2018年南京航空航天大学916材料力学
航空航天工程中的材料力学
航空航天工程中的材料力学航空航天工程是现代科技领域的重要分支，其中材料力学是航空航天工程中的重要组成部分。
材料力学是以材料的力学性能为研究对象，应用物理力学、力学、热力学、材料科学等多个学科的知识，对材料的本构关系、疲劳、断裂、裂纹扩展等问题进行分析研究，为航空航天工程的设计与制造提供技术支持。
一、材料力学在航空航天工程中的应用航空航天工程中需要使用高强度、轻量化、高温抗氧化等特殊性能的材料。
材料力学的研究可以为选取最优材料提供依据，同时也可以为确定材料合理的制造工艺提供指导。
在航空航天工程中，材料力学的应用涉及到多个领域，如：湍流传热、波浪加载、静态分析等。
其中，疲劳与断裂分析是航空航天工程中的重要研究方向之一。
在航空器飞行过程中，飞行器受到复杂的机械载荷作用，如温度、风压、载荷等等，这些载荷的作用会对飞行器上的各个部位造成不同程度的损伤。
材料力学的研究可以预测飞行器在疲劳和断裂方面的性能，为飞行器设计提供技术支持。
二、航空航天工程中材料力学的发展历史航空航天工程的发展趋势逐渐从自重减轻转向使用高强度、高刚性、防高温、抗腐蚀等特殊要求的材料。
这一转变使得航空航天工程对材料力学研究的要求愈加严格。
早期的航空航天工程中，木材、钢材等相对简单的材料被广泛使用，并不需要较高的技术水平。
但随着科技的发展，航空航天工程需求更加严格的材料，并要求高水平的技术研发能力。
在这个背景下，材料力学得到了飞速的发展。
20世纪50年代，美国出现了材料力学专业，并提出了材料力学的基本理论。
20世纪60年代，材料力学的研究逐渐发展到了断裂和疲劳方面。
20世纪70年代，航空航天工程进入了高速发展期，材料力学开始广泛应用于航空航天领域，并在空间技术和航空技术中扮演着至关重要的角色。
三、未来材料力学技术的趋势作为航空航天工程的重要组成部分，材料力学的发展趋势可以反映航空航天工程的发展方向。
未来的材料力学技术将展现出以下趋势：1、数字材料科学的兴起。
南京航空航天大学航空宇航学院2018年学硕招生目录_南京航空航天大学考研网
人数
考试科目
备注
232
①101 思想政治理论②201
英语一③301 数学一④811 要求考生具有理工科专业
普通物理或 815 理论力学 背景，复试科目选择：一
或 816 材料力学
般力学与力学基础、固体
复试科目:510 力学基础综 力学、工程力学、纳米力
合或 518 流体力学基础综 学请选择 510 力学基础综
080400 仪器科学与技术 080402 测试计量技术及仪器 01 传感器及智能仪器技术(全日制) 02 计算机测控技术(全日制) 03 光电检测技术及系统(全日制) 04 导航定位与测量(全日制)
①101 思想政治理论②201 机 械 设 计 及 理 论 初 试 科
英语一③301 数学一④811 目：请选择：理论力学或
082500 航空宇航科学与技术 082501 飞行器设计 01 直升机空气动力学(全日制) 02 直升机飞行力学与控制(全日制) 03 直升机动力学与控制(全日制) 04 旋翼飞行器总体设计(全日制) 05 旋翼飞行器结构设计(全日制) 06 飞行器总体设计(全日制) 07 飞行器结构设计(全日制) 08 飞行器系统设计(全日制) 09 无人机设计(全日制) 10 微型飞行器设计(全日制) 11 飞行器可靠性工程(全日制) 12 飞机气动设计与飞行力学(全日制) 13 高超声速飞行器设计(全日制) 14 大型飞机综合设计(全日制) 15 大型飞机设计系统工程(全日制) 16 大型飞机长寿命高可靠性设计(全日制) 17 大型飞机起落架设计(全日制) 18 航空宇航系统设计(全日制) 19 飞行器适航技术(全日制)
