材料力学刘德华版课后习题答案word版

2.1试算出杆件各截面的轴力，并绘制轴力图。2.2已知问题2.1的图中每个杆的直径d为20 mm，f为20 kn，Q=10kN/m，l=2m，找出每个杆的最大法向应力，并用图来表示。轴向法向应力的变化。回答(1)63.66兆帕，(2)127.32兆帕，(3)63.66兆帕，(4)-95.5兆帕，(5)127.32兆帕2.4施加在方形截面阶梯柱上的力如图2.4所示。已知：A=200mm毫米，b=100mm毫米，F=100kN千牛顿，无论色谱柱重量如何，请尝试计算柱横截面上的最大法向应力。解答：第1-1节和第2-2节的内力是：FN1=-F；FN2=-3F相应截面的应力为：最大应力为：2.6钢棒承受如图所示的轴向外力，横截面积为500mm2。试着找出答案ab倾斜截面上的应力。解决方案：FN=20kN2.8图中所示钢棒的横截面积A=1000mm2，材料的弹性模量E=200GPa。试着找出：(1)各截面的轴向变形；(2)各段的轴向线性应变；(3)杆的总伸长量。解决方案：轴向力图如图所示。2.10在图中所示的结构中，五根杆的抗拉刚度为EA，杆AB的长度为L，ABCD为正方形。在小变形条件下，试着找出两种加载条件下AB杆的伸长量。解决方案(a)的应力分析如图所示，从c点的平衡可以看出：空调=空调=0；从d点的平衡可以看出：f ad=f BD=0；从a点的平衡来看：因此应力分析如图所示。从C点的平衡可以看出：从a点的平衡来看：因此2.12在图示结构中，水平刚性杆AB没有变形，杆是直径d1=20mm毫米、弹性模量E1=200 GPa的钢杆；杆是直径d2=25mm毫米、弹性模量E2=100GPa的铜杆。在外力F=30kN的作用下，北极保持水平。(1)试着找出从力的作用点到终点的距离；(2)如果刚性杆保持水平，垂直位移不超过2mm，最大F值是多少？解决方案：力分析如图所示。d1=20mm毫米，E1=200 GPA；d2=25mm毫米，E2=100GPa .2.15在图中所示的结构中，AB杆和AC杆都是圆形截面的钢杆，由相同的材料制成。假设节点A没有水平位移，试着找出两根杆的直径比。根据两杆变形的几何关系2.20在图中所示的结构中，杆和分别为直径d1=16mm毫米和d2=20mm毫米的圆钢杆。众所周知，对于刚性材料，F=40kN，许用应力=160兆帕。试着分别检查两根杆的强度。解决方案：力分析如图所示。(1) (2)求解：F2=29.3kNF1=20.7kN千牛d1=16mm毫米，d2=20mm毫米，=160兆帕杆和杆都满足强度要求。2.24图中所示结构表明，BC筋为5号槽钢，其许用应力 1=160兆帕；AB棒是一根矩形截面的木棒，其许用应力2=8MPa。试着找出：(1)当F=50kN时，检查结构的强度；(2)允许载荷F。解决方案：力分析如图所示。同时得到解(1)和(2):FBC=25kN；FBA=43.3kN千牛顿.查阅型钢表，得到：ABC=6.928cm2，FBC=25kN；FBA=43.3kN千牛顿；ABC=6.928cm2。1=160兆帕；AAB=10050 mm2；2=8兆帕.杆BC满足强度要求，但杆BA不满足强度要求。将FBA带入等式(1)和(2)中，以获得允许载荷F=46.2千牛2.25在图中所示的结构中，横杆AB是刚性杆，对角杆CD是直径d=20mm毫米的圆杆，材料的许用应力=160兆帕，并尝试许用载荷F。解决方案：CD=1.25m米，sin=0.75/1.25=0.6d=20mm毫米=160兆帕2.27在图示的杆系统中，木杆的长度A不变，其强度足够高，但是钢杆和木杆之间的夹角可以改变(悬挂点C的位置可以上下调节)。如果钢棒交流电与最少量的材料一起使用，夹角应该是多少？解决方案：控制棒的体积：钢棒交流电使用的材料最少，体积最小，包括：2.37在图中所示的销连接中，F=100kN，销材料的容许剪应力j=60MPa，试确定销的直径d。解决方案：2.39图中所示的铆接接头受到轴向力的作用。它是kno3.1尝试绘制以下杆的扭矩图。3.4施加在薄壁圆筒上的力如图所示。其平均半径r0=30mm毫米，壁厚t=2毫米，长度L=300毫米。