项目工程方案计划力学课后习题集规范标准答案.doc

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编号:2566068    类型:共享资源    大小:6.53MB    格式:DOC    上传时间:2020-04-20
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项目 工程 方案 计划 规划 力学 课后 习题集 规范 标准答案
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工 程 力 学 练 习 册 学 校 学 院 专 业 学 号 教 师 姓 名 第一章 静力学基础 1-1 画出下列各图中物体A,构件AB,BC或ABC的受力图,未标重力的物体的重量不计,所有接触处均为光滑接触。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) 1-2 试画出图示各题中AC杆(带销钉)和BC杆的受力图 (a) (b) (c) (a) 1-3 画出图中指定物体的受力图。所有摩擦均不计,各物自重除图中已画出的外均不计。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) 第二章 平面力系 2-1 电动机重P=5000N,放在水平梁AC的中央,如图所示。梁的A端以铰链固定,另一端以撑杆BC支持,撑杆与水平梁的夹角为30 0。如忽略撑杆与梁的重量,求绞支座A、B处的约束反力。 题2-1图 解得: 2-2 物体重P=20kN,用绳子挂在支架的滑轮B上,绳子的另一端接在绞车D上,如图所示。转动绞车,物体便能升起。设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计,杆重不计,A、B、C三处均为铰链连接。当物体处于平衡状态时,求拉杆AB和支杆BC所受的力。 题2-2图 解得: 2-3 如图所示,输电线ACB架在两电线杆之间,形成一下垂线,下垂距离CD=f=1m,两电线杆间距离AB=40m。电线ACB段重P=400N,可近视认为沿AB直线均匀分布,求电线的中点和两端的拉力。 题2-3图 以AC段电线为研究对象,三力汇交 2-4 图示为一拔桩装置。在木桩的点A上系一绳,将绳的另一端固定在点C,在绳的点B系另一绳BE,将它的另一端固定在点E。然后在绳的点D用力向下拉,并使绳BD段水平,AB段铅直;DE段与水平线、CB段与铅直线成等角=0.1rad(弧度)(当很小时,tan)。如向下的拉力F=800N,求绳AB作用于桩上的拉力。 题2-4图 作BD两节点的受力图 联合解得: 2-5 在四连杆机构ABCD的铰链B和C上分别作用有力F1和F2,,机构在图示位置平衡。求平衡时力F1和F2的大小间的关系。 题2-5图 以B、C节点为研究对象,作受力图 解得: 2-6 匀质杆重W=100N,两端分别放在与水平面成300和600倾角的光滑斜面上,求平衡时这两斜面对杆的约束反力以及杆与水平面间的夹角。 题2-6图 2-7 已知梁AB上作用一力偶,力偶矩为M,梁长为l,梁重不计。求在图a,b,两三种情况下,支座A和B的约束反力。 (a) (b) 题2-7图 (a)(注意,这里,A与B处约束力为负,表示实际方向与假定方向相反,结果应与你的受力图一致,不同的受力图其结果的表现形式也不同) (b) 2-8 在题图所示结构中二曲杆自重不计,曲杆AB上作用有主动力偶,其力偶矩为M,试求A和C点处的约束反力。 题2-8图 作两曲杆的受力图,BC是二力杆,AB只受力偶作用,因此A、B构成一对力偶。 即 2-9 在图示结构中,各构件的自重略去不计,在构件BC上作用一力偶矩为M的力偶,各尺寸如图。求支座A的约束反力。 