期中考试试卷解答.ppt

* 上海应用技术学院 一、概念题：（请在划线处填空，括号中正确的圈出，其余按题要求）（27分） 上海应用技术学院2008—2009学年第二学期 《材料力学》期中试卷 1、为了保证机器或结构能安全正常地工作，要求每个构件都要有足够的 强度 、刚度和 稳定性 。所谓刚度是指构件抵抗 弹性变形 的能力。 2、脆性材料失效时的极限应力是 强度极限 ，塑性材料失效时的极限应力是 屈服极限 ，极限应力除以大于1的因数（称为 安全 因数）所得结果称为 许用应力 。 3、带缺口的钢板受拉如图示，在弹性范围内，图中a点的正应力（大于，等于，小于）b点的正应力； 4、在集中力作用的截面处，剪力图的特征是（突变、光滑、尖点），弯矩图的特征是（突变、光滑、尖点）； 5、在互相垂直的两个截面上， 切（剪） 应力总是成对存在，且数值 相等 ，方向与两截面交线（平行、垂直、不平行也不垂直），箭头 共同指向 或 共同背离 这两截面的交线，此结果称为 切（剪）应力互等 （双生） 定理。 6、圆轴横截面上的扭矩如图示，直径为100 mm ,最大剪应力为，则纵截面上点的剪应力为 48 MPa，方向标在图上。 7、梁对称弯曲时，横截面上压应力和拉应力的分界线称为（对称轴、中性轴、轴线），其位置一定过截面的 形心 。 8、铸铁T字形梁按图（ a , b ）放置较合理。 9、提高粱抗弯刚度的有效措施是 (b) 。 a) 用高强度钢来代替强度较低的钢材；b) 增大横截面对中性轴的惯性矩。 10、 画出低碳钢在拉伸时的应力-应变曲线，并在图上标出比例极限、屈服极限和 强度极限。 强 度 极 限 屈 服 极 限 比 例 极 限 二、图示结构中，水平梁为刚性梁，杆1和杆2的抗拉刚度相同，均为，试求在力作用下杆1和杆2的轴力。（14分） F l l a a a 1 2 A B C D Dl1 Dl2 FN1 FN2 F FB SMB= 0 FN1 ·a – F ·a + FN2 ·2a= 0 （a） 解： 1) 计算各杆轴力(受力图如图1示) 2) 变形几何关系(位移图如图示) Dl2= 2Dl1 (b) 3) 物理关系 代入(b) SFy= 0 FB +FN2– F ·a - FN1 = 0 二、图示结构中，水平梁为刚性梁，杆1和杆2的抗拉刚度相同，均为，试求在力作用下杆1和杆2的轴力。（14分） F l l a a a 1 2 A B C D Dl1 Dl2 FN1 FN2 F FB SMB= 0 FN1 ·a – F ·a + FN2 ·2a= 0 （a） 解： 1) 计算各杆轴力(受力图如图1示) 代入(b) SFy= 0 FB +FN2– F ·a - FN1 = 0 联立(a) (c) 解之 三、一螺栓将拉杆与厚为8㎜的两块盖板相连接。各零件材料相同，许用应力均为[? ] = 80MPa，[? ]=60MPa ， [?bs ] = 160MPa 。若拉杆的厚度d=16mm，拉力F=120kN，试设计螺栓直径d及拉杆宽度b。（14分） 解： 1) 按拉伸强度要求设计拉杆的宽度 拉杆的轴力FN = F, 其强度条件为 解上式得 三、一螺栓将拉杆与厚为8㎜的两块盖板相连接。各零件材料相同，许用应力均为[? ] = 80MPa，[? ]=60MPa ， [?bs ] = 160MPa 。若拉杆的厚度d=16mm，拉力F=120kN，试设计螺栓直径d及拉杆宽度b。（14分） 2) 按剪切强度要求设计螺栓的直径 螺栓所承受的剪力Fs= F/2, 应满足剪切强度条件 解上式得 三、一螺栓将拉杆与厚为8㎜的两块盖板相连接。各零件材料相同，许用应力均为[? ] = 80MPa，[? ]=60MPa ， [?bs ] = 160MPa 。若拉杆的厚度d=16mm，拉力F=120kN，试设计螺栓直径d及拉杆宽度b。（14分） 3) 按挤压强度要求设计螺栓的直径 挤压强度条件为 解上式得 1) 按拉伸强度要求设计拉杆的宽度 b = 93.75mm 2) 按剪切强度要求设计螺栓的直径 d = 35.7mm 比较以上三种结果，取 d = 47mm, b = 94mm 四、实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起。已知轴的转速，传递的功率，材料的许用应力。试选择实心轴的直径和内外径比值为1/2的空心轴的外径。（15分） 解：轴所传递的扭矩 实心圆轴的强度条件 实心圆轴的直径: 空心圆轴的强度条件 空心圆