1、、結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該具有足夠的河北工程大學(xué)期末考試 試卷 1 卷。（本題 3 分）二、低碳鋼拉伸破壞經(jīng)歷了四個典型階段：階段、階段、階段和階段。衡量材料強度的指標是本題 6 分）三、在其他條件不變的前提下，壓桿的柔度越大，則臨界應(yīng)力越、臨界力越材料的臨界柔度只與有關(guān)。本題 3 分）四、兩圓截面桿直徑關(guān)系為： D2 3D1 ，則 I Z2I Z1 ； WZ 2；WZ1；I P2I P1 ； ；WP2WP1； （本題 8 分）五、已知構(gòu)件上危險點的應(yīng)力狀態(tài)，計算第一強度理論相當應(yīng)力；第二強度理論相當應(yīng)力；第三強度理論相當應(yīng)力；第四強度理論相當應(yīng)力。泊松比 0.3 。（本題 15 分）六、等截面直桿受力如

2、圖，已知桿的橫截面積為A= 400 mm2， P=20kN 。試作直桿的軸力圖；計算桿內(nèi)的最大正應(yīng)力；材料的彈性模量 E=200Gpa，計算桿的軸向總變形。本題 15 分）七、矩形截面梁，截面高寬比 h= 2b，l =4 米， 剪力圖、彎矩圖 2 、設(shè)計梁的截面 （ 本題 20 分） 。均布載荷 q=30kN/ m許用應(yīng)力100MPa ， 1 、畫梁的八、一圓木柱高 l=6 米，直徑 D=200mm ，兩端鉸支，承受軸向載荷3000F=50kN，校核柱子的穩(wěn)定性。已知木材的許用應(yīng)力10MPa ，折減系數(shù)與柔度的關(guān)系為：2 。 （ 本題15分）九、用能量法計算結(jié)構(gòu) B 點的轉(zhuǎn)角和豎向位移，EI

3、已知。（本題 15 分）河北工程大學(xué) 試卷 1 參考答案一、結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該具有足夠的 強度 二、低碳鋼拉伸破壞經(jīng)歷了四個典型階段： 階段。衡量材料強度的指標是 屈服極限剛度 和 穩(wěn)定性 。（本題 3 分）彈性 階段、 屈服 階段、 強化 階段和 頸縮強度極限 。 （本題 6 分）、在其他條件不變的前提下，壓桿的柔度越大，則臨界應(yīng)力越 小 、臨界力越 小 ； 材料的臨界柔度只與 材料 有關(guān)。 （本題 3 分）四、兩圓截面桿直徑關(guān)系為： D2 3D1 ，則 I Z 2 81 I Z1 ； WZ227WZ1 ；P281 I P1；WP227WP1 ；本題 8 分）五、解：三、( 15 分)解：主應(yīng)力

4、1 52.4MPa 2 7.64MPa 3 0MPa r1 1 52.4MPa1 2 3 50.2MPa第一強度理論相當應(yīng)力第二強度理論相當應(yīng)力r2第三強度理論相當應(yīng)力r31 3 52.4MPa第四強度理論相當應(yīng)力r41 2)2 ( 2 3)2 ( 3 1) 2 49MPa六、解： 軸力圖如圖所示 （三段共 6 分，每一段 2分）由：A （ 3 分）得：NlmaxNmax2PEA10000 1000200 1000 4002 20 1000 100MPa6 分）4000 0.125mm（伸長 ）（ 5 分）七、解： 畫梁的受力圖 （2 分）由 M A 0YB 4 q 2 5 0YB 75kN由

5、 Y 0YA YB q 2 0YA 15kN梁的剪力圖、彎矩圖如圖所示（4 分）2 分）2 分）最大剪力為 : Fs=60kN 最大彎矩為： M=60kNm（2分）MWZ2 分）bh2 2b 3WZZ 6 3 （2 分）maxMmaxmaxWZb33M260000000 96.55mm2 100 （2 分）八、解：圓截面的慣性半徑和柔度為：i D 50mm l 1 6000 1204 （5分）i 50（5 分）3000 300022 0.208由公式 2 1202（5 分）3P 50 103A 3.14 1002 1.59MPa st 0.208 10 2.08MPa（5 分）2 分）所以梁截