题2-9图 1作受力图 2、BC只受力偶作用,力偶只能与力偶平衡 3、构件ADC三力汇交 2-10 四连杆机构ABCD中的AB=0.1m, CD=0.22m,杆AB及CD上各作用一力偶。在图示位置平衡。已知m1=0.4kN.m,杆重不计,求A、D两绞处的约束反力及力偶矩m2。 题2-10图 2-11 滑道摇杆机构受两力偶作用,在图示位置平衡。已知OO1=OA=0.4m,m1=0.4kN.m,求另一力偶矩m2。及O、O1处的约束反力。 题2-11图 2-12图示为曲柄连杆机构。主动力作用在活塞上。不计构件自重,试问在曲柄上应加多大的力偶矩M方能使机构在图示位置平衡? 题2-12图 2-13图示平面任意力系中N,,,,。各力作用位置如图所示,图中尺寸的单位为mm。求:(1)力系向O点简化的结果;(2)力系的合力并在图中标出作用位置。 题2-13图 题2-14图 2-14某桥墩顶部受到两边桥梁传来的铅直力,,水平力,桥墩重量,风力的合力。各力作用线位置如图所示。求力系向基底截面中心O的简化结果;如能简化为一合力,求合力作用线位置并在图中标出。 2-15 试求图示各梁支座的约束反力。设力的单位为kN,力偶矩的单位为kN.m,长度的单位为m,分布载荷集度为kN/m。 (a) (b) 题2-12图 受力分析如图: 受力分析如图: 2-16 在图示刚架中,已知,,,不计刚架自重。求固定端A处的约束力。 题2-16图 题四图 2-17 在图示a,b两连续梁中,已知q,M,a,及,不计梁的自重。求各连续梁在A,B,C三处的约束反力。 2-13 在图示a,b两连续梁中,已知q,M,a,及,不计梁的自重。求各连续梁在A,B,C三处的约束反力。 (a) (b) 题2-13图 1作受力图,BC杆受力偶作用 2.对AB杆列平衡方程 所以: 1.以BC为研究对象,列平衡方程 1.以AB为研究对象,列平衡方程 2-18 如图所示,三绞拱由两半拱和三个铰链A,B,C构成,已知每个半拱重P=300kN,l=32m,h=10m。求支座A、B的约束反力。 题2-15图 以整体为研究对象,由对称性知: 以BC半拱为研究对象 2-19 图示构架中,物体重1200N,由细绳跨过滑轮E而水平系于墙上,尺寸如图所示,不计杆和滑轮的重量。求支承A和B处的约束反力以及杆BC的内力FBC。 题2-19图 以整体为研究对象 解得: 以CDE杆和滑轮为研究对象 解得: 2-20 在图示构架中,各杆单位长度的重量为300N/m,载荷P=10kN,A处为固定端,B,C,D处为绞链。求固定端A处及B,C为绞链处的约束反力。 题2-20图 显然: 以整体为研究对象 以ABC杆为研究对象 以CD杆为研究对象 (式4) 由1、2、3、4式得: 2-21 试用节点法求图示桁架中各杆的内力。F为已知,除杆2和杆8外,其余各杆长度均相等。 题2-21图 2-22 平面桁架结构如图所示。节点D上作用一载荷F,试求各杆内力。 题2-22图 2-23桁架受力如图所示,已知,。试求桁架4,5,7,10各杆的内力。 题2-23图 2-24 平面桁架的支座和载荷如图所示,求杆1,2和3的内力。(提示:先截断AD、3、2杆,用截面法分析;再取C节点) 题2-24图 2-25 两根相同的均质杆AB和BC,在端点B用光滑铰链连接,A,C端放在不光滑的水平面上,如图所示。当ABC成等边三角形时,系统在铅直面内处于平衡状态。求杆端与水平面间的摩擦因数。 题2-25图 以整体为研究对象 以AB杆为研究对象 2-26 图示两无重杆在B处用套筒式无重滑块连接,在AD杆上作用一力偶,其力偶矩MA=40N.m,滑块和AD间的摩擦因数fs=0.3。求保持系统平衡时力偶矩MC的范围。 题2-26图 以AD杆为研究对象 以BC杆为研究对象 当摩擦力反向处于临界平衡态,如b图所示,则 以AD杆为研究对象 以BC杆为研究对象 2-27 尖劈顶重装置如图所示。