。已知最大承载 ,有效直径 。长度 ,材料为A3钢, , , , , 。
可以认为丝杠的下端固定,上端为自由。

2. 图示铸铁梁 。材料许用拉应力 ,许用压应力 ,求 的最大允许值。已知 ,  



3. 如图所示,一实心圆杆1在其外表面紧套空心圆管2。设杆的拉压刚度分别为 和 。此组合杆承受轴向拉力F,试求其长度的改变量。(假设圆杆和圆管之间不发生相对滑动)

4. 设有一实心钢杆,在其外表面紧套一铜管。材料的弹性模量和线膨胀系数分别为 , 和 , ,且 > 。两者的横截面面积均为A。如果两者紧套的程度不会发生相互滑动,试证明当组合管升温 后,其长度改变为 。








第五组:
计算题(每小题25分,共100分)

1. 作图所示的各梁的剪力图和弯矩图。

2. 用积分法计算图示梁的变形时,需分几段建立方程?并写出其位移边界条件。

3. 图示结构中AC为刚性梁,BD为斜撑杆,载荷F可沿梁AC水平移动。试问:为使斜杆的重量最小,斜撑杆与梁之间的夹角 应取何值?

4. 如图所示结构中,悬臂梁AC为No.10工字钢,惯性矩 =245 , A端铰支于空心钢管AB上。钢管的内径和外径分别为30mm和40mm,B端也是铰支。当重为500N的重物从h=5mm处自由落于A端时,试校核杆AB的稳定性。规定稳定安全系数n=2.5。已知钢梁和钢管的模量为:E=210GPa。

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