西南交大第二材工程力学材料力学部分习题答案.pptx

P153 7-2 试求图示直杆横截面1-1、2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。如横截面面积A=200mm2，试求各横截面上的应力。10kN10kN20kNaaa20kN10kN20kN113322解：第1页/共32页2 工程力学电子教案工程力学电子教案 7-4 在图示结构中，各杆的横截面面积均为3000mm2。力F为100kN。试求各杆横截面上的正应力。BACD3m2m4mF解：假设各杆均被拉伸，对B点作受力分析：BFFBCFAB由分析可知：对C点作受力分析：CFBCFCDFAC由分析可知：第2页/共32页3 工程力学电子教案工程力学电子教案 于是各杆横截面上的正应力为：BACD3m2m4mF第3页/共32页4 工程力学电子教案工程力学电子教案 7-6 结构如图所示，杆件AB，AD均由两根等边角钢组成。已知材料的许用应力s=170MPa，试为AB，AD杆选择等边角钢的型号。解：对DE杆作平衡分析知：假设AB，AC杆均被拉伸，对A点作受力分析：AFAB FADFAC由分析可知：300kN/mBCAD2m30E第4页/共32页5 工程力学电子教案工程力学电子教案 300kN/mBCAD2m30EAAB17.6cm2，AB杆应该选择10010010的等边角钢。AAD8.8cm2，AD杆应该选择80806的等边角钢。第5页/共32页6 工程力学电子教案工程力学电子教案 7-10 一根等截面直杆如图所示，其直径为d=30mm。已知F=20kN，l=0.9m，E=2.1105MPa。作轴力图，并求杆端D的水平位移DD以及B，C两横截面的相对纵向位移DBC。解：首先作出杆件的轴力图。l/3ABCD2F2FFl/3l/3FNFxFF第6页/共32页7 工程力学电子教案工程力学电子教案 从轴力图中可以看出，AB段被拉伸，BC段被压缩，CD段被拉伸。杆端D的水平位移DD为l/3ABCD2F2FFl/3l/3BC段被压缩，于是B，C两横截面的相对纵向位移DBC即为Dl2。第7页/共32页8 工程力学电子教案工程力学电子教案 7-13 试求图示杆系节点B的位移，已知两杆的横截面面积均为A=100mm2，且均为钢杆（sp=200MPa，ss=240MPa，E=2.0105MPa）。解：BD杆的轴力为F，被拉伸，BC杆的轴力为零。BCDF=15kN301mBBB按小位移近似，变形后B点的位置为B点，于是第8页/共32页9 工程力学电子教案工程力学电子教案 7-17 图示杆系中各杆材料相同。已知：三根杆的横截面面积分别为A1=200mm2，A2=300mm2，A3=400mm2，荷载F=40kN。试求各杆横截面上的应力。ABCD4mF3213060解：(1)画受力图，列出独立的平衡方程，并确定超静定次数；两个方程，三个未知数，所以是一次超静定问题。AFFN2FN3FN13060第9页/共32页工程力学电子教案工程力学电子教案 第七章第七章 拉伸和压缩拉伸和压缩10代入变形协调条件，得补充方程(2)画变形关系图，列出变形协调方程；(3)根据胡克定律，由变形协调方程得补充方程；12A3A第10页/共32页工程力学电子教案工程力学电子教案 第七章第七章 拉伸和压缩拉伸和压缩11(4)联立平衡方程和补充方程，解出全部未知力。ABCD4mF321306012A3A第11页/共32页P183 8-1(c)作图示杆的扭矩图，并指出最大扭矩的值及其所在的横截面。ABCD1.5kN.m1kN.m1.5kN.m2kN.m3kN.mE11.50.5+-单位：KN.m3-第12页/共32页P183 8-5 空心钢圆轴的外直径D=80mm，内直径d=62.5mm，外力偶之矩为Me=10N.m，但转向相反。材料的切变模量G=8104MPa。试求：（1）横截面上切应力的分布图；（2）最大切应力和单位长度扭转角。MeMeDd解:(1)(2)AmaxAT第13页/共32页第14页/共32页第15页/共32页第16页/共32页第17页/共32页第18页/共32页P228 9-1 试求图示各梁指定横截面上的剪力和弯矩。ABCF=ql/2ql/4l/2lD112233(c)FBFA解：求得支座约束力(c)第19页/共32页第20页/共32页第21页/共32页P228 9-3 试写出图示各梁的剪力方程和弯矩方程，并作出剪力图和弯矩图。指出最大剪力和最大弯矩的值以及它们各自所在的横截面。4kN/mACB1m2m(d)80kN解：求得支座约束力56kN40kN40kN56kN192kN.mA支座右侧截面C截面FBFA第22页/共32页2kN/mAC1m4mB20kN.m解：求得支座约束力A支座右侧截面C右侧截面9kN1kN8kN.m12kN.m(e)FBFA0.5m第23页/共32页9-11 矩形截面外伸梁如图所示。试求点1 1、2 2、3 3、4 4、5 5五个点处横截面上的应力；以单元体分别表示各该点处的应力状态。ll/2l/2lFF12345h/4h/4zbhFl/2FF第24页/共32页P194：9-15 试求图示等截面梁的转角方程和挠度方程，并求外力偶作用着的C截面处的挠度。AC2l/3MeBl/3Me/lMe/l（1）（2）（3）（4）边界条件连续条件连续条件代入(1)、(3)和(2)、(4)，得边界条件代入(2)、(4)，得C截面处，第25页/共32页第26页/共32页第27页/共32页第28页/共32页第29页/共32页第30页/共32页P266:11-5 图示一简单托架，其撑杆AB为直径d=100mm的实心圆截面钢杆。该杆两端为柱形铰，杆的材料为Q235钢，弹性模量E=2.0105MPa，屈服极限 。试按安全因数法校核该撑杆的稳定性。规定的稳定安全因数nst=2.5.1m3mFNAB撑杆满足稳定性要求。第31页/共32页感谢您的观看！第32页/共32页