在B块上受力P的作用。A与B块间的摩擦因数为fs(其他 有滚珠处表示光滑)。如不计A和B块的重量,求使系统保持平衡的力F的值。 题2-27图 以整体为研究对象,显然水平和铅直方向约束力分别为 以A滑块为研究对象,分别作出两临界状态的力三角形 2-28 砖夹的宽度为25cm,曲杆AGB与GCED在G点铰接。砖的重量为W,提砖的合力F作用在砖夹的对称中心线上,尺寸如图所示。如砖夹与砖之间的摩擦因数fs=0.5,试问b应为多大才能把砖夹起(b是G点到砖块上所受正压力作用线的垂直距离) 题2-28图 2-29 均质长板AD重P,长为4m,用一短板BC支撑,如图所示。若AC=BC=AB=3m,BC板的自重不计。求A、B、C处的摩擦角各为多大才能使之保持平衡。 题2-29图 第三章 空间力系 3-1 在正方体的顶角A和B处,分别作用力F1和F2,如图所示。求此两力在x,y,z轴上的投影和对x,y,z轴的矩。并将图中的力系向点O简化,用解析式表示主矢、主矩的大小和方向。 题3-1图 3-2 图示力系中,F1=100N,F2=300N,F3=200N,各力作用线的位置如图所示。将力向原点O简化 题3-2图 3-3 边长为a的等边三角形板,用六根杆支持在水平面位置如图所示。若在板面内作用一力偶,其矩为M,不计板重,试求各杆的内力。 题3-3图 3-4 如图所示的空间构架由三根杆件组成,在D端用球铰链连接,A、B和C端也用球铰链固定在水平地板上。今在D端挂一重物P=10kN,若各杆自重不计,求各杆的内力。 题3-4图 3-5 均质长方形板ABCD重W=200N,用球铰链A和蝶形铰链B固定在墙上,并用绳EC维持在水平位置。求绳的拉力和支座的约束反力。 题3-5图 3-6 挂物架如图所示,三杆的重量不计,用球铰链连接于O点,平面BOC是水平面,且OB=OC,角度如图。若在O点挂一重物G,重为1000N,求三杆所受的力。 题3-6图 3-7 一平行力系由五个力组成,力的大小和作用线的位置如图所示。图中小正方格的边长为10mm。求平行力系的合力。 题3-7图 3-8 图示手摇钻由支点B、钻头A和弯曲的手柄组成。当支点B处加压力、和以及手柄上加力后,即可带动钻头绕轴AB转动而钻孔,已知Fz=50N,F=150N。求:(1)钻头受到的阻力偶的力偶矩M;(2)材料给钻头的反力FAx、FAy和FAz;(3)压力Fx和Fy。 题3-8图 3-9 求下列各截面重心的位置。 1.建立图示坐标系 (a) (b) 题3-8图 3-10 试求振动打桩机中的偏心块(图中阴影线部分)的重心。已知,,。 题3-9图 3-11 试求图示型材截面形心的位置。 题3-11图 3-12 试求图示两平面图形的形心位置。 题3-12图 第四章 材料力学基本概念 4-1 何谓构件的承载力?它由几个方面来衡量? 4-2 材料力学研究那些问题?它的主要任务是什么? 4-3 材料力学的基本假设是什么?均匀性假设与各向同性假设有何区别?能否说“均匀性材料一定是各向同性材料”? 4-4 杆件的轴线与横截面之间有何关系? 4-5 试列举五种以上不是各向同性的固体。 4-6 杆件的基本变形形式有几种?请举出相应变形的工程实例。 第五章 杆件的内力 5-1 试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力,并作轴力图。 题5-1图 5-2 试求图示各杆在1-1、2-2截面上的扭矩。并作出各杆的扭矩图。 题5-2图 5-3 在变速箱中,低速轴的直径比高速轴的大,何故? 变速箱中轴传递的扭矩与轴的转速呈反比,低速轴传递的扭矩大,故轴径大。 5-4 某传动轴,由电机带动,已知轴的转速(转/分),电机输入的功率,试求作用在轴上的外力偶矩。 5-5 某传动轴,转速,轮1为主动轮,输入功率,轮2、轮3与轮4为从动轮,输出功率分别为,。 (1) 试画轴的扭矩图,并求轴的最大扭矩; (2) 若将轮1和轮3的位置对调,轴的最大扭矩变为何值,对轴的受力是否有利。 题5-5图 对调后,最大扭矩变小,故对轴受力有利。 5-6 图示结构中,设、、均为已知,截面1-1、2-2、3-3无限接近于截面或截面。试求截面1-1、2-2、3-3上的剪力和弯矩。 题5-6图 题5-6图 5-7 设图示各梁上的载荷、、和尺寸皆为已知,(1)列出梁的剪力方程和弯矩方程;(2)作剪力图和弯矩图;(3)判定和。 题5-7图 题5-7图 题5-7图 题5-7图 5-8 图示各梁,试利用剪力、弯矩与载荷集度间的关系画剪力图与弯矩图。 题5-8图 题5-8图 题5-8图 题5-8图 5-9 已知梁的弯矩图如图所示,试作载荷图和剪力图。 题5-9图 题5-9图 5-10 图示外伸梁,承受集度为的均布载荷作用。试问当为何值时梁内的最大弯矩之值(即)最小。 题5-10图 为保证梁的最大弯矩值最小,即最大正弯矩等于最大负弯矩 第六章 杆件的应力 6-1 图示的杆件,若该杆的横截面面积,试计算杆内的最大拉应力与最大压应力。 题6-1图 6-2 图示阶梯形圆截面杆,承受轴向载荷与作用,与段的直径分别为与,如欲使与段横截面上的正应力相同,试求载荷之值。 题6-2图 6-3 题6-2图所示圆截面杆,已知载荷,,段的直径,如欲使与段横截面上的正应力相同,试求段的直径。 6-4 设图示结构的1和2 两部分皆为刚体,刚拉杆的横截面直径为,试求拉杆内的应力。 题6-4图 1做受力图 2列平衡方程求解 解得F=6kN, FN=3kN, AB杆的应力为: 6-5 某受扭圆管,外径,内径,横截面上的扭矩,试计算距轴心21mm处圆管横截面与纵截面上的扭转切应力。 6-6 直径的圆轴受扭矩的作用。试求距轴心处的切应力,并求横截面上的最大切应力。 6-7 空心圆截面轴,外径,内径,扭矩,试计算距轴心处的扭转切应力,以及横截面上的最大与最小扭转切应力。 6-8 图示简支梁,求跨中截面、、三点正应力。 题6-8图 6-9 图示圆轴的外伸部分系空心轴。试作轴的弯矩图,并求轴内最大正应力。 题6-9图 6-10 均布载荷作用下的简支梁如图所示。若分别采用截面面积相等的实心和空心圆截面,且,,试分别计算它们的最大正应力。并问空心截面比实心截面的最大正应力减小了百分之几? 题6-10图 6-11 图示梁,由槽钢制成,弯矩,并位于纵向对称面(即平面)内。试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。 题6-11图 查表得: 6-12 求图示形铸铁梁的最大拉应力和最大压应力。 题6-12图 1.作梁的弯曲图 2.截面关于中性轴不对称,危险截面为最大正负弯矩两处 最大正弯矩处 最大负弯矩处: 综合得: 6-13 均布载荷作用下的简支梁由圆管和实心圆杆套合而成,如图所示,变形后仍紧密接触。圆管及圆杆的弹性模量分别为和,且。试求两杆各自承担的弯矩。 题6-13图 由梁的两部分紧密接触知:两者变形后中性层的曲率半径相同,设圆管和圆杆各自承担的弯矩为M1和M2,抗弯刚度为即: 6-14 梁截面如图所示,剪力,试计算该截面上最大弯曲切应力。 题6-14图 第七章 应力状态分析 7-1 单元体各面应力(单位)如图所示,试用解析法求解指定斜截面上的正应力和切应力。 题7-1图 (a) (b) 题7-1图 (c) (d) 7-2 已知应力状态如图所示,应力单位为。试用解析法和应力圆分别求:(1)主应力大小,主平面位置;(2)在单元体上绘出主平面位置和主应力方向;(3)最大切应力。 题7-2图 (a) (b) 题7-2图 (c) (d) 7-3 图示木制悬臂梁的横截面是高为、宽为的矩形。在点木材纤维与水平线的倾角为。试求通过点沿纤维方向的斜面上的正应力和切应力。 