工程力学(一)习题集及部分解答指导 下载本文

图16-7

解题提示:先求出梁上最大弯矩(B处)的大小为2F。再由强度条件求出最大许用载荷。 16-7、工字钢外伸梁,梁长5m,外伸端长为1m,在外伸端作用集中载荷F=20kN,已知[?]=150MPa,[?]=90MPa。试选择合适的工字钢型号。

解题提示:先由强度条件计算工字钢应具备的最小的抗弯截面系数,由此选择工字钢的型号,最后由最大切应力来校核所选工字钢是否满足要求。

16-8、悬臂梁梁长为l,全梁上受均布载荷q作用,EIz为常量,用积分法求梁自由端的转角和挠度(l、q、EIz)。

16-9、用叠加法求图16-8所示梁指定截面C的转角和挠度。EIz为常量,M、F、l均为已知。

图16-8

16-10、圆形截面简支梁,已知梁长l=300mm,其直径d=30mm,在距支座50mm处受集中力1.8kN,材料的E=200GPa。若集中力作用处的许可挠度[y]=0.05mm,试校核其刚度。

解题提示

16-11、32a工字钢简支梁,中点受集中力F=20kN的作用,梁长l=8.76m,E=210GPa,[y]=l/500,试校核其刚度。

解题提示:查表得该简支梁刚度公式,再带值求解,得刚度满足要求。

16-12、工字钢悬臂梁,梁长2m,其中点至自由端受均布载荷q=15kN/m,材料的E=200GPa,[?]=160MPa,[y]=4mm。试选择工字钢的型号。

解题提示:先由梁的强度条件选择工字钢的型号为16a,再由刚度条件校核不满足,最后由刚度条件选择工字钢的型号为22a。

第十六章习题参考答案

一、判断题

16-1(对)、16-2(对)、16-3(错)、16-4(错)

二、单项选择题

16-1(C)、16-2(B)、16-3(D)

三、应用题

16-1 8.7MPa16-2 39mm

16-3 正方形a≥104mm 长方形 h≥131.1mm 正方形面积大 16-4 梁的强度不够 16-5 略 16-6 20kN

16-7 16号工字钢

16-8 ? = ql3/(6EIz) y =- ql4/(8EIz)

16-9 1) ? = -Ml/(2EIz) y =- Ml2/(8EIz) 2) ? = Fl2/(30EIz) y = 2Fl3/(375EIz) 16-10 梁的刚度满足 16-11 梁的刚度满足 16-12 22a工字钢

第十八章 组合变形的强度计算

一、判断题

18-1、用叠加法处理组合变形问题,叠加法就是简单的代数加减。 ( ) 18-2、脆性材料受拉弯组合变形时,只须计算最大拉应力强度即可。 ( )

二、单项选择题

18-1、如图18-1所示,曲杆ABCD受力F。则 AB段产生了( )。

A、拉弯组合变形

A B B、压弯组合变形 C C、弯扭组合变形

D、拉弯扭组合变形 图18-1 18-2、脆性截面的杆件产生压弯组合变形时,其强度计算是( )

A、按杆件弯曲应力计算 B、按杆件的最大压应力进行强度计算

C、按杆件的最大拉应力进行强度计算

D、需同时按杆件的最大压应力和最大拉应力进行强度计算

D F

三、应用题

18-1、夹具(如图18-2)的最大夹紧力F=5kN,偏心距e=100mm,b=10mm,材料的许用应力[?]=80MPa,求夹具立柱的尺寸h。

解题提示

夹具立柱承受拉弯组合变形, 可由拉弯组合变形强度条件设计h。

图18-2

18-2、图18-3所示的钻床立柱由铸铁制成, 直径d=130mm,e=400mm,材料的许用拉 应力[?l]=300MPa,试求许用压力[F]。

解题提示

如同上题,钻床承受拉弯组合变形, 可由拉弯组合变形强度条件来求许用压力。

图18-3

18-3、图18-4所示简支梁截面为22a工字钢。已知F=100kN,l=1.2m,材料的许用应力[?]=160MPa,试校核梁的强度。

图18-4 解题提示:由受力图可知简支梁受压弯组合变形,故按压弯组合变形强度条件校核梁即可。

18-4*、图18-5所示起重构架,梁ACD 由两根槽钢组成。已知a=3m,b=1m, G=30kN,杆材料的许用应力[?]=140MPa。 试选择槽钢型号。

解题提示

由受力可知梁ACD,AC段为拉压组合

变形。由弯曲变形先选择槽钢型号。 图18-5 18-5*、图18-6所示绞车最大载物的重力 W=0.8kN,鼓轮的直径D=380mm,绞车 轴材料的许用应力[?]=80MPa。试用第三 强度理论确定绞车轴直径d。

解题提示

由受力可知绞车轴承受弯扭组合变形。先计算最大的扭矩和最大的弯矩(皆在轴的中点位置),再带入第三强度理论

公式,求处轴的直径。 图18-6

18-6*、图18-7所示折杆的AB段为圆截面, AB⊥BC,已知AB杆直径d=100mm,材料的许用应力[?]=80MPa。试按第三强度理论确定许用载荷[F]。

解题提示

由受力可知折杆AB段承受弯扭组合变形。且最大弯矩和最大扭矩皆在A点,求出两个量

后带入第三强度理论公式,求出许用载荷[F]。 图18-7