弹性力学考题类型.doc

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弹性力学考题类型弹性力学考题类型

一、 已知某点的应力状态为 试求该点的主应力、应力主轴方向(仅计算σ1应力主轴方向)和最大切应力。 二、已知弹性体的体积力为常量,其应力分量为: 如弹性体为可能的应力状态,求待定系数A,B应满足的关系。 三、已知圆筒的内径和外径分别为a和b,圆筒受内压q的作用,在圆筒外部受刚性位移约束,如图所示。试求圆筒应力。 已知轴对称应力和位移为: 解:做出圆筒的受力状态如下图所示。 极坐标下应力边界条件 3 对于圆筒的内表面, 3 因此有内表面的边界条件为 即 (1) 3 圆筒外表面满足位移边界条件 即 (2) 3 联立(1)(2)解得 4 因此可得圆筒的应力 圆筒的位移 圆筒内半径的改变量为 厚度变化量 四、图示的三角形悬臂梁,在上边界受到均布压力q的作用,试用下列应力的函数求出其应力分量。(本题15分) 解:应力函数Φ应满足相容方程和边界条件,从中可解出常数 ?得出的应力解答是 ??在截面 mn上,正应力和切应力为 ?P19.例2.8 五、图示薄板,在y方向受均匀拉力作用,试证明在板中间突出部分的尖点A处无应力存在。 六、试考察 ,能解决图示弹性体的何种受力问题。(10分) 解:本题应按逆解法求解。 首先校核相容方程,4Φ = 0是满足的。 然后,代入应力公式(4-5),求出应力分量:?  ?再求出边界上的面力: 七、半平面体表面受有均布水平力q,试用应力函数Φ= ρ2(Bsin2φ+Cφ)求解应力分量。 解:首先检验Φ,已满足4Φ = 0。由 Φ 求应力,代入应力公式得 ?  再考察边界条件。注意本题有两个φ面,即φ= ±π/2,分别为±φ面。 在±φ面上,应力符号以正面正向、负面负向为正。 因此,有 ? ?代入公式,得应力解答, 挡水墙的密度为ρ1,厚度为b,如图,水的密度为ρ2,试求应力分量 ?解:用半逆解法求解。 假设应力分量的函数形式。   因为在 y=-b/2边界上,σy=0,y=b/2边界上,σy=ρ2gx,所以可假设在   区内σy沿x 向也应是一次式变化,即??????    σy = x f ( y ) 按应力函数的形式,由 σy 推测 Φ 的形式, 由相容方程求应力函数。代入4Φ = 0得 ?  要使上式在任意的x处都成立,必须?  ?代入Φ,即得应力函数的解答,其中已略去了与应力无关的一次式。由应力函数求解应力分量。将Φ代入式(2-24) ,注意体力fx=ρ1g,fy=0,求得应力分量为 ? ?考察边界条件: 主要边界y = ± b / 2上,有 ? ?  由上式得到 ?  求解各系数,由 ? ? ??? 由此得 ? ??? 又有 ?  代入 A ,得 ?  在次要边界(小边界)x=0上,列出三个积分的边界条件: ?????由式(g),(h)解出 ???? 代入应力分量的表达式,得最后的应力解答:。已求得应力分量如下所示,试根据边界条件确定待定系数A、B、C、D。(20分) 解:对于直角坐标系,边界条件为 3 对于x=0的边界, 4 代入边界条件可得,与当x=0时比较可以得到 3 对于斜面,有 4 并且在此斜面上有 1 代入边界条件可得 把,代入上式,可得 解得 5 所以 十、如所示的橡皮立方块放在同样大小的铁盒内,其上端用铁盖封闭,铁盖上作用一均布压力q。铁盒和铁盖均可视为刚体,且橡皮块和铁盒、铁盖之间无摩擦阻力,试求橡皮块的体应变和体应力。(15分) 图1 图1(a) 解:因橡皮块与铁盒及铁盖之间无摩擦阻力,故压力垂直于内侧面,取右图所示的坐标系。由于铁盒视为刚体,故 铁盖上受均布压力q作用,因此有: 于是,由物理方程可得: 由式和式可得: 因为,故 将式代入式中可得 因此,铁盒内侧面所受的压力为。 将式代入式中可得: 因此橡胶块的体应变为: 橡胶块的体应力为: 十一、对于平面应力问题,试判断所表示的应力分量是否可能发生?其中A为常数,

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