工程力学A 参考习题之扭转解题指导

剪切和扭转1直径的螺栓拉。已知可找到螺栓头所需高度的许用剪切应力。解决问题的想法：(1)剪切面是直径为d、高度为h的圆柱面。(2)使用应用剪切实际计算的强度条件(8-4)获取螺栓头所需的高度。回答：2在测量材料剪切强度的剪切机上安装圆形试件。试样的直径，压力施加时，试样被切断。试验材料的标称剪切强度极限。使用允许的剪应力时，安全系数有多大？解决问题的想法：(1)材料的标称剪切强度限制表示试样剪切时剪切面的平均剪切应力。(2)圆形试件具有两个剪切曲面。(3)安全系数等于公称剪切强度极限除以许用剪切应力。答案：3将两块主板停靠在两个盖子和铆钉上，以获得已知的板厚度、每个盖子厚度、材料的许用剪切应力、许用挤压应力。对于铆钉的直径，请找到每侧所需的铆钉数。解决问题的想法：(1)每个铆钉的力相同。(2)每个铆钉有两个剪切面，以通过剪切实际计算的强度条件(8-4)得出每侧所需铆钉的数量。(3)分别使用主板和盖的挤压压力，计算挤压面面积，根据挤压强度条件(8-6)计算主板和盖的挤压强度，得出各侧所需铆钉数。(4)综合剪切实际计算和挤压强度的结果，确定各侧所需铆钉的数量。回答：4图标铆钉零件中已知的铆钉直径、钢板宽度、厚度、铆钉的许用剪切应力、许用挤压应力；钢板的拉伸许用应力，许用挤压应力。假设四个铆钉承受相同的剪切力，试验此联接器的许用载荷。解决问题的想法：(1)四个铆钉接收的剪切力相同。(2)由剪切实际计算的强度条件(8-4)引起的许可载荷；(3)按挤压强度条件(8-6)许可载荷；(4)分析上、下板的轴向力变化和各截面面积情况，根据拉伸强度条件(7-14)确定拉伸求允许载荷可能存在危险的截面。(5)综合上述结果，确定许可载荷。回答：5实体圆轴的直径、长度、扭转外力双角度力矩、设定材料的剪切系数、测试：(1)最大剪应力和两端剖面之间的扭转角度；(2)图标截面a、b、c三点处剪切应力的数值和方向；(3)C点处的剪切变形。解决问题的想法：(1)确定每个截面的转矩。基准(8-10)和(8-11)中心圆形轴的交点和WP；寻找类型(8-8)中的最大剪应力。按类型(8-17)计算的两端截面之间的扭转角度；(2)由阵列(8-7)表示的截面中a、b、c三点处的剪切应力值；每个点的剪应力方向与剖面中的扭矩旋转一致。(3)类型(8-2)在c点处的切线变形。答案：(1)、(2)、(3)6以固定速度旋转等截面圆轴，其直径为1，旋转速度，轴上有5个滚轮，活动轮II输入功率为，从动轮I、III、IV、v输出功率，和，切向系数。尝试：(1)轴扭矩图；(2)在各段中寻找最大剪应力。(3)寻找轴两端剖面之间的相对扭转角度。解决问题的想法：(1)作用于每个车轮的扭矩，用表达式(6-1)求。将每个部分的转矩创建为转矩图。(2)类型(8-11)中心圆轴的WP；每个段中的最大剪应力从类型(8-8)中得出。(3)基准(8-10)向心圆轴的IP；轴两端剖面之间的相对扭转角度(8-18b)。答案：7如图所示，水轮发电机的功率为15000kW，涡轮主轴的正常速度n=250r/min，外径D=55cm，内径d=30cm，材料的许用剪切应力t=50MPa，剪切系数g=80gp，许用单位长度扭转解决问题的想法：(1)通过表达式(6-1)查找作用于涡轮主轴上的转矩，以确定轴横截面上转矩的大小。(2)中空轴的交点和WP分别通过表达式(8-12)和(8-13)计算。(3)根据强度条件(8-20)检查涡轮主轴的强度。(4)通过刚度条件(8-25)检查涡轮主轴的刚度。答案：8驱动轴设计需要速度n=500 r/min、输入功率P1=370kW、输出功率P2=150kW和P3=220kW。已知材料的许用剪切应力t=70MPa，剪切系数G=80GPa，许用单位长度扭转角度q =1/m。确定：(1) AB段直径D1和BC段直径D2；(2)如果整个轴选择相同的直径，该值是多少？(3)驱动轮和从动轮如何排列，驱动轴的力更合理吗？解决问题的想法：(1)根据样式(6-1)获取作用于轴的转矩，以确定轴横截面的转矩大小。(2)建立实体轴环形剖面极惯性矩和扭转剖面系数表示式。(3) AB段直径D1和BC段直径D2由强度条件(8-20)和刚度条件(8-25)确定。(4)驱动轮和从动轮的排列方式使得驱动轴上最大扭矩的值较小的解决方案更合理。答案：(1)，(2)有点(3)有点9可变截面圆轴力如图所示。已知扭转外力力矩Me1=1765Nm，Me2=1171Nm，材料的剪切系数G=80.4GPa，测试：(1)确定轴的最大剪切应力，并指示工作位置。确定轴(2)上的最大相对扭转角度j max。解决问题的想法：(1)确定轴横截面上转矩的