工程力学习题集 下载本文

解题思路:

(1)K点处于中性层上,是纯剪切应力状态; (2)确定K点所在截面的剪力;

(3)画出表示K点纯剪切应力状态的单元体,正确表示切应力的方向和主应力的方位; (4)由式(12-17)写出该纯剪切应力状态的切应力,并写出三个主应力; (5)利用所测得的应变值,由广义胡克定律(10-11)解出此时梁承受的荷载FP。 答案:FP?125.6kN

第十三章

13-1写出图示各梁的边界条件。在图(a)中BC杆的拉压刚度为EA;在图(b)中支座B

的弹簧刚度为k(N/m)。

解题思路:

(1)A支座是固定铰链支座;

(2)图a的B处的挠度等于BC杆的伸长量;

(3)图b的B处的挠度等于B弹簧支座的弹簧压缩量。 答案:略

13-4(a)、(c)试用叠加法求图示梁A截面的挠度和B截面的转角。EI为已知常数。

解题思路:

(1)把作用在梁上的荷载分解;

(2)利用梁的变形表13-1计算每种荷载作用下A截面的挠度和B截面的转角,然后把对

应截面的变形叠加;

(3)图(a)也可应用逐段刚化法求解。

7ql4ql3(?),?B??答案: (a)wA??(逆时针)

384EI12EIql3 (c)wA?0,?B?(顺时针)

72EI

13-11如图所示的两梁相互垂直,并在中点相互接触。设两梁材料及长度均相同,而截面的

惯性矩分别为I1和I2,试求两梁所受荷载之比及梁内最大弯矩之比。

解题思路:

(1)一次超静定问题;

(2)两梁在中点相互接触力是作用力与反作用力; (3)分别计算两梁中点截面的挠度,且两者相等。 答案:

F1M1maxI??1 F2M2maxI2

13-12一长为l的悬臂梁AB,A端固定,B端自由,在其中点处经一滚柱由下面的另一悬臂

梁CD实行弹性加固。已知梁AB的弯曲刚度为EI,梁CD的弯曲刚度为2EI,今在B点处作用一垂直于AB梁的集中力F。试求两梁经过滚柱所传递的压力。

解题思路:

(1)一次超静定问题;

(2)两梁经过滚柱所传递的压力大小相等、方向相反; (3)AB梁中点截面的挠度等于CD梁D截面的挠度。 答案:FD?5F 3

13-13受有均布荷载q的钢梁AB,A端固定,B端用钢拉杆BC系住。已知钢梁AB的弯曲

刚度EI和拉杆BC的拉伸刚度EA及尺寸h、l,求拉杆的内力。

解题思路:

(1)一次超静定问题;

(2)选择悬臂梁为基本静定系;

(3)悬臂梁在均布荷载q和BC杆的拉力作用下在B处的挠度等于BC杆的伸长量。

3Aql4答案:FN?

38(Al?3hI)

第十四章

14-4试分别求出图示不等截面杆的绝对值最大的正应力,并作比较。

解题思路:

(1)图(a)下部属偏心压缩,按式(14-2)计算其绝对值最大的正应力,要正确计算式中

的弯曲截面系数;

(2)图(b)是轴向压缩,按式(7-1)计算其最大正应力值;

(3)图(a)中部属偏心压缩,按式(14-2)计算其绝对值最大的正应力,要正确计算式中

的弯曲截面系数。 答案:(?)a?4FF8F(?)?(?)?,, bc222a3aa

14-6某厂房一矩形截面的柱子受轴向压力F1和偏心荷载F2作用。已知F1?100kN,

(1)求柱内的最F2?45kN,偏心距e?200mm,截面尺寸b?180mm,h?300mm。

大拉、压应力;(2)如要求截面内不出现拉应力,且截面尺寸b保持不变,此时h应为多少?柱内的最大压应力为多大?

解题思路:

(1)立柱发生偏心压缩变形(压弯组合变形); (2)计算立柱I-I截面上的内力(轴力和弯矩);

(3)按式(14-2)计算立柱截面上的最大拉应力和最大压应力,要正确计算式中的弯曲截

面系数;

(4)将b视为未知数,令立柱截面上的最大拉应力等于零,求解b并计算此时的最大压应

力。 答案:(1)?tmax?0.648MPa,?cmax?6.018MPa