工程力學(xué)課后部分習(xí)題講解

.錯(cuò)誤！鏈接無效。A2=400cm2。試畫其軸力圖,并求：1各段橫截面上的應(yīng)力；2絕對(duì)變形l。解題提示：圖8-4分段求出應(yīng)力和應(yīng)變,再由l=l1+l2求得圖8-48-6、如圖8-6所示零件受力F=40kN,其尺寸如圖所示。試求最大應(yīng)力。圖圖8-68-8、如圖8-8所示,在圓截面桿上銑去一槽。已知F=10kN,d=45mm,槽寬為d/4。試求桿橫截面上的最大正應(yīng)力及其所在位置。圖8圖8-8解題提示：圖12-3圖12-3置就是圖示A-A截面,在應(yīng)力公式求解即可。8-10、一板狀試件如圖8-10所示,在其表面貼上縱向和橫向的電阻應(yīng)變片來測(cè)量試件的應(yīng)變。已知b=4mm,h=30mm,當(dāng)施加3kN的拉力時(shí)測(cè)得試件的縱向線應(yīng)變1=120×10-6。橫向線應(yīng)變2=-38×10-6。求試件材料的彈性模量E和泊松比。解題提示：泊松比可由橫向和縱向應(yīng)變比值得到；彈性模量則可由虎克定律求得。圖圖8-108-13、蒸汽機(jī)汽缸如圖8-13所示,已知D=350mm,聯(lián)接汽缸和汽缸蓋的螺栓直徑d=20mm,如蒸汽機(jī)壓力p=1MPa,螺栓材料的許用應(yīng)力[]=40MPa,試求所需螺栓的個(gè)數(shù)。圖12-圖12-78-14、某懸臂吊車如圖8-14所示,最大起重載荷G=20kN,AB桿為Q235圓鋼,許用應(yīng)力[]=120MPa。試設(shè)計(jì)AB桿的直徑。解題提示：由拉壓強(qiáng)度條件解決截面設(shè)計(jì)問題。圖圖8-148-17、三角架結(jié)構(gòu)如圖8-17所示,AB桿為鋼桿,其橫截面面積A1=600mm2,許用應(yīng)力[]G=140MPa；BC桿為木桿,其橫截面面積A2=3×104mm2,許用應(yīng)力[]M=3.5MPa,試求許用載荷[F解題提示：由B點(diǎn)受力可得F、FBA、FBC之間的關(guān)系,在由FN≤A可得[FBA][FBC]。圖8-208-20、如圖8圖8-20解：該問題為靜不定問題。8-23、圖8-23所示切料裝置用刀刃把切料模中12mm的棒料的抗剪強(qiáng)度圖8-23b圖8-23解題提示：切斷的條件：圖8-248-24、圖8-24所示螺栓受拉力F作用,已知材料的許用切應(yīng)力[]和許用拉應(yīng)力[]之間的關(guān)系為[]=0.6[]。試求螺栓直徑d圖8-24解題提示：由拉伸強(qiáng)度條件：由剪切強(qiáng)度條件：合理比例應(yīng)F1=F2圖8-258-25、壓力機(jī)最大許可載荷F=600kN。為防止過載而采用環(huán)式保險(xiǎn)器〔圖8-25,過載時(shí)保險(xiǎn)器先被剪斷。已知D=50mm,材料的抗剪強(qiáng)度b圖8-25解題提示由剪斷條件：第八章拉伸〔壓縮、剪切與擠壓的強(qiáng)度計(jì)算參考答案習(xí)題：8-2=203.82MPa=1×10-38-3L8-41=-3MPa2=-5.33MPal=-2.574mm8-671.43MPa8-89.23MPa8-10E=208.33GPa=0.328-138個(gè)8-1425mm8-1784kN8-204F/3-58-2336.2MPa8-242.48-2519.1mm第九章圓軸的扭轉(zhuǎn)P203-P205習(xí)題：9-1、作出圖9-1所示各軸的扭矩圖。圖9-1解題提示：根據(jù)截面法求出各軸段上的扭矩值,而后再作出扭矩圖如下。9-2、某傳動(dòng)軸〔圖9-2轉(zhuǎn)速n=400r/min,主動(dòng)輪2的輸入功率為60kW,從動(dòng)輪1、3、4和5的輸入功率分別為18kW,12kW,22kW,8kW。試畫出該軸的扭矩圖。圖9-2解題提示：根據(jù)外力偶矩的公式先求出各輪所承受扭矩值,再由截面法求出各軸段上的扭矩值,而后作出扭矩圖如下。9-3、階梯軸AB如圖9-3所示。AC段d1=40mm,BC段直徑為d2=70mm,B輪輸入功率PB=35kW,A輪的輸出功率PA=15kW,軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速n=200r/min,G=80GPa,[]=60MPa,軸的[]=2°/m。試校核軸的強(qiáng)度和剛度。解題提示：根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和剛度條件,帶公式計(jì)算。圖14-39-4、實(shí)心軸和空心軸通過牙嵌離合器連在一起如圖9-4所示。已知軸的轉(zhuǎn)速n=100r/min,傳遞的功率P=7.5kW,試選擇實(shí)心軸的直徑d1和內(nèi)外直徑比為1/2的空心軸外徑D2。