中南大学材料力学期末试卷6(带答案)
材料力学期末考试试卷(含答案)

材料力学一、填空题 (每空4分,共40分)1.一长,横截面面积为A 的等截面直杆,其密度为ρ,弹性模量为E ,则杆自由悬挂时由自重引起的最大应力 ;杆的总伸长= 。
2.对图中铆钉进行强度计算时, , .3.矩形截面梁的F smax 、M max 及截面宽度不变,若将截面高度增加一倍,则最大弯曲正应力为原来的 倍,最大弯曲切应力为原来的 倍。
4.图示两梁的材料相同,最小截面面积相同,在相同的冲击载荷作用下,图 所示梁的最大正应力较大。
5.图示等截面梁AC 段的挠曲线方程为,则该段的转角方程为 ;截面B 的转角和挠度分别为 和 。
二、选择题 (每题4分 共20分)1.矩形截面细长压杆,b/h = 1/2。
如果将b 改为 h 后仍为细长压杆,临界压力是原来的多少倍?( )(A)2倍;(B) 4倍;(C) 8倍;(D)16倍.2. 图示应力状态,用第三强度理论校核时,其相当应力为:( )(A ); (B );(C) ;(D)。
第2题图 第3题图3.一空间折杆受力如图,则AB 杆的变形:( )(A) 纵横弯曲 ;(B ) 弯扭组合;(C) 偏心拉伸; (D ) 拉、弯、扭组合.4.一内外直径之比 的空心圆轴,当两端受力偶矩作用产生扭转变形时,横截面的最大切应力为,则横截面的最小切应力:( )(A) ; (B) ; (C ) ; (D ) .5.对于图示交变应力,它是:(A )对称循环交变应力;(B )脉动循环交变应力;(C )静循环交变应力 。
( )三、图示杆系结构中AB 杆为刚性杆,①、②杆刚度为 EA,外加载荷为 P ,求①、②杆的轴力. (40分)材料力学参考答案σσ σ一、填空题1.,2.,3.0.25,0.54.(a)5.,,二、选择题1.(B)2.(D)3.(C) 4.(B) 5。
(B)三、解:(1)静力平衡方程如图b所示,F N1,F N2为①,②杆的内力;Fx、F Y为A处的约束力,未知力个数为4,静力平衡方程个数为3(平面力系),故为一次超静定问题.由得即(a) (2分)(2)变形协调方程,或(b)(2分)(3)物理方程, (c)(2分)由(c)(d)得补充方程(d)(2分)(4)由(a)和(d)式得,(拉力) (2。
材料力学I期末考试题及答案

材料力学I期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪一项不是基本假设?A. 均匀性假设B. 连续性假设C. 各向同性假设D. 各向异性假设答案:D2. 在拉伸试验中,材料的屈服强度是指:A. 弹性极限B. 屈服极限C. 强度极限D. 断裂强度答案:B3. 影响材料弹性模量的因素不包括:A. 材料种类B. 温度C. 材料的几何形状D. 加载速度答案:C4. 梁的弯曲应力公式为:A. σ = My/IB. σ = Mx/IC. σ = VQ/ID. σ = Vx/I答案:A5. 材料力学中,下列哪一项不是应力状态的描述?A. 正应力B. 剪应力C. 应力集中D. 应力梯度答案:D6. 材料的疲劳破坏通常发生在:A. 最大应力处B. 最小应力处C. 应力集中处D. 应力均匀处答案:C7. 根据材料力学理论,下列哪一项不是材料的强度理论?A. 最大正应力理论B. 最大剪应力理论C. 最大应变理论D. 能量理论答案:D8. 梁的弯曲变形公式为:A. v = (Mx/EI)(1 - x^2/L^2)B. v = (Mx/EI)(1 - x^3/L^3)C. v = (Mx/EI)(1 - x/L)D. v = (Mx/EI)(1 - x^2/L^3)答案:B9. 材料的塑性变形是指:A. 弹性变形B. 永久变形C. 可逆变形D. 弹性和塑性变形的总和答案:B10. 在拉伸试验中,材料的弹性模量可以通过下列哪一项来确定?A. 弹性阶段的斜率B. 屈服阶段的斜率C. 断裂阶段的斜率D. 塑性变形阶段的斜率答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,__________是指材料在外力作用下发生形变,但当外力移除后,形变能够完全恢复的性质。
答案:弹性2. 当材料受到拉伸时,其内部产生的__________应力称为正应力。