6、面尺寸為： b 96.55mm h 193.1mm ！柱子滿足穩(wěn)定性要求。九、（15 分）解 ：利用摩爾積分法得：lM x M x dx0 EI lM x M xdx0 EIml22EImll m xdx0 mEI xdxl m 1 dx 0 mEI 1dx EI河北工程大學(xué) 期末考試 試卷 2 卷、（5 分）圖（ a）與圖（ b）所示兩個矩形微體，虛線表示其變形后的情況，確定該二微體在A 處切應(yīng)變a b 的大小。二、（10 分）計算圖形的慣性矩 I z I y 。圖中尺寸單位：毫米。三、（15 分）已知構(gòu)件上危險點的應(yīng)力狀態(tài)，計算第三強度理論相當應(yīng)力；第四強度理論相當應(yīng)力。四、（ 10 分）

7、A=400 mm2，。已知桿的橫截面積畫圖示桿的軸力圖；計算橫截面上最大正應(yīng)力；計算桿最大軸向應(yīng)變 E=200 GPa 。五、（15分）某傳動軸外徑 D 90mm ，傳遞的扭矩為： T 1.5kNm ，材料的許用應(yīng)力為60MPa ，試校核軸的強度。六、（15 分） 一矩形截面梁，截面寬 b 60 mm ，高 h 120mm ，梁的許用應(yīng)力150 MPa ，畫梁的剪力圖、彎矩圖，并校核梁的正應(yīng)力強度。七、（15分） 兩端固定支承圓截面鋼壓桿，直徑 d 40 mm ，長 l 5m ，鋼的彈性模量 E 200 GPa ， 試用歐拉公式計算壓桿的臨界應(yīng)力cr 。八、（15分）用能量法計算結(jié)構(gòu) B點的豎

8、向位移，梁的長度為 L ，抗彎剛度為 EI 。河北工程大學(xué) 期末考試 試卷一、（5 分）解：切應(yīng)變 a 0， b 29 二、（15分）解：形心坐標 yC 573mm， I y 8.87 10 mm三、（15 分）解：主應(yīng)力 1第一強度理論相當應(yīng)力，y52.4MPa 2 7.64MPa 3第二強度理論相當應(yīng)力r21 52.4MPa1 2 3 50.2MPa第三強度理論相當應(yīng)力r31 3 52.4MPa參考答案94I z 21.1 109 mm40MPa第四強度理論相當應(yīng)力四、（15 分）解：r412(12 )2 ( 23)2 ( 3 1)2 49MPa軸力分別為 20kN,5 kN，maxNma

9、x20000 50M P aA 4002.5 10 4 由胡克定律 E 得最大應(yīng)變 E5 由泊松效應(yīng)得： 7.5 104 43. 144 4 3 3WTD4 d 4 904 854 29.3 103mm3五、（15 分）解： 抗扭截面系數(shù) T 16D 16 90T 1.5 106max3 51.2MPaWT29.3 103強度足夠！六、（15 分） 解： 三、（15 分）某空心傳動軸外徑 D 90mm ，內(nèi)徑 d 85mm ，傳遞的扭矩為 T 3kNm ，計算 軸的最大、最小扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。max最大彎曲正應(yīng)力七、（15 分）解：l250 柔度 iMmaxWz0.5 10 22 106 6 138

10、.8MPa強度滿足！60 12022E2cr臨界應(yīng)力l M x M x dx23.142 200000 31.6MPa八、（15 分）解：利用摩爾積分法得：EI2502l qx2 /2 x dx ql 48EIEI河北工程大學(xué)期末考試試卷 3 卷一、（10分）重量為 P 的重物自高度 h 自由落下，沖擊梁的自由端 B， 計算懸臂梁自由端的最大撓度。梁的抗彎剛度EI 已知，、（15 分）畫圖示桿的軸力圖，并求最大正應(yīng)力。已知桿的橫截面積 A=8cm四、（15 分） 彎曲正應(yīng)力。畫圖示梁的剪力圖、彎矩圖。設(shè)圓截面直桿的直徑為 D=200mm，求梁的最大五、（15 分）已知構(gòu)件上危險點的應(yīng)力狀態(tài)，求