题7-3图 7-4 图示二向应力状态的应力单位为,试作应力圆,并求主应力。 题7-4图 解法二:(解析法) 7-5 在通过一点的两个平面上,应力如图所示,单位为。试求主应力的数值和主平面的位置,并用单元体草图来表示。 题7-5图 7-6 试求图示各应力状态的主应力和最大切应力,应力单位为。 题7-6图 (a) (b) (c) 7-7 列车通过钢桥时,用变形仪测得钢桥横梁点(见图)的应变为,。试求点在和方向的正应力。设,。 题7-7图 解得: 7-8 图示微体处于平面应力状态,已知应力,,,弹性模量,泊松比,试求正应变,与切应变,以及方位的正应变 题7-8图 7-9 边长为的立方体铝块紧密无隙地置于刚性模内,如图所示,模的变形不计。铝的,。若,试求铝块的三个主应力和主应变。 题7-9图 建立图示坐标,由刚性模知 且 由广义胡克定律: 解得: 第八章 强度设计 B A 1 C 2 题8-1图 8-1现有钢、铸铁两种杆材,其直径相同。从承载能力与经济效益两个方面考虑,图示结构中两种合理选择方案是(A ) A 1杆为钢,2杆为铸铁 B 1杆为铸铁,2杆为钢 C 1、2杆均为钢 D 1、2杆均为铸铁 8-2有A、B、C三种材料,其拉伸应力—应变实验曲线如图所示,曲线( B )材料的弹性模量E大,曲线(A )材料的强度高,曲线( C )材料的塑性好。 σ ε O A B C 题8-2图 8-3 轴力越大,杆件越容易被拉断,因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。( ) 8-4 脆性材料的压缩强度极限远大于拉伸强度极限,故宜于作承压构件。 ( ) 8-5 低碳钢试件在拉伸屈服时,其表面出现与轴线成45方向的滑移线,这与最大切应力有关。( ) 8-6 钢材经过冷作硬化以后,其弹性模量基本不变。( ) 8-7 材料的伸长率与试件的尺寸有关。( ) 8-8图示一正方形截面的阶形混凝土柱。设混凝土的密度为,F=100kN,许用应力。试根据强度条件选择截面宽度a和b。 F F F 4m 4m a b 题8-8图 8-9三角架ABC由AC和BC二杆组成。杆AC由两根No.12b的槽钢组成,许用应力为[σ]=160MPa;杆BC为一根No.22a的工字钢,许用应力为[σ]=100MPa。求荷载F的许可值[F]。 C F 2m B A 题8-9图 以节点为研究对象,列平衡方程: 解得: 8-10 已知圆轴受外力偶矩m=2kNm,材料的许可切应力[t]=60MPa。 (1)试设计实心圆轴的直径D1; (2)若该轴改为a=d/D=0.8的空心圆轴,式设计空心圆轴的内、外径d2 、D2 A B C P1 P2 P3 题8-11图 8-11 图示传动轴,主动轮B输入功率P1=368kW,从动轮A,C输出的功率分别为P2=147kW, P3=221kW,轴的转速n=500r/min,材料的G=80GPa,许用切应力=70MPa,试设计轴的直径。 轴的最大扭矩为7028Nm 8-12阶梯形圆轴直径分别为d1=40mm,d2=70mm,轴上装有三个皮带轮,如图所示。己知由轮3输入的功率为N3=3kW,轮1输出的功率为N1=13kW,轴作匀速转动,转速n=200r/min,材料的许用切应力=60MPa,试校核轴的强度。 m2 2 3 m3 d1 d2 A 1 m1 0.5m 0.3m 1m C D B 题8-12图 8-13 图示传动轴传递的功率为 P=14kW,转速n=300r/min,=40MPa,试根据强度条件计算两种截面的直径:(1)实心圆截面的直径d;(2)空心圆截面的内径d1和外径d2(d1/ d2=3/4)。 题8-13图 l A B b h q 题8-14图 8-14一矩形拱面的简支木梁,梁上作用有均布荷载,已知:=4m,b=140mm,h=210mm,q=2kN/m,弯曲时木木材的许用正应力=10MPa,试校核该梁的强度。 