081406 桥梁与隧道工程 01 桥梁设计计算理论与施工技术(全日制) 02 桥梁结构监测、检测、评估与加固技术 (全日制) 03 桥梁结构的管理养护系统(全日制)
南京航空航天大学 飞行器结构力学 课后习题答案 第1章
第一章 弹性力学基础1-1 上端悬挂、下端自由的等厚度薄板，其厚度为1，容重为ρ。
试求在自重作用下的位移分量表达式。
解：如图1-1建立坐标系.利用x σ沿y 方向均匀分布及x 方向的力平衡条件0=∑x 可得，⎪⎩⎪⎨⎧==-= x l xyy x 00)(τσρσ 又因为1()()x y u u l x x E Eρσσ∂=-=-∂ )()(1x l Eu u E y vx y --=-=∂∂ρσσ 积分得)()21(12y f x lx u +-=Eρ)()(2x f y x l uv +--=Eρ又由对称性 0)(020=⇒==x f v y 由 2110()2xy u v f y uy y x Eτρ∂∂=+=⇒=-∂∂ 综上所述有2221)21(uy Ex lx u ρρ--=Ey x l uv )(--=Eρ1-2 写出图1-2所示平面问题的应力边界条件。
解：上表面为力边界，100＝，＝，＝，m l q lxl X --=Y 。
代入x xy xy y l m Xl m Yσττσ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩ 中得到上表面的边界条件为00=--=xy y x q lxl τσσ；＝；下表面为自由边，边界条件为000==xy y x τσσ；＝；侧面为位移边界。
1-3 矩形板厚为1。
试用应力函数22A xy ϕ=求解。
（并画出面力分布图）解：应力函数22A xy ϕ=满足应力函数表示的变形协调方程，可以作为解。
在无体力的情况下，矩形板的应力为22x Ax yϕσ∂==∂220y x ϕσ∂==∂2xy Ay x yϕτ∂=-=-∂∂根据应力边界条件公式x xy xy y l m X l m Yσττσ+=+=各边的应力边界为a d 边： 0,1l m == 20A X A y h Y ⎧=-=-⎪⎨⎪=⎩ c b 边： 0,1l m ==- 20A X A y hY ⎧==-⎪⎨⎪=⎩a b 边： 1,0l m =-= 0X Y A y⎧=⎪⎨=⎪⎩c d 边： 1,0l m == X A x A lY A y⎧==⎪⎨=-⎪⎩根据以上各边的应力边界条件，可画出矩形板的面力分布图如图1-3a 。
南航航空宇航学院材料力学06
由表6.1 中的6
ml ql 4 vC 3 = = 16 EI 16EI 3 ml ql θ B3 = = 3EI 3EI
叠加
2
11ql 4 vC = vC1 + vC 2 + vC 3 = 384EI 11ql θ B = θ B1 + θ B 2 + θ B 3 = 48EI
3
32
例2 已知: q , l , EI = 常数. 求:vC , θC. 解: 表中没有对应 的情况. 方法:凑成表中相 应的情况. 再分为两种载荷. 由p. 188 表6.1 中的4
d2 v ± 2 dx dv 1 + dx
2
1 = ρ ( x)
d v ± 2 dx
2
2
dv 1 + dx
3/ 2
3/ 2
M ( x) = EI
这就是挠曲线的微分方程.