答案:垂直3. 材料力学中,__________是指材料在外力作用下发生形变,但当外力移除后,形变不能完全恢复的性质。
(完整版)材料力学期末考试选择、填空参考题解析

一点的应力状态一、判断1、“单元体最大剪应力作用面上必无正应力”答案此说法错误答疑在最大、最小正应力作用面上剪应力一定为零;在最大剪应力作用面上正应力不一定为零。
拉伸变形时,最大正应力发生在横截面上,在横截面上剪应力为零;最大剪应力发生在45度角的斜截面上,在此斜截面上正应力为σ/2。
2、”单向应力状态有一个主平面,二向应力状态有两个主平面”答案此说法错误答疑无论几向应力状态均有三个主平面,单向应力状态中有一个主平面上的正应力不为零;二向应力状态中有两个主平面上的正应力不为零。
3、“受拉构件内B点的正应力为σ=P/A”答案此说法错误答疑受拉构件内的B点在α=0度的方位上的正应力为σ=P/A。
4、“弯曲变形时梁中最大正应力所在的点处于单向应力状态。
”答案此说法正确答疑最大正应力位于横截面的最上端和最下端,在此处剪应力为零。
5、过一点的任意两平面上的剪应力一定数值相等,方向相反”答案此说法错误答疑过一点的两相互垂直的平面上的剪应力一定成对出现,大小相等,方向同时指向共同棱边或同时远离共同棱边6、“梁产生纯弯曲时,过梁内任意一点的任意截面上的剪应力均等于零”答案此说法错误答疑梁产生纯弯曲时,横截面上各点在α=0的方位上剪应力为零,过梁内任意一点的任意截面上的剪应力不一定为零。
11、“从横力弯曲的梁上任意一点取出的单元体均处于二向应力状态“答案此说法错误答疑从横力弯曲的梁的横截面上距离中性轴最远的最上边缘和最下边缘的点取出的单元体为单向应力状态。
12、“受扭圆轴除轴心外,轴内各点均处于纯剪切应力状态”答案此说法正确答疑在受扭圆轴内任意取出一点的单元体如图所示,均为纯剪切应力状态。
选择一点的应力状态(共2页)1、在单元体中可以认为:。
A:单元体的三维尺寸必须为无穷小;B:单元体必须是平行六面体。
C:单元体只能是正方体。
D:单元体必须有一对横截面答案正确选择:A答疑单元体代表一个点,体积为无穷小。
2、滚珠轴承中,滚珠与外圆接触点为应力状态。
材料力学试题及答案期末

材料力学试题及答案期末期末考试是学生们在学期结束时面临的一项重要考核。
在材料力学这门课程中,试题的设计和答案的准确性对于学生的学习成绩至关重要。
本文将为大家提供一套材料力学试题,并给出详细的答案解析。
试题一:弹性模量的计算1. 弹簧的伸长量随外力的大小而变化,如果给定外力-伸长量的关系图,如下图所示,试求该材料的弹性模量。
(图略)解答:根据胡克定律,应力与应变之间的关系为:σ = Eε其中,σ为应力,E为弹性模量,ε为应变。
弹性模量E的计算公式为:E = σ/ε根据图中的数据,我们可以求得外力-伸长量的关系为:外力(F):10 N,20 N,30 N伸长量(ΔL):0.5 mm,1 mm,1.5 mm根据胡克定律以及弹性模量的计算公式,我们可以得到如下关系式:E = σ/ε = F/A / ΔL/L其中,A为横截面积,L为原长。
假设A与L的值为常数,则可以推导得到:E = F/ΔL * L/A根据给定的数据代入公式计算,可以得到:当F = 10 N 时,E = 10 N / 0.5 mm * L/A = 20 / mm * L/A当F = 20 N 时,E = 20 N / 1 mm * L/A = 20 / mm * L/A当F = 30 N 时,E = 30 N / 1.5 mm * L/A = 20 / mm * L/A由此可见,无论外力的大小,材料的弹性模量均为20 / mm * L/A。
试题二:杨氏模量的测定2. 某学生通过实验测得一块金属试样在受力时的应变与应力之间的关系如下图所示。
试求该金属试样的杨氏模量。
(图略)解答:根据实验数据绘制的应力-应变曲线,可以看出,在线段OA区域内,应力与应变呈线性关系。
通过直线OA的斜率可以求得该材料的杨氏模量。
根据图中的数据,我们可以计算出斜率为:斜率K = Δσ/Δε = (350 MPa - 250 MPa) / (0.0025 - 0.0020) = 400 MPa / 0.0005 = 8 * 10^5 Pa根据公式,杨氏模量E等于斜率K乘以应变ε,即:E = K * ε根据给定的数据代入公式计算,可以得到:E = 8 * 10^5 Pa * 0.0025 = 2 * 10^3 Pa所以该金属试样的杨氏模量为2 * 10^3 Pa。
