浙江大学2005–2006学年春夏季学期

浙江大学2005–2006学年春夏季学期

《材料力学及实验（乙）》课程期末考试试卷

开课学院： 机械与能源工程学院 ，考试形式：半开卷，允许带 A4纸大小一页纸 入场 考试时间： 2006 年 7 月 1 日，所需时间： 120 分钟

考生姓名： 学号： 专业：

一、填空题（每空格2分，共计24分）

1、空心圆截面直杆，长为L ，横截面外直径为2d ，内直径为d ，杆两端受轴向力F 作用，材料的弹性模量为E ，泊松比为ν。则杆中间横截面上的正应力大小为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、杆纵向伸长量为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、横截面外直径的缩小量为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

2、螺栓直径为d ，用于连接两块钢板，连接方式为单盖板对接，钢板与盖板的厚度均为b 。螺栓承受了一对作用力F 时，其名义切应力为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、名义挤压应力为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

3、直径为d 的圆截面直杆，在两端反向力偶M 作用下产生扭转变形时，中间横截面上的最大切应力大小为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。其外圆周上一点的单元体如图所示，左右两面对应于杆的横截面，前后两面相切于圆周，请在图上作出三个相互垂直面上的非零应力分量。

4、等截面直杆偏心拉伸时，偏心力作用点到所在横截面上形心的距离越小，则该形心到相应截面中性轴的距离越⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。对于图示空心截面杆，请根据截面核心位置与形状的大致情况，在图上作出其截面核心。

5、水平悬臂梁于自由端承受铅直横向力作用，梁横截面与力作用方位如图所示，C 为截面形心。则该梁的变形形式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽ ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

6、一重物于梁上缓慢释放后，作用于梁的力为F 。则该重物于梁上突然释放产生的最大作用力为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

7、简支梁的剪力图与弯矩图分别如图所示，若剪力图是正确的，请在弯矩图上圈出其中不正确的地方。

二、计算题（共4小题）

1、图示折杆ABC 水平，A 端固定，AB ⊥BC ，长AB =2BC =2a ，两杆横截面均为直径d 的圆形。杆BC 受铅直均布荷载作用，其集度为q ，不计杆重与剪力的影响。求：（1）危险截面的位置及其上的内力，（2）图示危险点在截面上的位置并计算其应力，（3）按最大切应力强度理论计算危险点的相当应力。（15分） +

-

(剪力图)

+

(弯矩图)

2、图示矩形横截面直杆AB，长为L，A端固定，材料的弹性模量为E。杆B 端受平行于其轴线的力F作用，该力作用点偏离所在横截面形心的距离为e，杆重不计。求：（1）截面C上的最大拉应力与最大压应力，（2）该截面中性轴的位置，（3）若在杆C处上下表面分别布置纵向应变片如图所示，测得线应变ε1、ε2，请用该应变确定力F与偏心距e。（16分）

3、图示三角形桁架，杆长AC =BC =a ，BC AC ，铰A 受到桁架平面内垂直于AC 的力F 作用。各杆的拉压刚度均为EA ，杆重不计。求：（1）铰A 的铅直位移与水平位移（分别沿力F 方向与垂直于力F 方向），（2）若杆AC 为大柔度杆，两端铰均为球铰，弯曲刚度为EI ，请确定该杆的临界压力及力F 的临界值。（15分） F

A

4、图示平面刚架ABCD，A端与D端固定，杆长AB=CD=2a，BE=CE=a，AB⊥BC，CD⊥BC，力F位于刚架平面内并垂直于BC。各杆的弯曲刚度均为EI，不计杆重、轴力与剪力的影响。求：（1）平面刚架结构的超静定次数，（2）利用对称性可降为几次超静定，并确定E左侧或右侧截面上的剪力，（3）用卡氏第二定理求解截面E上的轴力与弯矩时，请列出其主要过程与相应的表达式，（4）若力F倾斜，偏向B端一个角度α，那么如何利用上述结果确定截面E上的轴力？（15分）

三、分析题（每小题5分，共计15分）

1、用两根相同材料与尺寸的矩形截面直杆，通过两种方式制成组合截面杆：（a）简单叠合在一起而成组合杆；（b）胶结在一起而成组合杆，如图所示。请从纯弯曲的强度与中心受压的稳定性两方面简要分析哪种组合方式更合理。

2、将冰块投入到开水中，会听到一阵破裂声，看到冰块产生裂纹。请问其破裂是从外表面还是内部开始，用有关理论简要解释此现象。

3、根据有关理论简要分析自行车行进过程中，车轮上钢丝的受力特点及其强度条件。

附反馈问卷：在完成以上试题后有时间的情况下，请回答下列问题（不计入成绩）。

对下列表述同意的打“√”，不同意的打“×”，也可给出你的想法。

1、本试卷的填空题内容合理、难度适中（）；

2、本试卷的有关实验题内容合理、难度适中（）；

3、本试卷的分析题新颖，看似容易，要准确回答却较难（）；

4、本试卷的分析题确实考核了应用所学知识分析实际问题的能力（）；

5、本试卷的题目形式、知识面、难度比例较合理（）；

6、本试卷能够考出知识水平与能力（）；

7、本次考试的一张纸半开卷方式很好，有助于复习并考出真正的水平（）；

8、本课程的小论文考核方式很好，有助于发挥个人特长、促进学习与思考（）；

9、请按百分制给本试卷打个分（）；

10、我认为合理的试题形式、内容比例是（

）；

11、我对课程内容、教学过程、考核与成绩、试卷中设置填空、实验与分析题等方面的

意见和建议是：