7
d v ± 2 dx dv 1 + dx
2
2
3/ 2
M ( x) = EI
Pb 1 3 EIv1 = x1 + C1 x1 + D1 15 l 6
(2) 列近似微分方程,积分
Pb ′ AC段: EIv1′ = x1 l Pb 1 2 Pb 1 3 ′ EIv1 = x1 + C1 , EIv1 = x1 + C1 x1 + D1 l 2 l 6 Pb CB段: EIv2′ = ′ x2 P( x2 a) l Pb 1 2 1 2 ′= EIv2 x2 P ( x2 a) + C2 l 2 2 Pb 1 3 1 3 EIv2 = x2 P ( x2 a) + C2 x2 + D2 l 6 6 16
南京航空航天大学916材料力学(专业学位)2010—2018年考研真题试题
南京航空航天大学2011年硕士研究生入学考试初试试题 A卷 科目代码: 916满分: 150 分科目名称: 材料力学（专业学位）注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！1．承受单向拉伸应力σx的单元体，初始体积为V。
材料的弹性模量为E，泊松系数为ν，求应力引起的体积变化。
（15分）2．一端固支一端自由的受扭圆截面杆，直径为D，杆长为L，材料的弹性模量为E，剪切弹性模量为G，泊松系数为ν，承受未知大小的外力偶矩T作用。
两端面产生了相对扭转角φ。
求（1）杆内最大切应力；（2）杆内最大线应变。
（15分）3．求图示梁的约束反力，作梁的剪力图和弯矩图。
（15分）4 矩形截面梁高h=80mm ，宽b=30mm 。
在梁的B 处联接拉杆BC ，其直径d=20mm ， 梁和杆的许用应力均为［σ］=160MPa ，试求许可载荷q 。
（15分）5. 根据图示点的应力情况，求该点的主应力和最大剪应力。
（15分）6．图示薄壁圆筒的壁厚为δ，平均直径为D ，材料的弹性模量为E ，泊松比为ν，承受内压强p 和轴向拉力F 作用。
试求其外表面周向应变t ε与轴向应变m ε。
（15分）7． 图示重量为P 的物体自由落下冲击于梁上C 点，试求：当梁内最大动应力、静应力之比max st max d /σσ= 4时的h 值。
（15分）C P B 2l /3A EIh l /38． 设有一托架如图所示，在横杆端点D 处受到一力20 kN F =的作用。
已知斜撑杆AB 两端为柱形约束(柱形铰销钉垂直于托架平面)，其截面为环形，外径45 mm D =，内径36 mm d =，材料的弹性模量200 GPa E =，比例极限p 200 MPa σ=。
若杆的稳定安全因数st []2n =，试校核杆AB 的稳定性。
（15分）9． 图示悬臂梁ABC 由AB 段和BC 段在B 处焊接而成，A 端固支，受均布载荷q 作用。
南京航空航天大学《816材料力学》历年考研真题专业课考试试题
2016年南京航空航天大学816材料 力学考研真题
2017年南京航空航天大学816材料 力学考研真题
2018年南京航空航天大学816材料 力学考研真题
பைடு நூலகம்
2011年南京航空航天大学816材料 力学考研真题
2012年南京航空航天大学816材料 力学考研真题
2013年南京航空航天大学816材料 力学考研真题
2014年南京航空航天大学816材料 力学考研真题
2015年南京航空航天大学816材料 力学考研真题
目 录
2011年南京航空航天大学816材料力学考研真题 2012年南京航空航天大学816材料力学考研真题 2013年南京航空航天大学816材料力学考研真题 2014年南京航空航天大学816材料力学考研真题 2015年南京航空航天大学816材料力学考研真题 2016年南京航空航天大学816材料力学考研真题 2017年南京航空航天大学816材料力学考研真题 2018年南京航空航天大学816材料力学考研真题
南京航空航天大学硕士研究生入学考试试题材料力学
南京航空航天大学硕士研究生入学考试试题考试科目： 材 料 力 学一、图示为一矩形截面梁，尺寸与载荷如图所示，C 点处有一Φ=140mm 的管道从梁截面中间通过，已知材料许用应力[σ]＝120MPa 。
(12分)(1)作梁的弯矩图；(2)校核梁的强度。
二、已知空心圆截面杆外径D ，长度为2l ，剪切弹性模量为G ，分布力偶为t ，要使C 截面转角为 ，试问内径d 应为多少?(12分)三、一个90°曲拐受垂直向下力P 作用，已知实心圆轴直径d ，弹性模量E ，泊松比μ，并在B 截面顶部与轴线呈45°角方向(见图)测得线应变为ε，(12分)(1)求P 值；(2)求主应力及最大剪应力。
