工程力学(静力学与材料力学)课后习题 下载本文

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6-18 试求图示两平面图形形心C的位置。图中尺寸单位为mm。

150 y 50 10 y

120

200 10 50 x 80 x (a) (b)

6-19试求图示平面图形形心位置。尺寸单位为mm。

40 y 160 y

C O 200 x C 60 20 100 30 100 30 x (a)

(b)

8-1 试求图示各杆的轴力,并指出轴力的最大值。 F 2F F F

(a) (b)

3kN 2kN 2kN 3kN 1kN 2kN

(d) (c)

8-2 试画出8-1所示各杆的轴力图。 8-5 图示阶梯形圆截面杆,承受轴向载荷F1=50 kN与F2作用,AB与BC段的直径分别为d1=20 mm和d2=30

mm ,如欲使AB与BC段横截面上的正应力相同,试求载荷F2之值。 2 1 F2 F1 A B 1 C 2

8-6 题8-5图所示圆截面杆,已知载荷F1=200 kN,F2=100 kN,AB段的直径d1=40 mm,如欲使AB与BC

段横截面上的正应力相同,试求BC段的直径。

8-7 图示木杆,承受轴向载荷F=10 kN作用,杆的横截面面积A=1000 mm2,粘接面的方位角θ= 450,试计

算该截面上的正应力与切应力,并画出应力的方向。 n

F θ F 粘接面

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8-14 图示桁架,杆1与杆2的横截面均为圆形,直径分别为d1=30 mm与d2=20 mm,两杆材料相同,许

用应力[σ]=160 MPa。该桁架在节点A处承受铅直方向的载荷F=80 kN作用,试校核桁架的强度。 C B

2 1 300 450

A

F

8-15 图示桁架,杆1为圆截面钢杆,杆2为方截面木杆,在节点A处承受铅直方向的载荷F作用,试确定

钢杆的直径d与木杆截面的边宽b。已知载荷F=50 kN,钢的许用应力[σS] =160 MPa,木的许用应力[σW] =10 MPa。 F

l

1 A B

2

045 C

8-16 题8-14所述桁架,试定载荷F的许用值[F]。

8-18 图示阶梯形杆AC,F=10 kN,l1= l2=400 mm,A1=2A2=100 mm2,E=200GPa,试计算杆AC的轴向变形

△l。 l2 l1

F F

2F

A B C

8-22 图示桁架,杆1与杆2的横截面面积与材料均相同,在节点A处承受载荷F作用。从试验中测得杆1

与杆2的纵向正应变分别为ε1=4.0×10-4与ε2=2.0×10-4,试确定载荷F及其方位角θ之值。已知:A1=A2=200 mm2,E1=E2=200 GPa。

B C

2 1 ε2 ε1 300 300

A

θ F .

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8-23 题8-15所述桁架,若杆AB与AC的横截面面积分别为A1=400 mm2与A2=8000 mm2,杆AB的长度l=1.5

m,钢与木的弹性模量分别为ES=200 GPa、EW=10 GPa。试计算节点A的水平与铅直位移。

8-26 图示两端固定等截面直杆,横截面的面积为A,承受轴向载荷F作用,试计算杆内横截面上的最大拉

应力与最大压应力。 A B D C F F (b)

l/3 l/3 l/3

8-27 图示结构,梁BD为刚体,杆1与杆2用同一种材料制成,横截面面积均为A=300 mm2,许用应力[σ]=160

MPa,载荷F=50 kN,试校核杆的强度。

l 2 1 a a

B C D

F

8-30 图示桁架,杆1、杆2与个杆3分别用铸铁、铜与钢制成, 许用应力分别为[σ1] =80 MPa,[σ2] =60 MPa,[σ3] =120 MPa,

2 3 弹性模量分别为E1=160 GPa,E2=100 GPa,E3=200 GPa。若载

荷F=160 kN,A1=A2 =2A3,试确定各杆的横截面面积。 300 1 C

8-31 图示木榫接头,F=50 kN,试求接头的剪切与挤压应力。

40 100 F

100 100

100 F

1000 F F F

8-32 图示摇臂,承受载荷F1与F2作用,试确定轴销B的直径d。已知载荷F1=50 kN,F2=35.4 kN,许用切

应力[τ] =100 MPa,许用挤压应力[σbs] =240 MPa。 A F1 FB D-D 40 80

D d 045 0 B C 45

6 10 6 F2

D .

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8-33 图示接头,承受轴向载荷F作用,试校核接头的强度。已知:载荷F=80 kN,板宽b=80 mm,板厚δ=10 mm,铆钉直径d=16 mm,许用应力[σ]=160 MPa,许用切应力[τ] =120 MPa,许用挤压应力[σbs] =340 MPa。板件与铆钉的材料相等。

b

F F

δ

δ

F F d

9-1 试求图示各轴的扭矩,并指出最大扭矩值。

a a a a

500 500 500 300 300 300

M M 2M M (a) (b)

2kNm 1kNm 1kNm 2kNm 1kNm 2kNm 3kNm

(c)

(d) 9-2 试画题9-1所示各轴的扭矩图。 解:

9-4 某传动轴,转速n=300 r/min(转/分),轮1为主动轮,输入的功率P1=50 kW,轮2、轮3与轮4为从动

轮,输出功率分别为P2=10 kW,P3=P4=20 kW。 (1) 试画轴的扭矩图,并求轴的最大扭矩。

(2) 若将轮1与论3的位置对调,轴的最大扭矩变为何值,对轴的受力是否有利。 P2 P1 P3 P4

2 1 3 4

800 800 800

9-8 图示空心圆截面轴,外径D=40 mm,内径d=20 mm,扭矩T=1 kNm,试计算A点处(ρA=15 mm)的扭转切应力τA,以及横截面上的最大与最小扭转切应力。 ρA A

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