11、該點的主應(yīng)力以及第三強度理論的相當應(yīng)力六、（15分） 兩端鉸支圓截面鋼壓桿， 直徑d 40 mm ，長l 2 m ，鋼的彈性模量 E 200 GPa ， 試用歐拉公式計算壓桿的臨界壓力 Pcr 。七、（15 分）用能量法計算結(jié)構(gòu) B 點的轉(zhuǎn)角。 EI 已知、（10 分）二、（15 分）三、（15 分）四、（15 分）五、（15 分）六、（15 分）七、（ 15 分）河北工程大學(xué) 期末考試 試卷 3 參考答案解：靜位移 j解：最大正應(yīng)力解：抗扭截面系數(shù) WT解：解：解：解：minPl33EImaxKd動荷系數(shù)1 1 2hj最大撓度 d j K dFN max28000000 25MPa （圖略）

12、D 4 d 43.14 904 854 29.3 103 mm316D 16 903 106maxWT 29.3 103 102.4MPamax 102.4MPa 85 96.7MPa90最大彎矩 M max 15kNm最大彎曲正應(yīng)力maxM max 32 15 106Wz3.14 200319.1MPa主應(yīng)力 1 52.4MPa 2 7.64MPa 0 0MPa第三強度理論相當應(yīng)力 r3 1 3 52.4MPa臨界應(yīng)力cr柔度2El 200i23.142 200000 49.3MPa20022 3.14 402 Pcrcr A 49.3MPa臨界力 cr cr61.9kNlM x M x d

13、x利用摩爾積分法得： 0 EIl m 1dx mlEI2EI河北工程大學(xué) 期末考試 試卷 4 卷一、計算小題10 分）1、圓桿橫截面半徑增大一倍，其抗拉壓剛度、抗扭剛度以及抗彎剛度有何變化？（2、自由落體物體，重力為 P，求 B截面的沖擊撓度。 （10 分）P、作圖題： （共 20 分）1試繪圖示桿件的軸力圖（ 6 分）2如圖所示，繪出剪力圖和彎矩圖。14 分）q圖示圓軸 AB 的直徑 d =80mm ，材料的 =160MPa 。已知 P = 5kN，M = 3kNm，l =1m。指出危險 截面、 危險點的位置； 試按第三強度理論校核軸的強度。 （15 分）PBBA四. 圖示矩形截面簡支梁，材

14、料容許應(yīng)力 10MPa，已知 b 12cm，若采用截面高寬比為 h/b5/3，試求梁能承受的最大荷載。 （15 分）五、試確定圖示軸心壓桿的臨界力。已知桿長 l 4m ，直徑為 d 90mm，臨界柔度為 p 100，彈性模量E 200 MPa ，（經(jīng)驗公式為 cr 577 3.74 ）（ 15 分）六、用單位載荷法求剛架 C 點的水平位移。 （EI 已知）C F河北工程大學(xué) 期末考試 試卷 4 參考答案、計算小題1、（10 分）答：分別變?yōu)樵瓉淼腝l2、（10 分）解：st3EI4 倍； 16 倍； 16 倍。BdK d st、作圖題： （共 20 分）1軸力圖如圖所示（ 6 分）2剪力圖和彎

15、矩圖如圖所示（ 14 分）三、（15 分）解：周左端點上下表面為危險點。M max Pl 5kNm T M 3kNmr322max TWz632 5.83 10633.14 803116.1MPa160MPa軸安全！四.（15 分）解： M maxql2/8M maxWzbh2 Wz bh 8 105 mm3得： qmax 4N /m五、（15 分）解：l 88 .9 Pi 屬于中柔度桿，cr 577 3.74 577 3.74 88.9 244.6 MPaPcrcr A 1555kN六、（ 15 分）Fa3 Fa 2b 解： 3EI EI河北工程大學(xué) 期末考試 試卷 5 卷、圖（ a）與圖（

