材料力学习题答案1VIP专享VIP免费

材料力学习题答案12.1试求图各杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力，并作轴力图。解：(a)，，(b)，，(c)，，轴力图如题2.1图(a)、(b)、(c)所示。2.2作用于图示零件上的拉力F=38kN，试问零件内最大拉应力发生在哪个截面上?并求其值。解截面1-1的面积为截面2-2的面积为因为1-1截面和2-2截面的轴力大小都为F，1-1截面面积比2-2截面面积小，故最大拉应力在截面1-1上，其数值为：12.9冷镦机的曲柄滑块机构如图所示。镦压工件时连杆接近水平位置，承受的镦压力F=1100kN。连杆截面是矩形截面，高度与宽度之比为。材料为45钢，许用应力，试确定截面尺寸h及b。解连杆内的轴力等于镦压力F，所以连杆内正应力为。根据强度条件，应有，将代入上式，解得由，得所以，截面尺寸应为，。2.12在图示简易吊车中，BC为钢杆，AB为木杆。木杆AB的横截面面积，许用应力；钢杆BC的横截面面积，许用拉应力。试求许可吊重F。解B铰链的受力图如图(b)所示，平衡条件为，（1），（2）解（1）、（2）式，得，(３)(1)按照钢杆的强度要求确定许可吊重2钢杆的强度条件为：由上式和(３)式可得(2)按木杆的强度要求确定许可吊重木杆的强度条件为：由上式和(３)式可得比较上述求得的两种许可吊重值，可以确定吊车的许可吊重为。2.14某铣床工作台进给油缸如图(a)所示，缸内工作油压，油缸内径D=75mm，活塞杆直径d=18mm。已知活塞杆材料的许用应力，试校核活塞杆的强度。解活塞杆的受力图(b)所示，由平衡条件可得其承受的拉力为：活塞杆的应力：与许用应力比较可知，活塞杆可以安全工作。2.18变截面直杆的受力如图(a)所示。已知：，，。求杆的总伸长。解杆的轴力图如图(b)所示，各段的伸长分别为：3，则总的伸长为2.20设图(a)中CG杆为刚体(即CG杆的弯曲变形可以忽略)，BC杆为铜杆，DG杆为钢杆，两杆的横截面面积分别为和，弹性模量分别为和。如要求CG杆始终保持水平位置，试求。解CG杆的受力图如图(b)所示，其平衡条件为，①，②由拉压胡克定律得二杆的轴向变形为：，欲使CG杆始终保持水平状态，必须，即③联立①、②、③式，解得：。2.43在图(a)所示结构中，假设AC梁为刚杆，杆1、2、3的横截面面积相等，材料相同。试求三杆的轴力。解杆ABC的受力图如图(b)所示，平衡条件为：，①，②变形的几何关系如图(b)所示，变形协调方程为4③利用胡克定律将③式变为④联立①、②、④式，解得，，2.44如图(a)所示刚杆AB悬挂于1、2两杆上，杆1的横截面面积为60，杆2为120，且两杆材料相同。若F=6kN，试求两杆的轴力及支座A的反力。解杆1、2的受力图如图(b)所示，这是个一次超静定问题，可利用的平衡方程只有一个。，①变形协调方程为：②解①、②式，得，由平衡条件：，得：。2.58图示凸缘联轴节传递的力偶矩为=200N·m，凸缘之间用四只螺栓连接，螺栓内径，对称地分布在的圆周上。如螺栓的剪切许用应力，试校核螺栓的剪切强度。解假设每只螺栓所承受的剪力相同，都为。四个螺栓所受剪力对联轴节5轴线的力矩之和与联轴节所传递的力偶矩平衡，所以有：因此，每只螺栓所承受的剪力为：每只螺栓内的切应力为：所以，螺栓能安全工作。2.59一螺栓将拉杆与厚为8mm的两块盖板相连接。各零件材料相同，许用应力为，，。若拉杆的厚度δ=15mm，拉力F=120kN，试设计螺栓直径d及拉杆宽度b。解(1)按拉伸强度要求设计拉杆的宽度拉杆的轴力，其强度条件为：解上式，得(2)按剪切强度要求设计螺栓的直径螺栓所承受的剪力为，应满足剪切强度条件为：解上式，得(3)按挤压强度要求设计螺栓的直径①拉杆挤压强度条件为：解上式，得6②盖板的挤压强度条件为：解上式，得比较以上三种结果，取d=50mm，b=100mm。3.1作图示各杆的扭矩图。解图(a)，分别沿1-1、2-2截面将杆截开，受力图如图(a1)所示。应用平衡条件可分别求得：，根据杆各段扭矩值，作出的扭矩图如图(a2)所示。用同样的方法，可作题图(b)、(c)所示杆的扭矩图，如图(b1)、(c1)所示。3.8阶梯形圆轴直径分别为d1=40mm，d2=70mm，轴上装有三个皮带轮，如图(a)所示。已知由轮3输入的功率为P3=30kW，轮1输出的功率为P1=13kW，轴作匀速转动，转速n=200r/min，材料的剪切许用应力，G=80GPa，许用扭转角。试校核轴...