四、如图所示，两杆的横截面积均为A ，材料的弹性模量均为E ，试验测得杆1和杆2的轴向线应变分别为ε1和ε2，试求载荷P 及其方位角θ。
(12分)五、图示结构中梁ABC 的抗弯刚度为EI ，杆AD 和CD 的抗拉压刚度均为EA ，试求D 点水平位移和铅垂位移。
(12分)六、图示AB 杆在点B 受到水平运动物体的冲击，设已知物体的重量Q ，与杆件接触时的速度v 、杆件的抗弯刚度EI 和抗弯截面系数W 、弹簧的刚度k ，且kl 3＝3EI ，试求AB 杆的最大应力。
(13分)七、图示受载结构中，AB 为T 字形截面铸铁梁，I Z ＝5312cm 4 ，许用拉应力[σt ]＝50MPa ，许用压应力[ σc ]＝200MPa ，CD 杆为两端铰支圆截面杆，直径d ＝40mm ，材料为A3钢，σp ＝200 MPa ，E ＝200 GPa ，稳定安全系数为n st ＝2.5，校核梁AB 的强度和杆CD 的稳定性。
（13分）八、两简支梁AB 和GH 用长为（a+b ）的CD 杆相连，在CD 杆的F 处作用集中力P ，已知E 1I 1、E 2I 2、EA 、l 、a 和b ；求支座B 和支座H 处和支反力。
（14分）。
2019年南京航空航天大学参考书目
2019年南京航空航天大学参考书目2019年南京航空航天大学参考书目2019年南京航空航天大学参考书目考试科目参考书目811普通物理1. 《普通物理学》（第六版），程守洙、江之永主编，高等教育出版社。
2. 《物理学》（第五版），东南大学等七所工科院校编，马文蔚等改编，高等教育出版社。
815理论力学《理论力学》,范钦珊、陈建平主编，高等教育出版社，2010年816材料力学《材料力学（上、下册）》（第五版），刘鸿文.高等教育出版社510力学基础综合1、《飞行器结构力学》史治宇等编，国防工业出版社，2013年2、《机械振动基础》胡海岩主编，北京航空航天大学出版社，2004年511机械基础综合1. 《机械原理》郑文纬，高等教育出版社，1997年2. 《机械振动基础》胡海岩主编，北京航空航天大学出版社，2004年512振动基础综合 1.《机械工程材料应用基础》张代东主编机械工业出版社，2004年2.《机械振动基础》胡海岩主编，北京航空航天大学出版社，2004年513测试技术基础综合1. 单片机原理及应用分层教程，陈仁文编著，南京大学出版社，2015.122. 传感器与检测技术（第2版）)，陈杰、黄鸿，高等教育出版社，2010.11813无机化学2004 《无机化学》[第五版]，大连理工大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2006823电工电子学秦曾煌《电工学》第七版，高等教育出版社，2009年刘海春《电子技术》第二版，科学出版社，2017年561材料工程基础 1. 机械工程材料应用基础张代东主编机械工业出版社，2004年2.《材料成形工艺基础》翟封祥等哈尔滨工业大学出版社，2008年817工程热力学《工程热力学》沈维道，高等教育出版社，2007年;《工程热力学》曾丹苓，高等教育出版社，2003年518 流体力学基础综合1、《空气动力学》陆志良等编著，北京航空航天大学出版社，2009年及以后修订版596电动力学《电动力学》，郭硕鸿，高等教育出版社，2008。
2018江苏南京航空航天大学金属材料学考研真题 (1)
2018江苏南京航空航天大学金属材料学考研真题一、名词解释（20 分，每对 5 分）1. 合金渗碳体与合金碳化物2. 原位析出与离位析出3. 晶间腐蚀与应力腐蚀4. 铸铁石墨化与白口化二、填空题（20 分，每空 1 分）1. 碳钢的性能与含碳量密切相关，碳钢中含碳量越高，则_________、_________越高，但_________、_________越低。
2. 从周期表中的位置来看，碳化物形成元素均位于 Fe 的_________ ，如_________、_________；而非碳化物形成元素等均处于周期表 Fe 的_________，如_________ 、_________ 。
3. S 在固态 Fe 中的溶解度很小，它在钢中以_________ 的形式存在，和 Fe 易形成熔点较低（仅有 985℃）的共晶体。
