武汉理工大学考试试题工程力学18级相关专业

武汉理工大学考试试题 课程名称 工程力学 专业班级 18级相关专业 题号 一 题分 15 一、（15分）一根等直杆受力如图。已知杆的横截面面积A和材料的弹性模量E。试作轴力图，并求杆的变形。 二、（15分）图示等截面圆形传动轴，转动轴上作用外力偶矩大小分别为 M1=7028kN， M2=2807kN，M3=4221kN，已知[τ]=70MPa，按强度条件设计轴的直径。 三、（15分）16工字钢梁的支承和受力如图所示，Wz=141cm3，[σ]=160MPa。试作弯矩图，并按正应力校核梁的强度。 二 15 三 15 四 20 五 15 六 20 七 八 九 十 总分 备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)

四、（20分）已知应力状态如图，图中应力单位皆为MPa，试求： （1）指定截面上的应力；（2）主应力； （3）主平面方位；（4）画出主单元体。 五、（15分）图示正方形截面棱柱体，求(a)、(b)两种情况下的相当应力，弹性常数E,为已知。(a)为棱柱体自由受压;(b)为在刚性方模内受压。 六、（20分）图示六、由五根等圆截面钢杆组成的图示结构，节点均为铰接，杆的直径d＝40mm，杆长l＝1100mm，材料均为A3钢，[σ]＝160MPa。试求该结构的许用载荷。

武汉理工大学教务处

试题标准答案及评分标准用纸

课程名称： 工程力学（B卷）

一、解：先取BC 为研究对象FBMM0aFCcosM0(3分)CBaFCFMθBFCacos(3分)(2分)再取AB 为研究对象M'MA0MAaFBcos0(3分)AABFFF'xAxFBsin0(2分)Ax0FFaAyθB'Fy0F'AyFBcos0(2分)(2分)MAMFMAxatanFMAya(3分)四、解：支反力10kN 20kN FA25kNFB5kN(2分)作弯矩图。强度校核2m2m2mFAFB3Mmax2010maxW6Pa10 kN·mz14110+141.8MPa(6分)-20 kN·m可见，梁满足强度条件。(1分)(3分)五、解： (a)柱中截取单元体如图（1）

120,3

(b)柱中截取单元体如图（2） 3，由120得： +F+F二、解：杆的变形为(4分)l1EA(Fa0Fa)2FaEA(4分)M1M2M3三、解：作扭矩图ABC由强度条件设计直径dTmaxmaxW16Tmaxd3(3分)t-4221N·m d316Tmax3167028Nm7028N·m 70106Pa(3分)(3分)0.07996m80mm(1分)五、解：这里x0y80MPaxy20MPa120xy2xy1202cos2xysin242.7MPa(3分)xy1202sin2xycos244.6MPa(3分)xxy22y2(2)4.7MPaxy84.7MPa(3分)80314.7MPa20384.7MPa(2分)20tan2xy020.5(2分)xy01013.28(2分)(3分)

12 1六、解：（1）静力分析如图

拉杆 NABNADNBCNCD（2）强度分析：拉杆P 压杆NBDP

2cos45

NP即2A2cos45d，P284.4kN 4a2E141.4p，用欧拉临界压力公式 99.3，（2）稳定分析：pdp4压杆Ncr2EI2a2130kN ,

NcrNcrnw NBDP即PNcr68.9kN， 所以结构许可P68.9KN nw