工程力学大作业答案

1、实用标准文档大作业一一、填空题1、杆件变形的根本形式有轴向拉伸和压缩、剪切、扭转和弯曲2、材料力学所研究的问题是构件的强度、刚度和稳定性.3、脆性材料的抗压水平远比抗拉水平强.4、同一种材料,在弹性变形范围内,横向应变& /和纵向应变&之间有如下 关系：£ / =-卩£5、弹性模量E是反映材料反抗弹性变形水平的指标.6 屈服点c s和抗拉强度c b是反映材料强度的两个指标7、伸长率S 和断面收缩率书是反映材料塑性的指标,一般把S >5% 的材料称为塑性材料,把S <5%的材料称为脆性材料.8、应力集中的程度可以用应力集中因数 K来衡量9、脆性材料

2、对应力集中十分敏感,设计时必须考虑应力集中的影响10、挤压面是外力的作用面,与外力垂直,挤压面为半圆弧面时,可将构件的直径截面视为挤压面11、如下图,铆接头的连接板厚度t=d,那么铆钉剪应力2Pd2,挤压应力bs=bs2td)二、选择题1、构成构件的材料是可变形固体,材料力学中对可变形固体的根本假设不 包括CA、均匀连续性B、各向同性假设C、平面假设D小变形假设2、以下力学性能指标中,B是强度指标A、弹性模量E B、屈服强度s C、伸长率S D许用应力3、以下力学性能指标中,C是反映塑性的指标A、比例极限p B、抗拉强度b C、断面收缩率书D、平安系数n4、以下构件中,C 不属于轴向拉伸或轴向

3、压缩A、B、CDIIIIIIIIIIIIIII 脚 IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIEIIIII5、AB、C、D6、强度计算时,引入平安系数的原因不包括A 力学性能指标测定方法都不是太科学对构件的结构、尺寸和受力等情况都作了一定程度的简化加工工艺对构件强度的影响考虑的不全面构件需有必要的强度储藏一直杆受外力作用如下图,此杆各段的轴力图为C£KNTIIIII 制 11111|刪|ZSSSX4KNUKHA、+6 拉力,-4B、-6 压力,-4C、+6 拉力,+ 4D -6 压力,+ 4压力,4 拉力7、一直杆受外力作用如下图,此杆各段的轴力为A压力,4 拉力 拉力,4 拉力 拉

4、力,4 拉力8、图所示为两端固定的杆.在 C D两端处有一对力P作用,杆的横截面面积为A,弹性模量为E,A、B处支座反力C2LFa=Fb=2F/3BFa=Fb=F/3FbC、Fa=F/3 F b=2P/3 D、Fa=2F/3 F b=F/39、一钢制阶梯杆如下图,轴向外力Pi=5KN P2=2KN各段杆长为I i=15mm 12=13=12mryi 横截面面积 A=A=6mA A=3mm 钢的弹性模量 E=200GpaF列选项正确的选项是B各段杆的线应变分别为!、2、3 ,A> | 1 |>| 2 |>| 3| B 、丨 3 |>| 1 |>| 2 |C、 | 2

5、 |>| 3 |>| 1 | D 、丨 2 |>| 1 |>| 3丨11、 在研究材料的力学性能时,出现过C 0.2,以下C 说法是正确的？A、C 0.2是塑性材料的屈服强度B、C 0.2是脆性材料的屈服强度C、c 0.2是指试件在卸载后产生数值为 0.2 %的塑性应变时的应力值De 0.2是指试件在加载后产生数值为 0.2 %的应变时的应力值12、对于脆性材料,以下说法C 是错误的？A、试件在受拉过程中,不出现屈服和颈缩现象.B、压缩强度极限比拉伸强度极限高出许多C、抗冲击性能好D脆性材料拉伸断裂前的变形很少13、齿轮与轴由平键bx hx L=20 X 12 X 10

6、0连接,它传递的扭矩 m=2KNm轴的直径d=70mm键的许用切应力为=60MPa,许用挤压应力为 bs = 100MA、剪切强度和挤压强度都缺乏C、剪切强度缺乏DPa,那么键的BB、剪切强度和挤压强度都足够、挤压强度缺乏计算题1、一直杆受外力作用如下图,求此杆各段的轴力,并作轴力图L 4kNIQkN BkNBC D解:1AB段：用截面1-1假想 将杆截开,取左段研究,设截面上 的轴力为正方向,受力如下图.列平衡方程式：Fx 0 FN1 60Fn1 6 拉力2BC段,取2-2截面左段 研究,FN2设为正向,受力如图所 示,列平衡方程式：Fx 0 FN2 10 60Fn2 4 压力；3CD段,取