当钢在 1100~1200℃进行热加工时，分布于晶界的低熔点的共晶体熔化而导致开裂，这就是通常所说的_________现象。
4. 铁和碳形成的稳定系二元相图是_________，亚稳系二元相图是_________。
5. 耐热合金钢或高温合金中常出现的两类重要的金属间化合物强化相是_________和_________。
6. 合金结构钢中，随着合金元素含量的增加，淬火后残余奥氏体的数量也会明显增加，减少残余奥氏体数量的处理方法有_________、_________ 、_________ 。
7. 可锻铸铁中，石墨呈_________ 状。
三、选择题（20 分，每个 1 分）1. 引起钢中产生白点的元素是（）。
（a）S （b）P（c）N （d）H2. 下列碳钢属于碳素工具钢的是（）。
（a）Q235 （b）08F （c）T12 （d）ZG200-4003. 铁基固溶体中 Cr 的含量达 12.5%原子比（即 1/8）时，电极电位有一个突跃升高；当 Cr 的含量提高到 25%原子比（即 2/8）时，铁基固溶体的电极电位又有一个突跃的升高。
南京航空航天大学-2016年-硕士研究生招生考试初试试题-816材料力学
南京航空航天大学 2016 年硕士研究生招生考试初试试题（
科目代码: 科目名称: 816 材料力学
A卷 ）
分Leabharlann 满分: 150注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无
效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！
第一题 （15 分） 图示拉杆直径 65mm， 计算长度 （即受拉部分的相当长度） 为 1200mm， 弹性模量为 200GPa，泊松比为 0.3。测得拉杆的直径减少了 0.012mm。 （1）确定加载在螺 栓上的力； （2）这时拉杆计算长度内的长度变化； （3）这时拉杆计算长度内的体积变化
65mm
第一题 第二题 第二题（15 分）焊管在工程中普遍使用。图示焊管用钢板卷板后焊接而成，焊接面与 管轴线成 45°， 管子外径为 300mm， 壁厚 6mm， 管长 6m。 设材料为 Q235， 屈服强度 235MPa， 安全因数 1.8，弹性模量按 210GPa 计算，泊松比 0.3，焊接面最大允许拉应力 60MPa，求 （1）最大允许扭转力偶矩 T (按第三强度理论)； （2）这时在垂直于焊缝方向的正应变； （3） 两端面的相对扭转角。 第三题（15 分）作图示梁的剪力图和弯矩图。
第九题
第十题
科目代码：816 科目名称：材料力学 第 2 页 共 2 页
科目代码：816 科目名称：材料力学 第 1 页 共 2 页
y 300 x z A F F 200 B d D 300 AB 段横截面 60o
150 3
300
第五题 第六题 第七题（15 分）如图所示，水平刚性梁 AB 的 A 端为可动铰支座，在 C、D 处受两相 同的钢制圆杆的支撑，连接处均为铰接，尺寸 L1= 0.2m。已知杆 CG 和杆 DH 为相同材料 和相同尺寸的杆件，直径 d =20mm，L =0.4m，E=206GPa，p =200MPa，s =235MPa，直 线经验公式系数 a =304MPa，b =1.12MPa，nst =2。试从压杆稳定角度，求所允许的 F 最大 值。 第八题（15 分）图示平面结构，位于铅垂位置的杆 AE，通过光滑铰链与杆 CD 相连， 已知杆 AE 的惯性矩为 I，抗弯截面系数为 W，杆 CD 横截面面积 A，两杆材料相同，弹性 模量为 E，一重为 P 的小球从 h 高度处无初速释放，垂直冲击杆 AE 的 B 处。求杆 AE 上的 最大冲击正应力和最大动位移。
南京航空航天大学材料力学试卷和答案
一、填空题：请将正确答案写在划线内 每空1分，计16分 ⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。
⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。
⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值=τmax -------------。
4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 ----------------。