简支梁的最大弯矩在中点处 所以,强度满足 8-15图示简支梁上作用两个集中力,已知:=6m,F1=15kN,F2=21kN,如果梁采用热轧普通工字钢,钢的许用应力=170MPa,试选择工字钢的型号。 题8-15图 B F1 F2 A 作梁的弯矩图 由强度条件: 查表后选用20a号工字钢 8-16简支梁AB如图所示。。梁上的载荷q=10kN/m,=200kN。材料的许用应力为。试选择适用的工字钢型号。 l A B P P a a q 题8-16图 由对称性知: 选用22a号工字钢, 校核弯曲切应力: 弯曲切应力强度满足,综合后选用22a号工字钢, 8-17图示槽形截面悬臂梁,F=10kN,Me=70kNm,许用拉应力[σt]=35MPa,许用压应力[σc]=120MPa ,Iz=1.02108 mm4,试校核梁的强度。 作弯矩图,脆性材料且截面关于中性轴不对称,故危险截面为C+和C-两处 C+截面最大正弯矩处,上压下拉 C-截面最大负弯矩处,上拉下压 由于 梁强度不足 8-18 “T”字形截面铸铁粱尺寸及载荷如图所示,若梁材料的拉伸许用应力为=40MPa,压缩许用应力为= 160MPa,Z轴通过截面的形心,已知截面对形心轴Z的惯性矩,h=9.64cm,试计算该梁的许可载荷F。 题8-18图 作梁的弯矩图,脆性材料且截面关于中性轴不对称,故危险截面为最大正负弯矩两处 最大正弯矩处,上压下拉 最大负正弯矩处,上拉下压 所以: 8-19图示结构承受均布载荷,AC为10号工字钢梁,B处用直径d=20 mm的钢杆BD悬吊,梁和杆的许用应力。不考虑切应力,试计算结构的许可载荷[q]。 题8-19图 由梁的弯矩图知,危险截面B截面,查表得10号工字钢的由梁的强度条件: 由杆的强度条件: 所以: 8-20矩形截面简支梁由圆形木材刨成,已知F=5kN,a=1.5m,,试确定此矩形截面的最优比值,使其截面的抗弯截面系数具有最大值,并计算所需圆木的最小直径d。 题8-20图 8-21悬臂吊车如图所示。横梁用20a工字钢制成。其抗弯刚度Wz=237cm3,横截面面积A=35.5cm2,荷载P=34kN,横梁材料的许用应力。试校核横梁AC的强度。 解:分析AB的受力 题8-21图 AB为平面弯曲与压缩组合变形。 中间截面为危险截面。最大压应力发生在该截面的上边缘 压缩正应力 最大弯曲正应力 所以,横梁强度满足。 8.22一折杆由两根圆杆焊接而成,如图所示。已知圆杆直径d=100mm,,,试校核其强度。 题8-22图 解:由对称性知 将力按静力等效分解 易知圆杆受压弯组合变形,作圆杆的内力图,知截面C为危险截面 8-23 图示起重装置,滑轮A安装在工字钢截面梁的端部。已知载荷F=40kN,许用应力,试选择工字钢的型号。 题8-23 图 8-24 下端固定半径为r的圆杆,在图示位置受F力作用,设弹性常数E、均已知。试求距上断面为l/2的截面上:(1)最大和最小正应力;(2)A点处沿圆周方向的环向应变。 题8-24 图 8-25图示电动机功率,转速,皮带轮直径。电动机轴外伸长度,轴的直径,已知。试用第四强度理论校核轴的强度。 8-26图示钢质拐轴,AB轴的直径d=20mm,承受铅垂载荷F=1kN的作用,许用应力[σ]=160Mpa,l=150mm,a=140mm。试根据第三强度理论校核轴AB的强度。 题8-26图 将力向B点简化 圆轴AB受弯扭组合变形,作轴的内力图,危险截面在固定端 由第三强度理论: 8-27 如图,已知直径为d的实心圆截面杆处于水平面内,AB垂直与CD,承受铅垂作用力F1、F2,试用第三强度理论写出AB杆危险截面上危险点的相当应力。 将力F2向C点简化: 题8-27 图 A截面为危险截面, AB弯扭组合变形:危险点在截面A的上下两点,相当应力为 8-28 图示悬臂梁,承受载荷F1与F2作用,已知F1=800N,F1=1600N,l=1m,许用应力[σ]=160Mpa。