16、 b）所示兩個矩形微體，虛線表示其變形后的情況，確定該二微體在A 處切應(yīng)變 a b的大小。（本題 5 分）二、硬鋁試樣 , 厚度2mm ，試驗段板寬 b=20mm，標距長度 l=70mm，在軸向拉力 F=6kN 的作用下，測得試驗段伸長 l 0.15mm ，板寬縮短量 b 0.014mm，試計算硬鋁的彈性模量 E 與泊松比 。（本題 10 分）三、某圓截面鋼軸，轉(zhuǎn)速 n=250r/ min，傳遞功率 P=60kW，許用切應(yīng)力為40MPa ，單位長度許用扭轉(zhuǎn)角0.8（ ） / m ，切變模量 G=80GPa，試確定軸的直徑。 （本題 15 分）四、圖示矩形截面外伸梁， 承受載荷 F作用，F(xiàn)=20

17、kN，許用應(yīng)力160MPa ，許用切應(yīng)力90MPa ，截面高寬比 h:b 2 ，畫梁的剪力圖、彎矩圖。確定梁的截面尺寸（本題20 分）。五、分）已知構(gòu)件上危險點的應(yīng)力狀態(tài)，許用應(yīng)力 60MPa ，用第三強度理論校核該點的強度。本題 15六、 度l 定鉸支，若穩(wěn)圖示結(jié)構(gòu)水平橫梁 AB的彎曲剛度無限大，承受均布載荷 q作用，立柱 CD直徑 d 40 mm ，立柱長2 m ，立柱材料為 A3 號鋼，其臨界柔度為： P 100，彈性模量 E 200GPa ，兩端可以看作固 定安全系數(shù) nw=2，試確定載荷 q 的最大值。 （本題 20 分）七、用能量法計算圖示外伸梁 C點的豎向位移， EI 已知。（本

18、題 15分）河北工程大學(xué)期末考試試卷 5 參考答案、（5 分）解：切應(yīng)變 a 0、（10 分）解：三、（15 分）解：b 20 2（ 2 分） l70（2 分）b 0.01447 10 40.327（2 分）b 20（2 分）（2 分）P60D3m 954995492291.76NmWTDn250（ 5 分）T 16 （2 分）2 分）3 分）F60000150MPa70GPaT16 Tbl 0.15 2.143 10 316 2291.7 1000maxWT3 分）333.143.14 4066.3mm（ 5 分）四、（20 分）解：剪力圖、彎矩圖略） （各 4 分）M max 20kNm

19、Fs20kN （1 分）maxM maxWz2 分）Wz2b33 （2 分）b 3 32Mmax 33 20 1000000 57.2mm2 1602 分）h 2b 114.4mm （1 分）3Fs3 20 1000 4.6MPamaxmax 2bh 2 57.2 114.42 分）b 57.2mm h 114.4mm（2 分）maxxyxy五、（15 分）解：由 min得主應(yīng)力 1 52.4MPa2 分）所以：第三強度理論相當應(yīng)力r34 分）2 7.64MPa （ 2 分） 0 0MPa （ 2 分）1 3 52.4MPa強度足夠?。?分）六、（20 分）解：立柱的柔度l 1 2000 20

20、0 P10P （5 分）Fcr立柱的臨界壓力 cr3.143 200000 4024 200262kN （5 分）立柱的容許壓力F Fcr 31kNnw3 分）由平衡方程確定外載荷最大值 qmax 7.75kN /m 七、（15分）解：兩個彎矩圖 （各 5 分）7 分）利用圖乘法得：EI 31 a 1qa2 a2 4 6EI3 2a 2 1qa2 a 11qa42 24EI （5 分）用其他方法解題時具體問題具體分析！試確定材料的彈性模量E，屈服極限 s，強度極限0.5 10-3 ，豎坐標每一格代表 30Mpa。河北工程大學(xué) 期末考試 試卷 6 卷、某材料的應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線如圖所示，圖中水平

21、坐標每一格代表二、硬鋁試樣 , 厚度2mm ，試驗段板寬 b=20mm，標距長度 l=70mm，在軸向拉力 F=6kN 的作用下，測得試驗段伸長 l 0.15mm ，板寬縮短量 b 0.014mm，試計算硬鋁的彈性模量 E 與泊松比 。（本題 10 分）三、某圓截面鋼軸，轉(zhuǎn)速 n=250r/ min，傳遞功率 P=60kW，許用切應(yīng)力為40MPa ，試確定軸的直徑。（本題 15 分）四、圖示矩形截面外伸梁，承受載荷F 作用， F=20kN，許用應(yīng)力160MPa ，截面高寬比 h :b 2，畫梁的剪力圖、彎矩圖。確定梁的截面尺寸（本題 20 分）。五、已知構(gòu)件上危險點的應(yīng)力狀態(tài)，許用應(yīng)力 60M