5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为―――――――――――――――――、―――――――――――――――――――――、 ――――――――――――――、―――――――――――――――――――――――――――――――――。
6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ；――――――――――――――――――――――；－―――――――――――――――――――――――。
二、单项选择题⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。
⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。
２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。
⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。
3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。
⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力；4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。
⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变；⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变； ⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。
NUAA材料力学课件_03章
TI = −mB = −351N ⋅ m
14
2) 求各段的扭矩 I-I 截面，取左段
TI = −mB = −351N ⋅ m
II-II 截面，取左段
TII = −(mB + mC ) = −702 N ⋅ m
15
II-II 截面，取左段
TII = −(mB + mC ) = −702 N ⋅ m
41
Tρ τρ = Ip
最大切应力：
TR τ max = , Ip T τ max = Wt
记:
Wt =
Ip R
Wt 称为 抗扭截面系数。
注意：以上公式只对等直圆杆成立。 对截面变化比较缓慢的圆截面直杆近似 成立。 42 此外，τmax应小于剪切比例极限。
4 圆轴扭转强度条件 强度条件为:
注意：计算 τmax 应综合考虑T和Wt。 5 极惯性矩和抗扭截面系数的计算 I p = 实心圆轴
纯剪切试验 剪切胡克 定律 当切应力不超 过剪切比例极 限时:
τ = Gγ
G ⎯⎯ 剪变模量(剪切弹性模量) 24
剪切胡克定律 当切应力不超过剪 切比例极限时:
τ = Gγ
G ⎯⎯ 剪变模量(剪 切弹性模量) G 具有应力的量纲。 对各向同性材料，三个弹性常数 E, μ, G之间 满足关系:
E G= 2(1 + μ )
1 u = τγ 2
τ 1 2 u = G γ 或: u = 2G 2
2
35
§3. 4 圆轴扭转时的应力
1 变形几何关系 试验观察 试验现象: (1) 各圆周线绕 轴线相对转动一 微小转角，但大 小，形状及相互 间距不变； (2) 各纵向线平行地倾斜一个微小角度，认为仍 36 是直线；
南京航空航天大学917工程热力学(专业学位)2012—2018年考研真题试题
图所示）。压气机的增压比为9，燃气轮机的进口温度是 T4 =847℃。空气在扩压管中压力提 高30kPa，在尾喷管内压力降低200kPa。若气体比热容 cp = 1.005kJ/(kg ⋅ K) ，试求：1）压 气机出口温度 T3 ；2）空气离开发动机时，既喷管出口处的温度 Te 及速度 c fe 。
五、（15分）由稳定气源（ Ti , pi ）向体积为V 的刚性真空容器绝热充气，直到容器内压力
达到 pi / 2 时关闭阀门。若已知该气体的比热力学能及比焓与温度的关系分别为： u = cvT ，
h = cpT ， γ = cp / cv ，气体状态方程为 pv = RgT ，试证明充气终了时充入气体的质量
绝热