试分别按下列要求确定截面尺寸:(1)截面为矩形,h=2b;(2)截面为圆形。 题8-28 图 矩形截面: 圆形截面: 8-29图示冲床的冲头。在F力作用下,冲剪钢板,设板厚t=10mm,板材料的剪切强度极限τb=360MPa,当需冲剪一个直径d=20mm的圆孔,试计算所需的冲力F等于多少? t F d 冲头 钢板 题8-29图 8-30图示两块钢板,由一个螺栓联结。己知:螺栓直径d=24mm,每块板的厚度δ=12mm,拉力F=27kN,螺栓许应力[]=60MPa,[σjy]=120Mpa。试对螺栓作强度校核。 F δ d F δ 题8-30图 8-31图示螺钉承受轴向拉力F,已知许可切应力[t]和拉伸许可应力[s]之间的关系为:[t]=0.6[s],许可挤压应力[sbs]和拉伸许可应力[s]之间的关系为:[sjy]=2[s]。试建立D,d,t三者间的合理比值。 题8-31图 由 8-32试校核图示联接销钉的剪切强度。己知P=100kN,销钉直径d=30mm,材料的许用切应力=60MPa。若强度不够,应改用多大直径的销钉? P P d 题8-32图 螺钉双剪切 8-33用夹剪剪断直径d1=3mm的铅丝,如图所示。若铅丝的极限切应力约为100MPa,试问需多大的P?若销钉B的直径为d2=8mm,试求销钉内的切应力。 P P B 50 200 题8-33图 作用在钢丝上的力,由杠杆原理, 销钉的切应力: 第九章 位移分析与刚度设计 9-1己知变截面杆,1段为d1=20mm的圆形截面,2段为a2=25mm的正方形截面,3段为d3=12mm的圆形截面,各段长度如图示。若此杆在轴向力P作用下在第2段上产生的应力,E=210GPa,求此杆的总缩短量。 P P 0.2m 0.4m 0.2m 1 2 3 题9-1图 9-2图中AB是刚性杆,CD杆的截面积A=500mm2,E=200GPa,P=80kN。试求此结构中B点所能承受的最大集中力P以及B点的位移δB。 A B C D P 1.5m 1.5m 1m 题9-2图 9-3一杆系结构如图所示,设AC和BC分别为直径是20mm和24mm的圆截面杆,E=200Gpa,F=5kN。试求C点的垂直位移。 题9-3图 2m A C F 45o 30o B 9-4设横梁ABCD为刚体,横截面面积为76.36mm 的钢索绕过无摩擦的定滑轮。设 P=20kN,试求C点的垂直位移。设刚索的E =177GPa。 题9-4图 9-5空心圆轴,外径D=100mm,内径d=80mm,AB=BC=l=500mm,,,G=80GPa,求C截面对A、B截面的相对扭转角。 题9-5图 1.C相对B的扭转角 1.C相对A的扭转角(这里采用的是叠加法,也可以采用分段计算法) 9-6图示悬臂圆轴AB,承受均布外力偶矩m的作用,试导出该杆B端扭转角的计算公式。 A m x l B 题9-6图 9-7一为实心、一为空心的两根圆轴,材料、长度和所受外力偶均一样,实心直径d1 ,空心轴外径D2 、内径d2 ,内外径之比α=d2/D2=0.8。若两轴重量一样,试求两轴最大相对扭转角之比。 9-8传动轴的转速为n=500r/min,如图所示,主动轮1输入功率N1=368kN.m/s,从动轮2、3分别输出功率N2=147kNm/s,N3=221kNm/s。己知=10/m,G=80GPa。 ①试确定AB段的直径d1和BC段的直径d2。 ② 若AB和BC两段选用同一直径,试确定直径d.。 N1 N2 N3 A B C 3 2 1 500 400 题9-8图 ③主动轮和从动轮应如何安排才比较合理? 计算外力偶矩,作扭矩图 AB段 BC段 (2)将主动轮1和从动轮2位置互换,更合理
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