工程力学第4 版材料力学 答案 第二章 习题 参 考 答 案 2 -1 解: 2 -2 解: 2 -3 解: 2 -4 解: 2 -5 解: 2 -6 解: 所以都满足 2 -7 解: 2 -8 解: : 2 -9 解: 第三章 习题 参考答案 3.1 据截面沿指定截面i-i (i=123)将杆截为两段,考虑任一段的平衡即可得该指定截面上的扭矩,例如题b: (1)1-1 截面 由 =0,1+2-=0 得=1+2=3kN.m (方向如图所示,为负扭矩) (2)2-2 截面 由 =0,1+2-6+=0 得=6-2-1=3kN.m (方向如图所示,为正扭矩) (3)3-3 截面 由 =0,=0 由以上各扭矩的计算式可知,轴内任一横截面的扭矩,在数值上就等于该截面一侧各外力偶矩值的代数和;而扭矩的方向则与截面任一侧合外力偶的方向 规则可迅速求得任一截面的扭矩,而无须将轴截开。剧此规则可得a 各截面的扭矩: =3kN.m , ==-2kN.m 3-2 解: (a) =2, (b) =4 3-3 解: (a) =600N.m ,(b) =400N.m 3-4 解: =-130N.m , =170 N.m ,=70N.m =5.3 MPa , =2.05 MPa , =2.85MPa 3-5 解: 3-6 解: (1)各段轴横截面的扭矩: AB 段 (负扭矩) BC 段 (为负扭矩) (2) 最大剪应力计算: 因两段轴扭矩不同,所以应分别计算每段轴内横截面的最大剪应力值,然后加以比较找到最大减应力值。 AB 段 BC 段 比较得最大剪应力发生在BC 段,其数值为 (3)最大相对扭转角 因轴内各截面扭矩方向都一致,所以最大相对扭转角即为整个轴长的总扭转角。在使用扭转角公式时,注意到该式的使用 条件必须是对应于所算转角的长度段内,、、T 为常数。故分别计算两段轴的扭转角,然后相加即得最大相对扭转角。 +0.0213 弧度=1.22 度 3-7 解: 轴的直径由强度条件确定,。 3-8 解: (1)外力偶矩的计算 (2) 两轴各截面传递的扭矩 (3) 实心轴所需直径由得 选d=45m m . (4) 空心轴的外、内选择 由得 选 所以。 3-9 解: AB 轴 水平轴H 垂直轴 V 3-10 解:提示 设扭矩为 T,分别列出实心轴及空心轴截面上的最大剪应力、的计算式,然后将其代入条件式 即可求出 D. D=286m m 3-11 解: 3-12 解: 3-13 解: 由可求,取d=80mm 3-14 解:,强度足够。 3-15 解: ,重量比 3-16 解: ,强度足够。 3-17 解: (1)钻杆上单位长度所受的阻力矩 T 总的阻力偶矩 而 单位长度钻杆上的阻力矩 (2)钻杆的扭矩...