解题思路:略 答案:(a)?FS?max=3qa/4 ,?M?max=qa2/4 ; (b)?FS?max=qa ,?M?max=qa2 ; (d)?FS?max=3Me/2l ,?M?max=Me ; (e)?FS?max=5qa/3 ,?M?max=8qa2/9 ; (f)?FS?max=qa ,?M?max=qa2 ; (g)?FS?max=FP ,?M?max=3FPa ; (h)?FS?max=5ql/8 ,?M?max=3ql2/16 ; (k)?FS?max=3qa/2 ,?M?max=qa2 ; (l)?FS?max=qa ,?M?max=qa2/2; (m)?FS?max=5qa/3 ,?M?max=25qa2/18 ;
6-15图示起重机横梁AB承受的最大吊重FP=12kN,试绘出横梁AB的内力图。
解题思路:
(1)分析AB梁的受力,知AB梁发生轴向压缩和弯曲的组合变形; (2)将外力分解为与杆轴重合的分量和与杆轴垂直的分量; (3)由与杆轴重合的外力分量作出轴力图; (4)由与杆轴垂直的外力分量作出弯矩图。 答案:?MCB?max=12kN.m,FNAC=FNCA=24kN
6-16图示处于水平位置的操纵手柄,在自由端C处受到一铅垂向下的集中力Fp作用。试画出AB段的内力图。
解题思路:
(1)把荷载平移至B点,分析AB杆的受力,知其为弯曲与扭转的组合变形; (2)在集中力的单独作用下,作出杆的弯矩图; (3)在附加力偶的单独作用下,作出杆的扭矩图。 答案:TAB=TBA =FPa,MAB=FP l
第七章
7-1图示阶梯形圆截面杆,承受轴向荷载F1=50kN与F2的作用,AB与BC段的直径分别为d1=20mm与d2=30mm,如欲使AB与BC段横截面上的正应力相同,试求荷载F2之值。
解题思路:
(1)分段用截面法求轴力并画轴力图; (2)由式(7-1)求AB、BC两段的应力; (3)令AB、BC两段的应力相等,求出F2。 答案:F2=62.5kN
7-5变截面直杆如图所示。已知A1=8cm2,A2=4cm2,E=200GPa 。求杆的总伸长量。
解题思路:
(1)画轴力图;
(2)由式(7-11)求杆的总伸长量。 答案:?l=0.075mm
7-8结构中,AB为刚性杆,CD为由三号钢制造的斜拉杆。已知FP1=5kN ,FP2=10kN ,l=1m ,杆CD的截面积A=100mm2 ,钢的弹性模量E=200GPa 。试求杆CD的轴向变形和刚杆AB在端点B的铅垂位移。
解题思路:
(1)画杆ACB的受力图,求杆CD的受力; (2)由式(7-9)求杆CD的伸长量;
(3)画杆ACB的变形关系图,注意到杆ACB只能绕A点转动,杆CD可伸长并转动; (4)由变形关系图求B的铅垂位移。 答案:?lCD=2mm ,?By=5.65mm
7-10一木柱受力如图所示。柱的横截面为边长200mm的正方形,材料可认为符合胡克定
律,其弹性模量E=10GPa。如不计柱的自重,试求: (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。
解题思路:
(1)分段用截面法求轴力并画轴力图; (2)由式(7-1)求杆横截面的应力;
(3)由式(7-6)和(7-9)求各段柱的纵向线应变; (4)由式(7-11)求柱的总变形量。
答案:?AC =-2.5MPa,?CB =-6.5MPa;?lAB=-1.35mm
7-12图示的杆系结构中杆1、2为木制,杆3、4为钢制。已知各杆的横截面面积和许用应
力如下:杆1、2为A1=A2=4000 mm2 ,?? ?w =20 MPa ,杆3、4为A1=A2=4000 mm2 ,?? ?s =120 MPa 。试求许可荷载?Fp?值。
解题思路:
(1)由整体平衡条件,求4杆的轴力;
(2)分别以C、B铰为研究对象,求1、2、3杆的轴力; (3)由式(7-15)分别求各杆的许可荷载;
(4)选各杆许可荷载中的最小值即为许可荷载值。 答案:?FP?=57.6kN
7-14一结构受力如图所示,杆件AB、AD均由两根等边角钢组成。 已知材料的许用应力
?? ?=170MPa,试选择杆AB、AD的角钢型号。