材料力学I期末考试题及答案

材料力学I期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,下列哪个参数不是描述材料弹性性质的?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 泊松比D. 剪切模量答案:B2. 在拉伸试验中,材料的屈服点是指:A. 应力达到最大值时对应的应变B. 应力达到最大值时对应的应力C. 材料开始发生塑性变形的应力D. 材料发生断裂的应力答案:C3. 根据胡克定律,下列哪个说法是正确的?A. 应力与应变成正比B. 应力与应变成反比C. 应力与应变成二次方关系D. 应力与应变成对数关系答案:A4. 在材料力学中,下列哪个参数是用来描述材料的韧性的?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 硬度D. 冲击韧性答案:D5. 材料力学中,下列哪个参数是用来描述材料的塑性变形能力的?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 硬度D. 延伸率答案:D6. 根据材料力学的基本原理,下列哪个说法是错误的?A. 应力是单位面积上的力B. 应变是单位长度的变化量C. 应力和应变都是标量D. 应力和应变之间存在线性关系答案:C7. 在材料力学中,下列哪个参数是用来描述材料的硬度的?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 布氏硬度D. 冲击韧性答案:C8. 材料力学中,下列哪个参数是用来描述材料的疲劳强度的?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 疲劳极限D. 冲击韧性答案:C9. 在材料力学中,下列哪个参数是用来描述材料的抗拉强度的?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 抗拉强度D. 冲击韧性答案:C10. 材料力学中,下列哪个参数是用来描述材料的压缩强度的?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 压缩强度D. 冲击韧性答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料力学中,应力的定义是单位面积上的_______。
答案:力2. 材料力学中,应变的定义是单位长度上的_______。
答案:长度变化3. 材料力学中,弹性模量是描述材料_______性质的物理量。
答案:弹性4. 材料力学中,泊松比是描述材料在受到_______作用时,横向应变与纵向应变的比值。
中南大学材料科学基础期末考试题01-06年答案

中南大学材料科学基础期末考试题01-06年答案中南大学考试试卷答案2001——2002学年第二学期时间110分钟一、名词解释(5分×8)1、金属玻璃2、金属间化合物3、离异共晶4、晶界偏聚5、科垂尔气团(CottrellAtmosphere)6、孪生7、反应扩散8、变形织构参考答案:1.金属玻璃:指金属从液态凝固后其结构与液态金属相同的固体;2.金属间化合物:金属与金属、金属与某些非金属之间形成的化合物,结构与组成金属间化合物的纯金属不同,一一般具有熔点高、硬度高、脆性大的特点。
3.离异共晶:有共晶反应的合金中,如果成分离共晶点较远,由于初晶数量多,共晶数量很少,共晶中与初晶相同的相依附初晶长大,共晶中另外一个相呈现单独分布,使得共晶组织失去其特有组织特征的现象;4.晶界偏聚:由于晶内与晶界上的畸变能差别或由于空位的存在使得溶质原子或杂质原子在晶界上的富集现象;5.科垂尔气团:溶质原子在刃型位错周围的聚集的现象,这种气团可以阻碍位错运动,产生固溶强化效应等结果;6.孪生:是晶体塑性变形的一种重要方式,晶体在切应力作用下,晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对于另一部分晶体作均匀切变,使得相邻部分晶体取向不同,并以切变晶面(挛晶面)成镜面对称;7.反应扩散:伴随有化学反应而形成新相的扩散称为反应扩散,如从金属表面向内部渗入金属时,渗入元素浓度超过溶解度出现新相;8.变形织构:经过塑性变形后原来多晶体中位向不同的晶粒变成取向基本一致,形成晶粒的择优取向,择优取向后的晶体结构为织构,若织构是在塑性变形中产生的,称为变形织构。