五、（15 分）空气经历一个如下图所示的动力循环。已知 1-2 为定熵过程，2-3 为定温过 程，3-1 为定压过程，且：T1=1500K，T2=300K，p2＝0.1Mpa， Cp=1.004kJ/(kg·K)，Rg=0.287 kJ/(kg·K)且绝热指数 k 1.4 。请在 T-s 图上表示出该动力循环，并求出该循环的热效率。
南京航空航天大学 2012 年硕士研究生入学考试初试试题（ A 卷）
科目代码： 917 科目名称： 工程热力学（专业学位）满分： 150 分 注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或
草稿纸上均无效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！ 一、简答题（30 分） 1.（6 分）对未饱和空气，比较湿球温度、干球温度及露点温度三者哪个大？哪个小？对于 饱和空气，三者的大小又将如何？
材料力学(专业学位)2014年南京航空航天大学硕士研究生考试真题
南京航空航天大学2014年硕士研究生入学考试初试试题（A卷）科目代码: 916满分: 150 分科目名称: 材料力学（专业学位）注意: ①认真阅读答题纸上的注意事项；②所有答案必须写在答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无效；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！第一题（15分）使用扭力扳手可以大致控制紧固螺栓的紧固力大小。
当施加于扳手上的紧固力矩超过设定值时，扳手内部即会滑动，使力矩不再增加。
某螺栓连接件如图，M20的螺栓牙根直径（称为小径）按18mm计算，螺距2mm，材料为钢材，弹性模量210GPa，屈服强度360MPa。
（1）要求紧固力为60kN，不计摩擦力矩，不计被紧固件的变形，问应施加多大的扭转力矩？（提示：扭转力矩所作的功等于螺栓的弹性应变能）。
（2）安全因数取1.5，螺栓的强度是否满足要求？（3）求这时螺栓在120mm长度内的伸长量。
第一题图第二题图第二题（15分）两级齿轮减速箱如图所示。
输入功率5kW，输入轴转速1350转/分。
每一级的速比均为4:1，实心轴材料的许用切应力为40MPa。
（1）不考虑轴的弯曲强度，初步设计输入轴和输出轴的直径。
（2）如果输入轴连接的是960转/分的电机，则电机的允许功率有多大？第三题（15分）试作图示梁的剪力图和弯矩图。
第三题图第四题（15分）在图示铸铁槽形截面梁上作用均布载荷q ，在A 截面作用集中力偶20.1M ql =，5m l =。
其截面形心位置如图所示，截面对形心轴的惯性矩为84110mm z I =×。
材料的许用拉应力为[]30MPa t σ=，许用压应力[]150MPa c σ=。
试由梁的强度条件确定许可外力q 。
第四题图第五题（15分）某点应力单元体如图所示，100MPa x y xy σστ===，0z σ=。
设材料的弹性模量200GPa E =，泊松比0.3μ=，30α=°。
试计算：（1）该点的3个主应力和最大剪应力。
材料力学(专业学位)2018年南京航空航天大学硕士研究生考试真题
第九题
2kN/m
B
EI
4m
C EI A 4m
第十题
科目代码：916 科目名称：材料力学(专业学位) 第 3 页 共 3 页
第七题
八、（15 分）图示平面机构 ABCD 由物块 A、光滑滑轮 B 和 C、弹性绳索 ABCD 构成，绳索 D 端连接地 面，物块 A 的重量为120 N ，绳索长度为 0.6 m ，横截面面积为 50 mm2 。已知 E = 200 GPa ，[σ ] = 160 MPa ， 假设物块 A 上移至高度 h = 15 mm 处自由下落，试校核绳索强度。
0.5m 1.5m
AC
B
F 第一题 二、（15 分）图示齿轮传动系统。马达的输入功率 P1 = 30kW，轴 AB 的转速 n1 = 270r/min。B 处齿轮与 C 处齿轮的齿数之比 z1: z2=1:3。实心圆轴 AB 直径 d1=40mm，空心圆轴 CD 外径 D2=50mm，内径 d2=40mm。 两根轴采用相同的材料，其剪切弹性模量 G=100GPa。试求：（1）所有轴中的最大切应力；（2）若将实 心圆轴 AB 的直径减小一半，其他条件不变，则圆轴两端截面的相对扭转角是原来的多少倍？（3）空心 圆轴 CD 的单位长度扭转角。
马达
A
B
C
D
