参考答案
二、计算题:
1.解:以CB为研究对象,建立平衡方程:
?MB(F)?0: 10?1?0.5?FC?2?0
?Fy?0: FB?FC?10?1?0 解得:FB?7.5kN FC?2.5kN
以AC为研究对象,建立平衡方程:
?Fy?0:FAy?FC?0
?MA(F)?0: MA?10?FC?2?0 解得: FAy?2.5kN,MA??5kN?m
2.解:①求支座约束力,作剪力图、弯矩图
?MB(F)?0: 10?2?1?20?3?FD?4?0
?Fy?0: FB?FD?10?2?20?0 解得: FB?30kN FD?10kN
②梁的强度校核:
y1?157.5mm y2?230?157.5?72.5mm
拉应力强度校核:B截面:?tmaxMBy220?103?72.5?10?3???24.1MPa?[?t] ?12Iz60125000?10C截面:?tmaxMCy110?103?157.5?10?3???26.2MPa?[?t] ?12Iz60125000?10MBy120?103?157.5?10?3???52.4MPa?[?c] ?12Iz60125000?10D?M?0 2压应力强度校核(经分析最大压应力在B截面)?cmax所以梁的强度满足要求
3.解:①以整个系统为为研究对象,建立平衡方程得:
;解得:M?Mx(F)?0: Ft??1kN?m (3分)
②求支座约束力,作内力图由题可得:FAy?FBy?1kN FAz?FBz?2.5kN
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222M2?T232(My?Mz)?T③由内力图可判断危险截面在C处?r3???[?] 3W?d232(My?Mz2)?T2?d?3?[?]?5.1mm
4.解:①求支座约束力,作剪力图、弯矩图:
?MA(F)?0: FDy?2?2P?1?P?3?0
15 解得: F?PF?P F?F?2P?P?0F?0:AyDy?yAyDy22
②梁的强度校核拉应力强度校核:C截面:?tmax?MCy20.5Pa?y2??[?t] ?P?24.5kN IzIz?D截面:?tmaxMDy1Pa?y1??[?t] ?P?22.1kN IzIz?MDy2Pa?y2??[?c] IzIz压应力强度校核(经分析最大压应力在D截面):?cmax?P?42.0kN ,所以梁载荷P?22.1kN
5.解:①
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② 由内力图可判断危险截面在A处,该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为
22FNM4F232(F2a)?(Fl1)????2?AW?d?d3 ??T16F1a ?Wp?d3224F232(F2a)?(Fl16F1a21)2??r3???4??(2?)?4()?d?d3?d322 6.解:以CD杆为研究对象,建立平衡方程
?MC(F)?0: 0.8?FAB?0.6?50?0.9?0 解得:FAB?93.75kN
AB杆柔度 :???li?1?1000?100
40/4?2E?2?200?109?p???99.3 6?p200?10?2E?d2?2?200?109??402?10?6由于???p,所以压杆AB属于大柔度杆:Fcr??crA?2???248.1kN
?410024工作安全因数:n?Fcr248.1??2.65?nst;所以AB杆安全 FAB93.757.解:①
②梁的强度校核:
y1?96.4mm y2?250?96.4?153.6mm
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拉应力强度校核:A截面:?tmax?MAy10.8P?y1??[?t] ?P?52.8kN IzIzC截面:?tmax?MCy20.6P?y2??[?t] ?P?44.2kN IzIz?MAy20.8P?y2??[?c] IzIz压应力强度校核(经分析最大压应力在A截面):?cmax?P?132.6kN ; 所以梁载荷P?44.2kN
FN4?700?103T16?6?1038.解:①点在横截面上正应力、切应力; ?? ????89.1MPa;??30.6MPa 23A??0.1WP??0.1 点的应力状态如图:
②由应力状态图可知σx=89.1MPa,σy=0,τx=30.6MPa
????x??y245o???x??y2cos2???xsin2???45o?13.95MPa ??45o?75.15MPa
由广义胡克定律:?③强度校核:?r411(?45o????45o)??(13.95?0.3?75.15)?106??4.2975?10?5 9E200?10??2?3?2?89.12?3?30.62?103.7MPa?[?] ;所以圆轴强度满足要求
9.解:以梁AD为研究对象,建立平衡方程:
解得:FBC?MA(F)?0: FAB?4?20?5?2.5?0
?62.5kN BC杆柔度 :???li?1?4000?200
80/4?2E?2?200?109?p???99.3 6?p200?10由于???p,所以压杆BC属于大柔度杆
?2E?d2?2?200?109??802?10?6Fcr??crA?2???248.1kN
?420024工作安全因数:n?Fcr248.1??3.97?nst;所以柱BC安全 FAB62.510.解:以整个系统为研究对象,建立平衡方程:
?Fx?0: FEx?20?0
?Fy?0: FAy?FEy?60?0
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