设计力学复习.doc

复习资料一、 填空题1、杆件的基本变形有 轴向拉伸与压缩 、剪切、扭转、弯曲 四种形式。2、正应变的计算公式中E为 弹性模量 ，切应力的计算公式中为 曲率半径 。3、强度是指构件抵抗_破坏_的能力，刚度是指构件抵抗变形的能力，稳定性是指受压杆件要保持_平衡形式转变_的能力。4、矩形截面梁受弯曲变形，如果梁横截面的高度增加一倍时，则梁内的最大正应力为原来的 1/4 倍。5、.梁发生平面弯曲时其横截面绕 中性轴 旋转6、已知圆形截面的直径为d,则，则Ip =。7、载荷按其作用在结构上的分布情况来分，可分为 集中载荷 和分布载荷两种。8、力的两种效应为 运动 效应和变形 效应。9、力的三要素是 力的大小 、方向 和作用点 。10、力偶三要素是 力偶平面 、力偶矩的大小和转向 。11、一圆轴用低碳钢材料制作，若抗扭强度不够，采用增加圆轴直径 的措施对于提高其强度最为有效。12、已知矩形截面，Ip= 648x107mm4 。13、梁发生平面弯曲时其中性层上的正应力为 0 。14、材料的塑性指标有延伸率断 和 断面收缩率 。15、在理论分析时，为使问题得到简化，对材料的性质做了 连续性假设、均匀性假设和各向同性假设 三个基本假设。16、提高构件抗弯刚度的措施有 增大截面高度、提高材料的弹性模量、调整构件的跨长和改变结构形式。 17、杆件截面上某点的分布内力集度称为该点处的 。它沿着截面法线方向的分量称为 ；而沿着截面切线方向的分量称为 。二、 试绘制梁的剪力图和弯矩图（图中支座AB处支反力分别为FA和FB）（每个内力图5分，共10分）baABMqaQXBACMXBACA3aaCBqqa2FB=11qa/6FA=7qa/6BAQxQxBAM q A B C L L FQ 3ql2/2 qL qL2/2 MF=6KNFA=4KNFB=14KN6m 2mq=2KN/mABCABCDE412M （kN.m）864FQ （kN） xx三、 简答题（10分）1、试对下图进行几何组成分析，并指出体系是哪一种体系。若有多余联系，其多余联系的数目是多少？刚片FC、FE与EC满足基本规则二，合成大刚片；刚片与BC、EB也满足基本规则二，合成大刚片；刚片与AD间又4根连杆，去掉一根刚好满足基本规则一，因此体系属于超静定体系，多余联系数目是1。2、试对下图进行几何组成分析，并指出体系是哪一种体系。若有多余联系，其多余联系的数目是多少？杆件AB、CE都只与刚片BCD和基座相连，因此杆件AB、CE可看作连杆，刚片BCD和基座相连虽由三根连杆连接，但是三根连杆汇交于一点，并且不满足基本规则一，故体系属于可变体系中的瞬变体系。四、 计算题（共40分） 1、（15分）如下图所示汽车的传动轴AB由45钢无缝钢管制成，外径D=90mm，壁厚t=2.5mm。该轴传递的最大转矩为M，材料的许用切应力=60Mpa。（1）求轴内的最大切应力。（2）试校核轴的强度是否安全。MMdD解：（1）传动轴的扭矩为： 传动轴横截面上的抗扭截面系数为： （2）传动轴内的最大切应力为： （3）由扭转强度条件得： 故传动轴的强度足够。LBAPhb2、（15分）如下图所示矩形截面的悬臂梁，已知截面的尺寸为b，h，L，梁材料的许用应力=100Mpa，问作用于梁自由端的许可载荷P为多少？解：（1）绘制弯矩图，如下图，PLxMz确定危险截面在固定端面，弯矩为Mz= PL （2）计算横截面的抗弯截面系数： （3）由弯曲强度条件计算梁的许可载荷P 故梁自由端的许可载荷为： 3、（10分）已知梁的跨度L，均布载荷q,圆木直径，木材弹性模量E=10GPa,梁的相对允许挠度=0.005。ABq2m解：梁可简化为均布载荷作用下的简支构件，查表9-1得最大挠度计算试 = 式中， 梁的刚度 故，此构件的刚度足够。 4、 （15分）如下图所示某汽车方向盘的直径为D，设驾驶员每只手加在方向盘上的切向力F。方向盘下的转向轴为空心圆管，外径D，内径d。试求：（1）转向轴内的最大切应力MAX。（2）若轴的=60Mpa，求手能施加的最大力F。FFT解：（1）作用在转向轴上的外力偶： M=F D 转向轴横截面上的扭矩为： MX=M 转向轴横截面上的抗扭截面系数为： 转向轴横截面内的最大切应力为： （2）当手施加的力为F时，转向轴内的最大切应力为：由轴的扭转强度条件有： 即： 所以手能施加的最大载荷为 5、 （15分）如下图所示圆形截面的木质简支梁，材料的许用应力为=10Mpa，已知圆截面的直径为d，q，L，试校核梁的强度是否安全dqBA解：CqL2/8xMzqBARARB（1）计算约束力 （2）绘制弯矩图，如上图，确定危险截面在梁的正中截面，弯矩为 （3）计算横截面的抗弯截面系数： （4）进行抗弯强度校核： 故此梁的强度安全。6、 （10分）有一根均质构件，如下图所示，中间有一集中载荷P，构件自重为q，构件材料的弹性模量E=10Mpa，I=2108mm4，相对允许挠度=0.005。试用叠加法求构件的最大挠度，并校核该构件的刚度。ABCqP1m1mhb 解：此构件为简支梁，集中荷截在构件中点时构件的挠度最大，且均布载荷最大挠度也发生在构件的中点，根据线形叠加原理，两载荷同时作用时，最大挠度仍然在构件的中点。 下面分别查表9-1中P和q作用下的挠度 在均布载荷q作用下的跨中 故，此构件的刚度足够。 7、 由铸铁制造的简支梁，受力及横截面尺寸如图，Z为中性轴，已知材料的抗拉许用应力t=45MPa，抗压许用应力c=160MPa ，IZ=7.65106mm4。试求C截面上的最大弯曲拉应力