三、（15 分）作梁的剪力图和弯矩图。
第二题
第三题 科目代码：916 科目名称：材料力学(专业学位) 第 1 页 共 3 页
梦想不会辜负每一个努力的人
四、（15 分）箱式变截面梁式起重机（俗称行车）是近年来普遍使用的结构形式（如图）。为简单起见， 梁自重简化为集度 q=1400N/m 的均布载荷，设计起吊载荷为 50kN。梁使用厚度为 10mm 的钢板焊接而 成，中心截面 C 处梁高 H=600mm，两端（A、B 处）梁高 H＝300mm，宽度均为 300mm。设材料为 Q235 钢，σs=230MPa，安全因数取 1.8，试校核结构的强度（注：梁的弯曲正应力强度仅校核中心截面 C 即可， 两端需考虑弯曲切应力强度）。梁的跨度为 l=20m。
南京航空航天大学材料力学第六章(2)
d2 w EI 2 M ( x) M1 ( x) M 2 ( x) dx
3
弯矩为M1时：
d w1 M 1 ( x) 2 dx EI
2
弯矩为M2时：
d w2 M 2 ( x) 2 dx EI
2
当弯矩为M1+ M2时： M ( x) M1 ( x) M 2 ( x)
d2 w EI 2 M ( x) M1 ( x) M 2 ( x) dx 2 2 2 d ( w1 w2 ) d w2 d w1 EI EI EI 2 2 2 d x dx dx
3
4
15
例2 已知： q , l , EI =常数。 求：wC , C。 解： 表中没有对应 的情况。 方法：凑成表中相 应的情况。 再分为两组载荷。 由p. 185 表6.1 中的 4
16
再分为两组载荷。 由p. 185 表6.1 中的 4
ql wC1 8EI 3 ql C1 6 EI
7ql C C1 C 2 48EI
wC wC1 wC 2 4 41ql 384 EI
3
19
例3 已知：F1 , F2 , a, l, EI = 常数。 求：wC , B。
解： 简化为外伸 梁如图。 用变形叠加法 AB变形， BC 看成刚体 BC变形，AB 看成刚体
4
由p. 185 表6.1 中的 4
4 4
ql q(l / 2) , wB 2 128EI 8EI
B2
q(l / 2) ql 6 EI 48EI
3
3
17
由p. 185 表6.1 中的 4
航空航天工程中的材料力学研究与应用
航空航天工程中的材料力学研究与应用随着科技的不断发展，航空航天工程已经成为了一个重要的领域。
在这个领域中，材料力学是一个非常重要的研究方向。
材料力学研究与应用已经成为了航空航天工程发展的关键，它不仅决定着飞机的安全性和性能，也关系到整个航空航天工程的进步和发展。
一、材料力学的概念材料力学是研究材料在外部作用下产生变形和破坏的力学学科。
它主要研究的是力学问题，如材料的强度、刚度、变形、断裂、疲劳等问题。
同时，材料力学还和材料科学、工程力学、工业技术等学科密切相关。
二、航空航天工程中的材料力学研究航空航天工程中的材料力学研究主要涉及到以下方面：1、材料的物性测试材料的物性测试涉及到材料的强度、韧度、硬度、撞击韧性、疲劳寿命等多种测试，这些测试都是为了确定材料的物理性质，但都需要依托于材料力学的基础理论。
2、构件的应力计算构件的应力计算是材料力学在航空航天工程中的主要应用，其主要目标是保证航空航天工程的安全性和可靠性。
在航空航天工程中，构件的应力计算需要考虑交变载荷、高温、低温、气压等多种因素，并且这些因素的影响是相互关联的。
3、材料的寿命分析材料的寿命分析是材料力学在航空航天工程中的一个重要研究方向。
在航空航天工程中，材料的使用寿命通常受到多种因素的影响，如载荷历史、飞行时段、材料损伤等，因此需要进行材料寿命分析。
4、复合材料的设计与优化材料力学在复合材料的设计与优化方面也发挥着重要作用。
复合材料不仅具备轻质、高强的特性，而且还具备良好的耐疲劳性、耐腐蚀性和耐高温性，因此在航空航天工程中的应用越来越广泛。
材料力学的研究可以为复合材料的应用提供理论基础和参考依据。
三、材料力学在航空航天工程中的应用航空航天工程中的材料力学研究不仅能为材料的测试和分析提供理论框架和方法，而且还能为航空航天工程的发展和进步提供支持。
一方面，材料力学的研究可以为材料的设计、制造和应用提供可靠的科学依据。
例如，可以通过材料力学的研究对复合材料的组成和结构进行优化，进而提高飞机的整体性能；同时，材料力学的研究也可以帮助飞机设计师们选用合适的材料和加工工艺，降低飞机制造成本，提高生产效率。