40kN30kN20kNFFFFF4F图
1-1aaa22222222FFFF2F2F2F2F2F2FqFa图1-211111111a b c d 《材料力学》课后作业 1、 试作图示各杆的轴力图。 2、 求图示各杆11和22横截面上的轴力并作轴力图。 答案FNFNFNFNNFNFNFN2 d2 c02 b a21212121 3、 求图示阶梯状直杆横截面11、22和33上的轴力并作轴力图。如横截面面积21mm200A22mm300A23mm400A求各横截面上的应力。 答案MPa25kN10MPa3.33kN10MPa100kN20332211NNN 4、 图示一混合屋架结构的计算简图。屋架的上弦用钢筋混凝土制成。下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成其截面均为两个875的等边角钢。已知屋面承受集度为kN/m20q的竖直均布荷载。求拉杆AE和EG横截面上的应力。 答案1-4MPa8.154MPa1.159EGAE aaa33221120kN20kN10kN图1-34.37m9m4.37m1.2m1mqABCDFEG图1-45、一根等直杆受力如图所示。已知杆的横截面面积A和材料的弹性模量E。试作轴力图并求端点D的位移。 答案EAFlD3 6、 一木柱受力如图所示。柱的横截面为边长mm200的正方形材料可认为符合胡克定律其弹性模量GPa100E。如不计柱的自重试求下列各项 1作轴力图 2各段柱横截面上的应力 3各段柱的纵向线应变 4柱的总变形。 答案mm35.1 41065.01025.0 3MPa5.6MPa5.2 2kN260 13CB3ACCBlNACCB最大压力 ll/3l/3ABCDF2F2F图1-91.5m3mACB100kN160kN图1-107、
简易起重设备的计算简图如图所示。已知斜杆AB用两根不等边角钢44063组成。如钢的许用应力MPa170问这个起重设备在提起重量为kN15W的重物时斜杆AB是否满足强度条件 答案MPa74AB 8、 一结构受力如图所示杆件AB、AD均由两根等边角钢组成。已知材料的许用应力MPa170试选择AB、AD杆的截面型号。 答案6802 101002 杆杆ADAB 30°CABFW图1-17BC30°AD2m300kN/m图1-189、1刚性梁AB用两根钢杆AC、BD悬挂着受力如图所示。已知钢杆AC和BD的直径分别为mm251d和mm182d钢的许用应力MPa170弹性模量GPa210E试校核钢杆的强度并计算钢杆的变形ACl、DBl及A、B两点的竖直位移A、B。 2若荷载kN100F作用于A点处求F点的竖直位移F。 答案mm56.1mm62.1MPa131MPa136BDACBDACll 10、 图示支架承受载荷kN10F1、2、3各杆由同一种材料制成其横截面面积分别为21mm100A22mm150A和23mm200A。试求各杆的轴力。 答案kN54.11kN68.2kN46.8321NNN 图
1-192.5m100kN1.5m3mCABD30°图1-22F30°lBCDA11、 刚性杆AB的左端较支两根长度相等、横截面面积相同的钢杆CD和EF使该刚性杆处于水平位置如图所示。如已知kN50F两根钢杆的横截面面积2mm1000A求这两杆的轴力和应力。 答案MPa60kN60MPa30kN30EFEFCDCDNN 12、图示刚性梁受均布荷载作用梁在A端交支在B点和C点由两根钢杆BD
和CE支承。已知钢杆BD和CE的横截面面积22mm200A和21mm400A钢的许用应力MPa170试校核钢杆的强度。 答案MPa161MPa96BDCE aaaADFCE12BF图
1-231.8ll1m2mACEBD30kN/m12图1-2413、 设计图示拉杆的尺寸d、D和h。已知F50kN拉杆材料的许用应力分别为MPa100MPa240bs MPa120。 答案
d≥23mmh≥6.92mmD≥28.2mm 14、图示正方形截面的混凝土柱其横截面边长为200mm浇注在混凝土基础上。基础分两层每层厚为t 上层基础为边长a300mm的正方形混凝土板。下层基础为边长b800mm的正方形混凝土板。柱承受轴向压力F200kN假定地基对混凝土板的反力均匀分布混凝土的许用剪应力MPa5.1试计算为使基础不被剪坏所需的厚度t值。 答案t95.5mm t a t b F F q t t D d F h 15、板用4只铆钉连接设钢板与铆钉材料相同。它的许用拉应力MPa175许用剪应力MPa140许用挤压应力MPa320bs钢板厚度t1cm宽度b8.5cm铆钉直径d1.6cm拉力P110kN。试校核铆接部分的强度假设各铆钉受力相等 答案MPa137MPa172bsMPa159max 16、出下列各圆轴的扭矩图并求出Tmax的值。 答案Tmax4kN.m Tmax3kN.m P P t t P 4p4p4p4pb A B C D 4.5kN.m 2kN.m 2kN.m 2kN.m 1kN.m 3kN.m . B C A 17、一传动轴作每分钟200转的匀速转动轴上装有五个轮子主动轮2输入功率为60kW从动轮1345分别输出的功率为18kW 12kW 22kW和
8kW。试画其扭矩图. 18、轴转速n 250r/min主动轮B输入功率为PB 7kW从动轮A、C、D分别输出的功率为PA 3kW PC 2.5kW PD 1.5kW。试画其扭矩图指出Tmax的值并分析图示载荷分布是否最合理 答案Tmax153N.m A B C D C 1 2 3 4 5 19、 圆轴扭转时mA3kN.m mB1kN.m mC2kN.m试求1轴AB Ⅰ-Ⅰ截面上离圆心距离20㎜各点的剪应力并图示a、b两点剪应力的方向2Ⅰ-Ⅰ截面的最大剪应力3AB轴的最大剪应力。 答案τ197.8MPa τ1max122MPa τmax 239MPa 20、轴的外径D100㎜内径d80㎜许用剪应力τ55 MPa转速n 300r/min试按扭转强度确定空心轴能传递的功率。并分析当转速升高为600 r/min时能传递的功率如何变化。 答案功率P1200kw P2200kw ?0?350 ?0?340 A B C D a?6?1 b?6?1 I I I-I O 21、全联轴器图a籍套筒和销将二轴联成一体。为了保证轴及其它构件的安全要求载荷m超过轴的许可值30时销即剪断。设轴径d40mmτ40MPa 销的材料剪切强度极限τb 200MPa 试确定销的直径d1不考虑销孔对轴的削弱。 答案d1≤8.6mm 22、量扭转角的装置如图示试件扭转时装置的BC臂随试件相对臂AD发生相对转动百分表的指针产生偏转。设L100㎜d10㎜ h100㎜ 当外力偶矩m2N.m时百分表读数为S0.25㎜ 。试计算试件材料的剪切弹性模量G。 答案G 81.53GPa 轴 套筒 安全销 m m d 1da b m m 23、试确定如图所示圆轴的直径。 已知m1400N.m m2600N.m G80 GPa τ40