工程力学材料力学部分西南交大版作业答案

1、工程力学材料力学部分西南交大版作业答案2 工程力学电子教案 7-6：结构如图所示，杆件AB，AD均由两根等边角钢组成。已知材料的许用应力s=170MPa，试为AB，AD杆选择等边角钢的型号。解：对DE杆作平衡分析知，进而，假设AB，AC杆均被拉伸，对A点作受力分析：AFAB FADFAC由分析可知，进而，AAB17.6cm2，AB杆应该选择10010010的等边角钢。AAD8.8cm2，AD杆应该选择80806的等边角钢。300kN/mBCAD2m30E300kN/mD2mEFADFExFEyP155 7-8 横截面面积A=200mm2的杆受轴向拉力F=10kN作用，试求斜截面m-n上的正应力

2、及切应力。F=10kN300mn解：P155 7-10 等直杆如图示，其直径为d=30mm。已知F=20kN,l=0.9m,E=2.1105MPa，试作轴力图，并求杆端D的水平位移D以及B、C两横截面的相对纵向位移BC。20kN-20kN20kNl/32F2FFl/3l/3ABCD解：5 工程力学电子教案 7-13：试求图示杆系节点B的位移，已知两杆的横截面面积均为A=100mm2，且均为钢杆(sp=200MPa，ss=240MPa，E=2.0105MPa)。解：对B点受力分析知BD杆被拉伸，力的大小等于F。BC杆受力为零。进而BD杆的轴力为F，BC杆的轴力为零。BBB按小位移近似，变形后B点

3、的位置为B点，于是BCDF=15kN301m6 工程力学电子教案 7-17：图示杆系中各杆材料相同。已知：三根杆的横截面面积分别为A1=200mm2，A2=300mm2，A3=400mm2，荷载F=40kN。试求各杆横截面上的应力。解：(1) 画受力图，列出独立的平衡方程，并确定超静定次数；两个方程，三个未知数，所以是一次超静定问题。AFFN2FN3FN13060ABCD4mF3213060工程力学电子教案 第七章 拉伸和压缩7代入变形协调条件，得补充方程(2) 画变形关系图，列出变形协调方程；(3) 根据胡克定律，由变形协调方程得补充方程；12A3A工程力学电子教案 第七章 拉伸和压缩8(4

4、) 联立平衡方程和补充方程，解出全部未知力。12A3AABCD4mF3213060解：（1）剪切面：A=dh；剪力：Fs=F 拉杆头部满足剪切强度条件 挤压力：Fbs=F拉杆头部满足挤压强度条件。hdD50kNP156 7-18 试校核图示拉杆头部的剪切强度和挤压强度。已知：D=32mm，d=20mm，h=12mm，材料的许用切应力=100Mpa，许用挤压应力bs=240Mpa。（2）挤压面：P157 7-20 矩形截面木拉杆的接头如图所示，已知b =250mm，F=50KN，木材的顺纹许用挤压应力bs=10MPa, 顺纹许用切应力=1MPa 。试求接头处所需的尺寸l和a。PPbFFFFbal

5、l解：P183 8-4 实心圆轴的直径d=100mm，长l=1m，作用在两个端面上的外力偶之矩均为Me=14kN.m，但转向相反。材料的切变模量G=8104MPa。试求：（1）横截面上的最大切应力，以及两个端面的相对扭转角；（2）图示横截面上A、B、C三点处切应力的大小及指向。MeMeABABOC25100解:(1)(2)TABCP183 8-5 空心钢圆轴的外直径D=80mm，内直径d=62.5mm，外力偶之矩为Me=10N.m，但转向相反。材料的切变模量G=8104MPa。试求：（1）横截面上切应力的分布图；（2）最大切应力和单位长度扭转角。MeMeDd解:(1)(2)AmaxATP228

6、 9-3 试写出图示各梁的剪力方程和弯矩方程，并作出剪力图和弯矩图。指出最大剪力和最大弯矩的值以及它们各自所在的横截面。4kN/mACB1m2m(d)80kN解：求得支座约束力56kN40kN40kN56kN192kN.mA支座右侧截面C截面FBFA2kN/mAC1m4mB20kN.m解：求得支座约束力A支座右侧截面C右侧截面9kN1kN8kN.m12kN.m(e)FBFA0.5mP229:9-4,9-5,9-6 9-4 绘出图示各梁的剪力图和弯矩图。1m5KN10 KN.m1m15KN15 KN.m10KN+10KN5KNFs图15 KN.m5 KN.m5 KN.m+M图（a）+80KN80

7、KN剪力图+48单位：KN.m1616弯矩图Eq=100kN/mACD0.2m1.6m1m2m12(b)80KN80KN1m2mABC1m0.5kN1.5kN2kN/m+-0.75m1.5kN0.5kN0.56kN.m+0.5kN.m(c)aABCDqqaaa2qaqaq+-qa+qaqa+-qa2/2qa2/29-5 (a)3aABCqqa22aqa/35qa/3+-qa/35a./35qa/3错+25qa2/184qa2/3qa2/39-5 (b)9-5 (c)qllqql2qlql2/2ql2/2+qllqql2qlql2qlql2+ABlqFBFAx+ql2/4lF=qlABCl/2q

8、l/2+-ql/29-69-7(a) 槽钢平放ACBDzyACBDyz9-7(b) 槽钢竖放9-820kN.m3m11m5m12215kNzyADC18030050B1-1截面2-2截面9-12 由两根No.36a槽钢组成的梁，如图所示。已知：F=44kN，q=1kN/m；钢的许用应力 。试校核此梁的强度。AB61m=6mq113kN113kNFFFFFyz因此，该梁满足正应力和切应力强度条件。9-13 由工字钢做的简支梁受力如图所示。已知材料的许用应力试选择工字钢号码。E20kN/mACD0.5m2.5m4m80kN60kNB1m113.125kN76.875kN113.125kN33.12

9、5kN16.875kN76.875kN2.156m选择28a号工字钢故选择28a号工字钢。P194：9-15 试求图示等截面梁的转角方程和挠度方程，并求外力偶作用着的C截面处的挠度。AC2l/3MeBl/3Me/lMe/l（1）（2）（3）（4）边界条件连续条件连续条件代入(1)、(3)和(2)、(4)，得边界条件代入 (2)、(4)，得C截面处，P252：10-1 求图中所示应力状态下单元体斜截面ab上的应力，并用分离体在该面上示出。30040MPa30MPa60MPaab11.0MPa58.3MPaP252：10-3 题10-1图中所示应力状态下，分别求主应力的值；用图示出不等于零的两个主应力的作用面。（1） 若 x y ，则 1 450(2) 若 x y ，则 1 450(3) 若 x = y ，则 x 0 ，1 = -450