二、问答题1、(10分)标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数,OC方向、OC方向的晶向指数。
这些晶面与晶向中,那些可构成滑移系?指出最容易产生滑移的滑移系。
参考答案:ABCDEF面的晶面指数为(0001)或(001);面的晶面指数为;OC方向的晶向指数为或[010];方向的晶向指数为或[011];(0001)与、与可构成滑移系;其中滑移系(0001)容易产生滑移。
材料力学期末考试复习试题与答案

材料力学一、填空题:1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。
2.构件抵抗的能力称为强度。
3.圆轴扭转时,横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。
4.梁上作用着均布载荷,该段梁上的弯矩图为。
5.偏心压缩为的组合变形。
6.柔索的约束反力沿离开物体。
7.构件保持的能力称为稳定性。
8.力对轴之矩在情况下为零。
9.梁的中性层与横截面的交线称为。
10.图所示点的应力状态,其最大切应力是。
11.物体在外力作用下产生两种效应分别是。
12.外力解除后可消失的变形,称为。
13.力偶对任意点之矩都。
14.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则杆中最大正应力为。
15.梁上作用集中力处,其剪力图在该位置有。
16.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。
17.外力解除后不能消失的变形,称为。
18.平面任意力系平衡方程的三矩式,只有满足三个矩心的条件时,才能成为力系平衡的充要条件。
19.图所示,梁最大拉应力的位置在点处。
20.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。
21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态,称为。
22.在截面突变的位置存在集中现象。
23.梁上作用集中力偶位置处,其弯矩图在该位置有。
24.图所示点的应力状态,已知材料的许用正应力[σ],其第三强度理论的强度条件是。
25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。
26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件,称为。
27.作用力与反作用力的关系是。
28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。
29.阶梯杆受力如图所示,设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则截面C的位移为。
30.若一段梁上作用着均布载荷,则这段梁上的剪力图为。
二、计算题:1.梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力。
2.铸铁T梁的载荷与横截面尺寸如图所示,C为截面形心。
大学期末考试材料力学试题及答案

一、判断题(正确打“√”,错误打“X ”,本题满分为10分) 1、拉杆伸长后,横向会缩短,这是因为杆有横向应力的存在。
( )2、圆截面杆件受扭时,横截面上的最大切应力发生在横截面离圆心最远处。
( )3、两梁的跨度、承受载荷及支承相同,但材料和横截面面积不同,因而两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。
( )4、交变应力是指构件内的应力,它随时间作周期性变化,而作用在构件上的载荷可能是动载荷,也可能是静载荷。
( )5、弹性体的应变能与加载次序无关,只与载荷的最终值有关。
( )6、单元体上最大切应力作用面上必无正应力。