22、Pa ，用第三強度理論校核該點的強度。 （本題 15 分）六、理想軸心壓桿直徑 d 40 mm，長度 l 2 m ，材料為 A3 號鋼，其臨界柔度為： P 100，彈性模 量 E 200 GPa ，兩端可以看作是鉸支座，若穩(wěn)定安全系數(shù)nw=2，試確定壓桿的容許壓力最大值。 （本題l，不考慮軸力及剪力的影響，EI 為常數(shù)。15 分）七、用能量法計算圖示剛架 C 點的豎向位移，兩段桿長度均為（本題 15 分）河北工程大學(xué) 期末考試一、（10 分）解：彈性模量約為 E 210GPa 度極限 b 420Mpa。試卷 6 參考答案4 分），屈服極限 s240Mpa，（3 分）強、（10 分）E解：70G

23、Pa3 分）F 60000150MPab 20 2b 0.0142 分）l 0.15l2.143 10 370（2 分）三、（15 分）T 解：maxWTT7 10 4b 202 分）0.327（ 2 分）3（2 分）P 60 m 9549 95492291 .76 Nmn 250 （ 5 分）16 T16 2291.7 10003 66.3mm （ 5 分）WT 16 （2 分）D33 分） 3.14 四、（20分）解：剪力圖、彎矩圖（略） （各 5 分）3.14 40M max 20kNm （ 2 分）maxMmaxWz（2 分）Wz2b33 （2 分）b3b323M max3 20 10

24、00000 57.2mm2 160（ 2 分）h 2b 114.4mm2 分）max五、（15 分）解：xy2xy2由 min52.4MPa4 分）2 分） 2 7.64MPa （ 2 分） 0 0MPa 所以：第三強度理論相當應(yīng)力 r3 1 3 52.4MPa 強度足夠！i d 10mm4（ 2 分）1 2000200 P10（ 5 分）3.143 200000 4022 62kN4 2002（5 分）得主應(yīng)力 12 分）5 分）六、（15 分）解：壓桿的慣性半徑l i 2E 2壓桿的柔度Fcr壓桿的臨界壓力 cr14 dF Fcr 31kN nw（ 3 分）壓桿的最大容許壓力七、（15分）

25、解：兩個彎矩圖 （各 5 分）1ly Pl l l 2 Pl l利用圖乘法得： y EI6EI43PElI3（5分）河北工程大學(xué)一、概念題（本題 22 分）1、指的是構(gòu)件抵抗破壞的能力；期末考試試卷 7指的是構(gòu)件抵抗彈性變形的能力；指的是構(gòu)件在原始狀態(tài)保持平衡的能力。 （3 分）2、由于構(gòu)件截面急劇變化所引起的應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象稱為。（ 1 分）3、軸向受力構(gòu)件在比例極限內(nèi)，其橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變成正比，比例系數(shù)稱為材料的。（1 分）4、根據(jù)下圖所示 A、B、C、D 四種不同材料的應(yīng)力- 應(yīng)變曲線，可以判斷：材料的彈性模量最大；材料的強度極限最大；材料4 分）5、圓桿橫截面直徑增大一倍，其抗拉壓剛度變成原來的倍、抗扭剛度變成原來的倍、抗彎剛度變成原來的倍。（6 分）6、對于大柔度中心壓桿，在其它條件都不變的情況下，若將壓桿兩端的約束由兩端鉸支改為兩端固支，則其臨界壓力變?yōu)樵瓉淼谋?。? 分）7、第二強度理論的相當應(yīng)力r2 。（2 分）8、變形能的計算與加載次序有關(guān)嗎？答：。（2 分）二、（本題 12 分）畫桿的軸力圖。若橫截面積為A，彈性模量為 E，計算桿的最大正應(yīng)力和總的變形。本題 12 分）如圖所示外伸梁， q=30kN/m， a=2m，畫梁的剪