TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG ĐỀ THI HKII NĂM 2019-2020
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC MÔN: SỨC BỀN VẬT LIỆU
BỘ MÔN KTCS HỆ: CAO ĐẲNG CÁC NGÀNH
ĐỀ THI SỐ: 01
Thời gian: 90 phút
(Sinh viên không được phép sử dụng tài liệu)
Câu 1. (3 điểm)
Cho trục thép chịu kéo nén đúng tâm như hình vẽ (Hình 9.19). Biết P1 =17KN,
P2 = 25KN, P3=41KN, có mặt cắt ngang là hình tròn đặc có đường kính d. Bỏ qua trọng
lượng riêng của trục.
a. Vẽ biểu đồ nội lực cho trục AD. (1 điểm)
b. Tính đường kính d để trục đảm bảo điều kiện bền, biết [σ]=12KN/cm2. (1 điểm)
c. Tính độ biến dạng dọc tuyệt đối cho trục thép biết E= 2.104KN/cm2. (1 điểm)
Câu 2. (2 điểm)
Cho trục thép chịu tác dụng của các
mômen xoắn m1=43KNm, m2=35KNm,
m3=14KNm như hình 2. Biết trục thép có
tiết diện mặt cắt ngang trên từng đoạn là
hình tròn đặc có đường kính lần lượt là
d1 = 7cm,d2 = 12cm.
a. Vẽ biểu đồ nội lực cho trục AD. (1 điểm)
b. Kiểm tra bền cho trục thép biết [𝜏]= 12KN/cm2. (1 điểm)
Câu 3. (5 điểm)
Cho dầm AD chịu uốn
ngang phẳng có tiết diện mặt
cắt ngang như hình 3. Biết
𝑞 = 5𝐾𝑁/𝑚, P = 20KN,
𝑚 = 10𝐾𝑁𝑚. Bỏ qua trọng lượng riêng của dầm.
a. Xác định phản lực liên kết tại A và C. (1 điểm)
b. Vẽ biểu đồ nội lực cho dầm AD. (3 điểm)
c. Bỏ qua ảnh hưởng của lực cắt. Kiểm tra bền cho dầm, biết dầm được làm bằng thép có [σ]= 15
KN cm2
⁄. (1 điểm)
Ngày 25 tháng 6 năm 2020
Khoa Cơ Khí Động Lực Giáo viên ra đề
Bộ môn KTCS
Nguyễn Thị Thanh Thủy
Hình 2
Hình 3
ĐÁP ÁN ĐỀ THI SỐ
Câu 1. (3 điểm)
a. Vẽ biểu đồ nội lực lực dọc 𝑵𝒛 bằng phương pháp vẽ nhanh.
Vẽ từ dưới lên trên.
b. Tính đường kính d để trục đảm bảo điều kiện bền.
d ≥ √4.|𝑁𝑧
𝐶𝐷|
𝜋.[𝜎]
𝑑 ≥ √4.|33|
3,14.12 𝑑 ≥ 1,87 cm
Vậy chọn d= 2cm để trục đảm bảo điều kiện bền.
c. Tính độ biến dạng dọc tuyệt đối cho trục thép, biết
E= 2.104KN/cm2
∆𝐿𝐴𝐷= ∆𝐿𝐴𝐵 +∆𝐿𝐵𝐶 +∆𝐿𝐶𝐷
∆𝐿𝐴𝐵 = 𝑁𝑧𝐴𝐵.𝐴𝐵
𝐸.𝐹 =17.1,2.102
2.104.𝜋.22
4 =0,0325 cm
∆𝐿𝐵𝐶 = 𝑁𝑧𝐵𝐶.𝐵𝐶
𝐸.𝐹1 =−8.0,8.102
2.104.𝜋.22
4 =−0,0102 cm
∆𝐿𝐶𝐷 = 𝑁𝑧𝐶𝐷.𝐶𝐷
𝐸.𝐹2 =33.0,5.102
2.104.𝜋.22
4 =0,0263 cm
Vậy ∆𝐿𝐴𝐷= 0,0325 − 0,0102+0,0263=
0,0486cm
Câu 2.
a. Vẽ biểu đồ mômen xoắn Mz
Vẽ từ trái qua phải
b. Kiểm tra bền cho trục thép
𝜏𝐴𝐵 = |𝑀𝑧
𝐴𝐵|
𝑊𝑜1 = |−43.102|
0,2.73 = 62,7KN/𝑐𝑚2
𝜏𝐵𝐶 = |𝑀𝑧
𝐵𝐶|
𝑊𝑜2 = |−8.102|
0,2.123 = 2,3KN/𝑐𝑚2
Vậy 𝜏𝑚𝑎𝑥 = 𝜏𝐴𝐵 > [𝜏] trục không đảm bảo điều kiện bền.
Câu 3.
a. Xác định phản lực liên kết tại A và C
∑𝐹𝑋 = 𝑋𝐴 = 0 𝑋𝐴 = 0 KN
∑𝑚𝐴
(𝐹
) = – 𝑄. 2 – 𝑃. 8 – m + 𝑁𝐶. 6 = 0
NC = 20.2 +20.8+ 10
6= 35KN
∑𝑚𝐶
(𝐹
) = – 𝑌𝐴. 6 – 𝑃. 2 – m + 𝑄. 4 = 0
𝑌𝐴 = 20.4−10 – 20.2
6= 5KN
b. Vẽ biểu đồ nội lực cho dầm
Vẽ biểu đồ lực cắt Qy và mômen Mx.