( )7、平行移轴公式表示图形对任意两个相互平行轴的惯性矩和惯性积之间的关系。
( ) 8、动载荷作用下,构件内的动应力与材料的弹性模量有关。
( )9、构件由突加载荷所引起的应力,是由相应的静载荷所引起应力的两倍。
( ) 10、包围一个点一定有一个单元体,该单元体各个面上只有正应力而无切应力。
( ) 二、选择题(每个2分,本题满分16分)1.应用拉压正应力公式A FN =σ的条件是( )。
A 、应力小于比例极限;B 、外力的合力沿杆轴线;C 、应力小于弹性极限;D 、应力小于屈服极限。
2.梁拟用图示两种方式搁置,则两种情况下的最大弯曲正应力之比 )(m ax )(m ax b a σσ 为( )。
A 、1/4; B 、1/16; C 、1/64; D、16。
3、关于弹性体受力后某一方向的应力与应变关系有如下论述:正确的是。
A 、有应力一定有应变,有应变不一定有应力; B 、有应力不一定有应变,有应变不一定有应力; C 、有应力不一定有应变,有应变一定有应力; D 、有应力一定有应变,有应变一定有应力。
4、火车运动时,其轮轴横截面边缘上危险点的应力有四种说法,正确的是。
A :脉动循环应力: B :非对称的循环应力; C :不变的弯曲应力;D :对称循环应力h4h(a) h4h(b)5、如图所示的铸铁制悬臂梁受集中力F 作用,其合理的截面形状应为图( b )6、对钢制圆轴作扭转校核时,发现强度和刚度均比规定的要求低了20%,若安全因数不变,改用屈服极限提高了30%的钢材,则圆轴的( c ) A 、 强度、刚度均足够;B 、强度不够,刚度足够; C 、强度足够,刚度不够;D 、强度、刚度均不够。
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σ
中南大学材料力学
一、填空(每题2分,共20分)
3.为了求解静不定问题,必须研究构件的 变形 ,从而寻找出 补充方程 。
4.材料力学中求内力的基本方法是 截面法 。
5.矩形截面梁的弯曲剪力为F S ,横截面积为A ,则梁上的最大切应力为 A F S 23 。
7.第四强度理论认为 畸变能密度 是引起屈服的主要因素。
8.挠曲线的近似微分方程是 EI M dx w d =22 。
9.求解组合变形的基本步骤是:(1)对外力进行分析或简化,使之对应基本变形 ,(2)求
解每一种基本变形的内力、应力及应变等,(3)将所得结果进行叠加。
10. 压杆稳定问题中,欧拉公式成立的条件是: 1λλ≥ 。
11.圆轴扭转时的强度条件为 []ττ≤=t W T max max ,刚度条件为 []ϕϕ'≤='p
T max max。
13.莫尔强度理论的强度条件为 []]31}{σσσσc t - 。
14.进行应力分析时,单元体上切应力等于零的面称为 主平面,其上应力称为 主应力。
二、单项选择题 (每题2分,共20分)
1. 所有脆性材料,它与塑性材料相比,其拉伸力学性能的最大特点是( C )。
A. 强度低,对应力集中不敏感; B. 相同拉力作用下变形小;
C. 断裂前几乎没有塑性变形;
D. 应力-应变关系严格遵循胡克定律。
2. 在美国“9.11”事件中,恐怖分子的飞机撞击国贸大厦后,该大厦起火燃烧,然后坍塌。
该大厦的破坏属于( A )
A .强度坏;
B .刚度坏;
C .稳定性破坏;
D .化学破坏。
3. 细长柱子的破坏一般是( C )
A .强度坏;
B .刚度坏;
C .稳定性破坏;
D .物理破坏。
4. 不会引起静定结构产生内力的因素是( D )
A .集中力;
B .集中力偶;
C .分布力;
D .温度变化。
5. “顺正逆负”的正负规定适用于( A )。
A .剪力;B .弯矩;C .轴力;D .扭矩。
6. 多余约束出现在( B )中。
A .静定结构;
B .超静定结构;
C .框架结构;
D .桁架。
7. 雨篷过梁是( B )的组合变形。
A .轴心拉压与扭转;
B .扭转与平面弯曲;
C .轴心压缩与扭转;
D .双向弯曲。
8. 在计算螺栓的挤压应力时,在公式bs
bs bs
A F =
σ
中,
bs
A 是(
B )
A .半圆柱面的面积;
B. 过直径的纵截面的面积; C .圆柱面的面积; D .横截面积。
9. 如图所示的单元体,第三强度的相当应力公式是( D )。
A .