圖9-4解題提示：根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和剛度條件,確定軸的截面尺寸公式：圖9-79-7、船用推進(jìn)軸如圖9-7所示,一端是實(shí)心的,其直徑d1=28cm；另一端是空心軸,其內(nèi)徑d=14.8cm,外徑D=29.6cm圖9-7解題提示：根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算軸所能承受的最大扭矩,即為外力偶矩。9-10、齒輪變速箱第Ⅱ軸如圖9-10所示。軸所傳遞的功率P=5.5kW,轉(zhuǎn)速n=260r/min,[]=40MPa,試按強(qiáng)度條件初步設(shè)計(jì)軸的直徑。圖圖9-10解題提示：根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和剛度條件,確定軸的截面尺寸公式：9-13、如圖9-13所示橋式起重機(jī),若傳動(dòng)軸傳遞的力偶矩M=1.08kN·m,材料的[]=40MPa,G=80GPa,[]=0.5°/m,試設(shè)計(jì)軸的直徑。圖圖9-13解題提示：由軸的強(qiáng)度和剛度條件設(shè)計(jì)截面尺寸的公式計(jì)算,結(jié)果選大的直徑。第九章圓軸的扭轉(zhuǎn)習(xí)題參考答案習(xí)題：9-3強(qiáng)度和剛度滿足條件9-4d≥56mm,D≥58mm9-7約216kN·m9-1033mm9-1363mm第十五章直梁的彎曲P230-P234習(xí)題：10-2、作出圖10-2所示各梁的剪力圖和彎矩圖,q、F、a、l已知。圖10-2解題提示由FQ和M圖特征表易畫出以上各梁的內(nèi)力圖：圖1圖10-3圖10-310-3、已知懸臂梁如圖10-圖1圖10-3圖10-3解題提示由FQ圖特征將梁分成三段,前兩段的端部受集中力作用,最后一段受均布載荷作用,圖為10-4、已知梁的彎矩圖如圖10-4所示,試作梁的載荷圖和剪力圖。圖10-4解題提示由M圖特征將各梁分段,并分析各段的載荷特點(diǎn),得：ab>c>10-5、試判斷圖10-5中的FQ、M圖是否有錯(cuò),并改正錯(cuò)誤。b>圖10-5解題提示分析圖〔a錯(cuò)誤1：C處,FQ圖應(yīng)無變化；而題圖中卻有突變值。錯(cuò)誤2：C處,M圖應(yīng)有突變值；而題圖中卻無變化。錯(cuò)誤3：AC處,FQ應(yīng)傾斜向上,M圖應(yīng)下凹,即張口應(yīng)向上；而題圖中卻相反。分析圖〔b錯(cuò)誤較嚴(yán)重,故需按FQ、M圖的特點(diǎn)重新繪制。結(jié)果圖形和原圖關(guān)于橫坐標(biāo)對(duì)稱。10-7、圓截面簡(jiǎn)支梁受載如圖10-7所示,試計(jì)算支座B處梁截面上的最大正應(yīng)力。圖10-7解題提示：先求出B處彎矩的大小,再代入=M/Wz求出B處梁截面上的最大正應(yīng)力。10-8、空心管梁受載如圖10-8所示。已知[]=150MPa,管外徑D=60mm。在保證安全的條件下,求內(nèi)徑d的最大值。圖10-8解題提示：先求出梁上最大彎矩的大小,再由梁的強(qiáng)度條件求出內(nèi)徑的值。10-9、簡(jiǎn)支梁受載如圖10-9所示。已知F=150kN,q=10kN/m,l=4m,c=1m,[]=160MPa。試設(shè)計(jì)正方形截面和b/h=1/2的矩形截面,并比較它們的面積的大小。圖10-9解題提示先求出梁上最大彎矩的大小,再由梁的強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)正方形和矩形截面的尺寸。10-11、軋錕軸〔圖10-11直徑D=280mm,跨度長l=1000mm,a=450mm,b=100mm,軋錕軸材料的許用彎曲正應(yīng)力[]=100MPa。求軋錕所能承受的最大允許軋制力。解題提示圖10-1110-12、由工字鋼20b制成的外伸梁〔圖10-12,仔外伸端C處作用集中載荷F,已知材料的許用拉應(yīng)力[]=160MPa,外伸端的長度為2m。求最大許用載荷[F]。圖10-12解題提示先求出梁上最大彎矩〔B處的大小為2F。再由強(qiáng)度條件求出最大許用載荷。10-13、由工字鋼20b制成的外伸梁〔圖10-13,仔外伸端C處作用集中載荷F,已知材料的許用拉應(yīng)力[]=160MPa,外伸端的長度為2m。求最大許用載荷[F]。圖10-13解題提示先求出梁上最大彎矩〔B處的大小為2F。再由強(qiáng)度條件求出最大許用載荷。第十章直梁的彎曲參考答案習(xí)題：10-78.7MPa10-839mm10-9正方形a≥104mm長方形h≥131.1mm正方形面積大10-11907.4KN10-1220kN10-1316號(hào)工字鋼第十二章組合變形的強(qiáng)度計(jì)算P262-P265習(xí)題：12-2、夾具〔如圖12-2的最大夾緊力F=5kN,偏心距e=100mm,b=10mm,材料的許用應(yīng)力[]=80MPa,求夾具立柱的尺寸h。解題提示夾具立柱承受拉彎組合變形,可由拉彎組合變形強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)h。圖12-2圖12-212-8、圖12-8所示折桿的AB段為圓截面,AB⊥BC,已