Vẽ từ trái sang phải.
c. Kiểm tra bền cho dầm
𝜎𝑚𝑎𝑥 = |𝑀𝑥
𝑚𝑎𝑥
𝑊𝑥 | = |−40.100
181 | = 22,09KN/cm2.
Vậy 𝜎𝑚𝑎𝑥 > [𝜎] nên dầm không bền.
TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG ĐỀ THI HKII NĂM 2019-2020
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC MÔN: SỨC BỀN VẬT LIỆU
BỘ MÔN KTCS HỆ: CAO ĐẲNG CÁC NGÀNH
ĐỀ THI SỐ: 02
Thời gian: 90 phút
(Sinh viên không được phép sử dụng tài liệu)
Câu 1. (2 điểm)
Cho trục thép chịu kéo nén đúng tâm như hình 1. Biết P1 =23KN, P2 = 48KN,
P3=95KN, có mặt cắt ngang là hình tròn đặc có đường kính d1 = 5cm,d2 = 10cm.
Bỏ qua trọng lượng riêng của trục.
a. Vẽ biểu đồ nội lực cho trục AD. (1 điểm)
b. Kiểm tra bền cho trục, biết [σ]= 13 KN/cm2. (1 điểm)
Câu 2. (3 điểm)
Cho trục chịu xoắn thuần túy như hình 2. Mặt cắt ngang của trục có hình tròn
đặc có đường kính ngoài D. Biết 𝑚1=12KNm, 𝑚2=
25KNm, 𝑚3=13KNm, 𝑚4= 50KNm, [𝜏]=
9KN/cm2.
a. Vẽ biểu đồ nội lực cho trục AD. (1 điểm)
b. Tính đường kính D của mặt cắt ngang theo
điều kiện bền. (1 điểm)
c. Tính góc xoắn tuyệt đối giữa hai đầu trục biết G= 8.103 KN/cm2 (1 điểm).
Câu 3. (5 điểm)
Cho dầm AD chịu uốn
ngang phẳng có tiết diện mặt
cắt ngang như hình 3. Biết
𝑞 = 10𝐾𝑁/𝑚, P =15KN,
𝑚 = 10𝐾𝑁𝑚. Bỏ qua trọng lượng riêng của dầm.
a. Xác định phản lực liên kết tại A và C. (1 điểm)
b. Vẽ biểu đồ nội lực cho dầm AD. (3 điểm)
c. Bỏ qua ảnh hưởng của lực cắt. Kiểm tra bền cho dầm, biết dầm được làm bằng thép có [σ]= 15
KN cm2
⁄. (1 điểm)
Ngày 25 tháng 6 năm 2020
Khoa Cơ Khí Động Lực Giáo viên ra đề
Bộ môn KTCS
Nguyễn Thị Thanh Thủy
Hình 2
Hình 1
ĐÁP ÁN ĐỀ THI SỐ
Câu 1.
a. Vẽ biểu đồ nội lực lực dọc 𝑵𝒛
Vẽ biểu đồ nội lực lực dọc bằng phương pháp vẽ nhanh.
Vẽ từ trên xuống dưới.
b. Kiểm tra bền của trục
𝜎𝐶𝐷 = 𝑁𝑧
𝐶𝐷
𝐹2= −70
𝜋.𝑑2
2/4 = −70 . 4
3,14. 102= 0,89 KN/𝑐𝑚2
𝜎𝐵𝐶 = 𝑁𝑧
𝐵𝐶
𝐹1= 25
𝜋.𝑑1
2/4 = = 25 . 4
3,14. 52=1,27 KN/𝑐𝑚2
𝜎𝑚𝑎𝑥 = |𝜎𝐵𝐶| < [𝜎]
Vậy trục đảm bảo điều kiện bền.
Câu 2.
a. Vẽ biểu đồ nội lực mômen xoắn Mz
Vẽ BĐNL bằng pp vẽ nhanh
Vẽ từ trái sang phải
b. Tính đường kính D của mặt cắt ngang
theo điều kiện bền
Từ công thức của điều kiện bền, ta có:
D ≥ √|𝑀𝑧
𝑚𝑎𝑥|
0,2.[𝜏]
3
D≥ √|𝑀𝑧
𝐶𝐷|
0,2.[𝜏]
3
D ≥ √|−50.102|
0,2.9
3
D ≥ 14,1cm
Vậy chọn D = 14,2cm để trục đảm bảo điều kiện bền.
c. Tính góc xoắn tuyệt đối giữa hai đầu trục
𝜑𝐴𝐷 = ∑𝑆𝑀𝑧𝑖 = 102.50.(−12−37−50)
8.103.0,1.14,24
3
𝑖=1 = −0,0152 𝑟𝑎𝑑
Câu 3.
a. Xác định phản lực liên kết tại A và C. (1 điểm)