2
2
33τ
σ
σ+=
r ;B .
2
2
3τ
σ
σ+=
r ;
C .
2
2
32τ
σ
σ+=
r ;D .
2
2
34τ
σ
σ+=
r 。
10. 长度和横截面面积均相同的两杆,一为钢杆,一为铝杆,在相同的拉力用下( A ) A.铝杆的应力和钢杆相同,而变形大于钢杆 B.铝杆的应力和钢杆相同,而变形小于钢杆
C.铝杆的应力和变形都大于钢杆
D.铝杆的应力和变形都小于钢杆
三、阶梯形钢
杆的两端在C
T
51=时被固定,杆件上下两段的面积分别是
215cm A =,2210cm A =,见图1。
当温度升高至C
T
252=时,试求杆件各部分的温度应力。
钢材的
1
610
5.12--⨯=C
l
α,GPa E 200=。
(15分)
解:(1)若解除一固定端,则杆的自由伸长为:
T
a T a T a T l l l l l l T ∆=∆+∆=∆=∆αααα2 (5分)
(2)由于杆两端固定,所以相当于受外力F 作用 产生T l ∆的压缩,如图1所示。
因此有: T a EA a F EA a F l l N N T ∆-=+=∆-α221
∴[]KN
A A T E F l N 33.33/1/1/221-=+∆-=α (5分)
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(3)MPa A F N 7.6611-==σ
MPa A F N
3.332
2-==σ (5分)
四.如图2所示,悬臂梁的自由端受一可动铰链支座支撑,
q
,l 为已知,试求自由端
的支持反力。
悬臂梁在集中载荷和匀布载荷作用下的挠曲线方程分别为:
)
3(62
x l EI
Fx
w --
=、
)
64(242
22
l lx x EI
qx
w +--
=。
(15分)
解:用支反力R F 代替支座B (见图2),则B 端在q 和R F 的作用下挠度为零,即: 0)()(=+R
F B q B w w (8分)
∴ 083
4
=+-l F EI ql R
(5分)
∴ 83ql
F R
= (2分)
五.一铸铁圆柱的直径为40mm ,其一端固定,另一端受到315 N.m 的力偶矩作用。
若该铸铁材料的许用拉应力为MPa
t 30][=σ,试根据强度理论对圆柱进行强度校核。
(15
分)
解:圆柱表面的切应力最大,即:
Mpa d T W T t 25)16//(/3max max max ===πτ (5分)
圆柱表面首先破坏,其上任一点的应力状态为纯剪切,见图3。
进行应力分析可得:
MPa 25252002
0022
min max ±=+⎪⎭
⎫ ⎝⎛-±
+=
⎭
⎬⎫σσ
∴ MPa
251=σ,2=
σ, MPa 253-=σ (5分)
由第一强度理论有: []t MPa σσ≤=251
满足强度条件。
(5分)
六.一根圆截面压杆两端固定,工作压力F=1.7KN ,直径为d=8mm ,材料为A3钢,
其性能参数为:GPa E 210=,MPa s 235=σ,
MPa
p
240=σ,
MPa a 304=,Mpa b 12.1=。
杆的长度为mm l 260=,规定的稳定安全系数是5
.3=st n 。
试校核压杆的稳定性。
(15
分) 解:(1)2
1=
μ,4
d i =
∴65
==i l μλ (2分)
而 9
.922
1==
p
E σ
πλ
(2分)
1λλ<,欧拉公式不成立 (1分) (2) 6.612=-=
b
a s
σλ (2分)
2λλ>
即有 12λλλ<< ,宜采用经验公式 (3分)
B
图2
25MPa
图3
第 3 页 共 3 页
∴ MPa b a cr 2.231=-=λσ KN
d
A F cr
cr cr 62.114
12
===πσσ (2分)
(3) 工作安全系数: st cr n F
F n >===
8.67
.162.11 (3分)
压杆稳定性满足。