7、3-3截面右段 研究,FN3设为正,受力如下图, 列平衡方程式：F x 04 Fn 30Fn3 4 拉力4画轴力图2、如下图空心圆截面杆,外径D=20mm内径d=15mm承受轴向载荷F=20kN 材料的屈服应力c s=235MPa平安因数n=1.5,试问该杆的强度解：杆件横截面上的正压力4F2 2D d 材料的许用应力34 20 10381.455 10 Pa 145.5MPa (0.020.15 )sns2351.5156MPa杆件能够平安工作3、如下图吊环,由圆截面斜杆 AB AC 与横梁BC所组成.吊环的最大吊重 F=500kN,斜杆用锻钢制成,其许用应力 T =120MPa斜杆与拉杆轴

8、线的夹角a =20°, 试确定斜杆的直径.解：1斜杆轴力分析.节点A的受力如图,设轴力Fn,那么有平衡-1 '方程Fy 0 F 2Fn cos 03F500 105Fn-2.66 10 N2 cos2cos202截面设计A Fnd2A NA4d ,'4Fn.'42.661056 m 5.31:j120106取斜杆的截面直径d53.0mm文案大全4、如下图桁架,由杆在节点B承受载荷F作用.试计算载荷F的最1与杆2组成,大允许值即所谓许用载荷.杆1与杆2的横面积A=100mrp许用拉应力为tt=200MPa, 许用压应力t c=150MPa.解：1轴力分析设杆1和

9、杆2轴向受拉,杆1与2的轴力分别为Fn1和Fn2,节点B的受力图如下图.列节点B的平衡方程得Fy0FniS in45 F 0FN1 .2F拉Fx0 Fn2 Fnicos450 Fn2 F 压2计算许用载荷杆1的强度条件 上tA6 61.414 104 NF A 100 10200 10卜.2 .2杆2的强度条件:cF A 100 10 6 150 1061.5 104 N可见,桁架所能承受的最大载荷即许用载荷为F 14.14kN5、如下图结构中,梁AB可视为刚体,其弯曲变形可忽略不计,杆 1为钢 质圆杆,直径d1=20mm其弹性模量 E=200Gpa杆2为铜杆,其直径d2=25mm 弹性模量E

10、2=100Gpa不计刚梁AB的自重,试求：1载荷P加在何处,才能使刚梁AB受力后保持水平？2假设此时P=30KN求两杆内横截面上的正应力？加21AXnwP*lr!解：1、选取刚梁AB为研究对象,画出其受力图2mNa1ABiNb：ri 1刀 Fy=O: Nx-P+Nb=0o .(1)刀m(F)=0 : -P X+NbX 2=0 (2)刀Fy=O: M-P+NfO.刀m(F)=0 : -P X+NbX 2=0 (2)变形谐调条件为： I i=A 12.Na 1.5 Nb 1 即：El AlE2 a2 (虎克定律)解得：N=0.8533Nb由(1)和(2)得：x=2W( M+N).由(3)代入上式得

11、：x=1.08m.(2)、由(2)式得：NfPX/2=30X 1.08/2=16.2KN.N=P - N B=13.8KN.2'a 1=N/A1=13.8 X 4/ nX (0.02) =43.9Mpa=2a 2=Nb/A2=16.2 X 4/ nX (0.025) =33Mpa&齿轮与轴由平键(bx hx L=20 X 12 X 100)连接,它传递的扭矩 m=2KNm 轴的直径d=70mm键的许用切应力为=60MPa,许用挤压应力为bs = 100MPa,试校核键的强度.解:键的受力分析如图,P?d m P 2m2d2切应力和挤压应力的强度校核2 20.0757kNFsP剪

12、切面A bL,挤压面As Lh 2Fs P 57 10328.6MPabsAbsPLh 257 103100 695.3MPabsA bL 20 100综上,键满足强度要求.7、一铆接头如下图,受力 F=110kN,钢板厚度为 t=1cm,宽度 b=8.5cm,许用应力为=160MPa ；铆钉的直径d=1.6cm,许用切应力为= 140M Pa ,许用挤压应力为bs= 320M Pa,试校核铆接头的强度.假定每个 铆钉受力相等.解：1取下面钢板为研究对象,受力分析如图每个孔受销轴的约束反力为F P F4(2)销轴的剪切强度和挤压强度计算每个销轴的剪切力为：Fs P Fs4剪切面面积：A d 4那么24110 2 107 136.8MPaA d /3.14 1.64每个销轴的挤压力为：P匸4挤压面面积：Abs tdbsPAbsF4td107171.9MPa4 1 1.