攀枝花学院 09-10材料力学试卷(A)答案

2009 ～2010 学年度第 一 学期

《 材料力学 》试卷（A卷）

评阅标准及考核说明

适用年级专业：2008级土木工程专业 考 试 形 式：（ ）开卷、（√ ）闭卷

得分 阅卷人 一、[教师答题时间 5分钟]选择题（每小题 3 分，共24分）

1、[三基类]C 2、[三基类]C 3、[三基类]B 4、[三基类]C 5、[三基类]B 6、[三基类]B 7、[三基类]B 8、[三基类]D

得分 阅卷人 二、[教师答题时间 6分钟]填空题（每题 3 分，共15分）

1、[三基类]轴向拉压、剪切、扭转、弯曲 2、[三基类]第三、第四 3、[三基类] 30MPa、0、-30MPa 4、[三基类]

b(n?1) 5、[三基类] 6.298?10?4m4 n?2得分 阅卷人 三、作图题（共14分）[三基类][教师答题时间 7分钟]

P?10kN解：1、求支座反力（4分）

RA?20kN(?) RB?10kN?( )q?10kNmA1m201mBm?30kN?m2m2、作剪力图和弯矩图（10分）

V(kN)?10??10M(kN?m)

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得分 阅卷人 四、计算题（共10 分）[三基类][教师答题时间8分钟] 图示桁架结构，承受铅垂载荷P?50kN作用，杆1、2的横截面均

为圆形，直径分别为d1?15mm,d2?20mm,材料的许用应力均为[?]?150MPa。试根据轴向拉压杆强度条件校核桁架的强度。

解：1、求1、2杆内力（4分）

?X?0,N1?sin45?N2?sin30?0?Y?0,N1?cos45?N2?cos30?P?0

得：N1?25.88kN,N2?36.60kN 2、校核强度条件（6分）

?N125.88?1031?A?1Pa?146.45MPa?[?],4???0.0152NN

236.60?1032?A?1Pa?116.56MPa?[?],4???0.022故桁架满足强度条件。

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453021P得分 阅卷人 五、计算题（共12分）[一般综合型][教师答题时间7分钟] ⊥形截面铸铁梁AB如图所示，荷载P?50kN，形心轴距截面边缘的

距离分别为h1?96.4mm,h2?153.6mm。已知铸铁的许用拉应力为[?t]?50MPa，许用压应力为[?c]?160MPa，许用剪应力[?]?40MPa。试校核梁的弯曲正应力和剪应力强度。

50 P?50kNA

解：1、内力分析（4分） 剪力和弯矩的最大值分别为，

B2mzch2C25050h12my150Vmax?1P?25kN 211Pl??50?4?50kN?m（下侧受拉） 44Mmax?2、强度计算（8分） 惯性矩Izc?1.018?10?4m4 跨中截面的最大压应力

?c,maxMmaxh250?103?153.6?10?3??Pa?69.31MPa?[?C]?160MPaC?4IZC1.108?10Mmaxh150?103?96.4?10?3???43.5MPa?[?t]?50MPa ?4IZC1.108?10(250?96.4)?589824mm3?0.589?10?3m3

2跨中截面的最大拉应力

?t,max中性轴上的剪应力：

Sz,max?50?(250?96.4)??max?Vmax?Sz,maxIZC?b25?103?0.598?10?3??2.7MPa?[?]?40MPa ?4?31.108?10?50?10综上所述，该梁满足强度条件。

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得分 阅卷人 六、计算题（共13分）[综合型][教师答题时间 9分钟] 如图所示矩形截面立柱，上端自由，下端固定，自重可忽略不计，以

轴线为x坐标，截面对称轴为y、z坐标，建立图示坐标系。该立柱在上端面作用有与轴线平行的集中力P，力作用点的坐标为y?40,z?40，立柱尺寸如图。已知材料许用拉应力[?t]?12MPa, 许用压应力[?c]?20MPa，试根据立柱的强度条件确定许可荷载[P]。

解：该立柱为偏心压缩构件 1）截面内力分别为：（3分）

N?P,My?P?40?10?3?0.04P, Mz?P?40?10?3?0.04P,2）截面几何参数：（3分）

A?0.24?0.2?0.048m2,W?1y6?0.24?0.22?0.0016m3,

W1z?6?0.20?0.242?0.00192m3,3）由强度条件确定许可荷载：（6分）

由MzW?My?N?[?t] zWyA得：0.04P0.040.00192?P0.0016?P0.048?12?106

计算得：P?480kN 由

MzMyNW???[?c] zWyA得：

0.04P0.00192?0.04P0.0016?P0.048?20?106

计算得：P?300kN 4）由计算得：[P]?300kN（1分）

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xPzy200240 七、计算题（共12分）[一般综合型][教师答题时间 8分钟]

三角托架如图所示，架上受有的均布荷载q作用，AB杆为圆木，直径d?0.2m，两端铰支

(??1)，材料的强度设计值f?10MPa。若托架的稳定由AB杆控制，试根据AB杆的稳定

性条件确定许可荷载[q]。

注：木制压杆的稳定系数?按下式计算： 柔度??75时， ??2.4mq0.8m11?(?

CB803000柔度??75时， ??2

)21.8mA?

解：1）计算AB杆内力（4分）

31m?0,N??2.4??q?3.22?0 ?cAB52NAB?3.56q

2）由稳定条件确定荷载（8分）

lAB?3m

d0.2??0.05 44?l1?3????60?75

i0.051???0.64

6021?()80i?NAB??Af

1?3.56q?0.64??3.14?0.22?10?106

4得：q?56.45kNm 即[q]?56.45kNm

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