当外偶极矩Me=1.2kN千牛顿时，测量圆柱体两端面之间的扭转角=0.76度，并计算横截面上的扭转剪应力和圆柱体材料的剪切模量G。解决方案：r0=30mm，t=2mm，l=300mm，=0.76o3.8直径d=60mm毫米的圆轴扭转如图所示。试着找出第一节第一点的剪应力和轴的最大扭转剪应力。解决方案：扭矩图如图所示。3.11说明了一个阶梯圆轴，而车轮2是驱动轮。轴的转速n=100r转/分钟，材料的容许剪应力=80兆帕。当重要的官方力量能力被充分发挥时，试着找到驱动轮输入的动力p2。解决方案：重要官员的力量不时得到充分发挥；3.14图中所示为实心圆轴，直径d=100mm毫米，外部偶极矩Me=6kN.m，材料的剪切模量G=80GPa。试着找出截面B相对于截面A的相对扭转角和截面C相对于截面A的相对扭转角解决方案：因为整个极点是不同的截面内力相等，有：3.18如图所示，一个阶梯圆形轴被扭曲。材料的剪切模量为G=80GPa，容许剪切应力，=100兆帕，容许扭转角=每单位长度1.5o/m。试着检查轴的强度和刚度。解决方案：扭矩图如图所示。4.1尝试截面法，找出以下梁中截面1-1和2-2上的剪力和弯矩。4.4试列出下列梁的剪力方程和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图。4.5用微分和积分关系绘制下列梁的剪力图和弯矩图。4.7检查下列梁的剪力图和弯矩图是否正确。如果没有，请更正。4.8给定简支梁的剪力图，尝试根据剪力图绘制梁的荷载图和弯矩图(假定梁上没有集中力偶作用)。4.9静定梁承受平面载荷，没有集中耦合作用。如果a端的弯矩已知为零，尝试根据已知的剪力图确定梁上的载荷和梁的弯矩图，并指出梁的约束位置和约束类型。(图4.9)(图4.10)4.10给定简支梁的弯矩图，试根据弯矩图绘制梁的剪力图和荷载图(已知梁上没有分布力偶作用)。4.11尝试叠加法绘制各梁的弯矩图。5.1尝试确定图形平面的质心位置。(1)(2)分为3个部分进行计算：如截面图所示对称轴表明质心在对称轴上。因此：5.2尝试确定图形平面的质心位置。可用的查找表：角度=22.261厘米2，质心：(-45.8，-21.2)毫米通道A=68.11cm2平方厘米，质心：(23.7，-180)毫米组合截面的质心坐标为：5.3尝试计算图形阴影部分在Z轴上的静态力矩。5.6尝试计算Y轴和Z轴的惯性矩和惯性积，以及图示矩形截面的O点的极惯性矩。5.7尝试计算组合图在Z轴上的惯性矩。解决方法：查表，得到L10010010角钢的截面积：A=19.261cm2，Iz=179.51cm4，z0=2.84cm5.9尝试计算图形平面的质心主惯性矩。5.11矩形横截面如图所示。众所周知，b=150mm毫米，H=200毫米。试着找出：(1)一对正交坐标轴Y和Z的惯性矩Iz、Iy和惯性积Iyz，角交点A和底边之间的夹角为45；(2)拐角交叉点a的主轴方向解决方案：如图所示创建两个坐标系，然后：那么点菜吧6.1如图所示，矩形截面梁上的力应确定为工-工截面(固定端截面)a、b、c和d点的法向应力。解答：1-1截面弯矩为：M=20-15*3=-25KN*M中性轴z的惯性矩为：IZ=bh3/12=180*3003/12=4.05*108mm46.2工字钢悬臂梁解决方案：梁的弯矩图如图所示。对于整体梁：叠梁：由于变形小可以看出，上横梁和下横梁各承受一半的弯矩，因此：6.8如图所示，横截面为矩形的简支梁称为F=18kN。试着找出d截面上A点和B点的弯曲剪应力6.9试着找出图示梁固定端截面腹板和法兰连接处的剪应力k和整个梁截面上的最大弯曲剪应力max。解决方案：梁各部分的剪切阶段等等，都等于20kN6.10图中所示为直径为145毫米、横截面为圆形的木梁。已知l=3m，F=3kN，Q=3 kN/m。尝试计算梁中的最大弯曲剪应力。解决方案：6.11 T形截面铸铁梁受力如图所示。众所周知，F=20kN，Q=10 kN/m。试着计算梁横截面上的最大弯曲剪应力和腹板与法兰连接处的最大剪应力。解答：梁中的最大剪应力发生在B支架的左侧在截面的中性轴上。中性轴距顶部边缘位置：腹板和法兰的连接处6.12图中所示的矩形截面梁采用两种放置方法(A)和(B)。从弯曲正应力强度的角度来看，(B)的承载力是(A)的多少倍