工程力学课后部分习题讲解

.错误！链接无效。A2=400cm2。试画其轴力图,并求：1各段横截面上的应力；2绝对变形l。解题提示：图8-4分段求出应力和应变,再由l=l1+l2求得图8-48-6、如图8-6所示零件受力F=40kN,其尺寸如图所示。试求最大应力。图图8-68-8、如图8-8所示,在圆截面杆上铣去一槽。已知F=10kN,d=45mm,槽宽为d/4。试求杆横截面上的最大正应力及其所在位置。图8图8-8解题提示：图12-3图12-3置就是图示A-A截面,在应力公式求解即可。8-10、一板状试件如图8-10所示,在其表面贴上纵向和横向的电阻应变片来测量试件的应变。已知b=4mm,h=30mm,当施加3kN的拉力时测得试件的纵向线应变1=120×10-6。横向线应变2=-38×10-6。求试件材料的弹性模量E和泊松比。解题提示：泊松比可由横向和纵向应变比值得到；弹性模量则可由虎克定律求得。图图8-108-13、蒸汽机汽缸如图8-13所示,已知D=350mm,联接汽缸和汽缸盖的螺栓直径d=20mm,如蒸汽机压力p=1MPa,螺栓材料的许用应力[]=40MPa,试求所需螺栓的个数。图12-图12-78-14、某悬臂吊车如图8-14所示,最大起重载荷G=20kN,AB杆为Q235圆钢,许用应力[]=120MPa。试设计AB杆的直径。解题提示：由拉压强度条件解决截面设计问题。图图8-148-17、三角架结构如图8-17所示,AB杆为钢杆,其横截面面积A1=600mm2,许用应力[]G=140MPa；BC杆为木杆,其横截面面积A2=3×104mm2,许用应力[]M=3.5MPa,试求许用载荷[F解题提示：由B点受力可得F、FBA、FBC之间的关系,在由FN≤A可得[FBA][FBC]。图8-208-20、如图8图8-20解：该问题为静不定问题。8-23、图8-23所示切料装置用刀刃把切料模中12mm的棒料的抗剪强度图8-23b图8-23解题提示：切断的条件：图8-248-24、图8-24所示螺栓受拉力F作用,已知材料的许用切应力[]和许用拉应力[]之间的关系为[]=0.6[]。试求螺栓直径d图8-24解题提示：由拉伸强度条件：由剪切强度条件：合理比例应F1=F2图8-258-25、压力机最大许可载荷F=600kN。为防止过载而采用环式保险器〔图8-25,过载时保险器先被剪断。已知D=50mm,材料的抗剪强度b图8-25解题提示由剪断条件：第八章拉伸〔压缩、剪切与挤压的强度计算参考答案习题：8-2=203.82MPa=1×10-38-3L8-41=-3MPa2=-5.33MPal=-2.574mm8-671.43MPa8-89.23MPa8-10E=208.33GPa=0.328-138个8-1425mm8-1784kN8-204F/3-58-2336.2MPa8-242.48-2519.1mm第九章圆轴的扭转P203-P205习题：9-1、作出图9-1所示各轴的扭矩图。图9-1解题提示：根据截面法求出各轴段上的扭矩值,而后再作出扭矩图如下。9-2、某传动轴〔图9-2转速n=400r/min,主动轮2的输入功率为60kW,从动轮1、3、4和5的输入功率分别为18kW,12kW,22kW,8kW。试画出该轴的扭矩图。图9-2解题提示：根据外力偶矩的公式先求出各轮所承受扭矩值,再由截面法求出各轴段上的扭矩值,而后作出扭矩图如下。9-3、阶梯轴AB如图9-3所示。AC段d1=40mm,BC段直径为d2=70mm,B轮输入功率PB=35kW,A轮的输出功率PA=15kW,轴匀速转动,转速n=200r/min,G=80GPa,[]=60MPa,轴的[]=2°/m。试校核轴的强度和刚度。解题提示：根据扭转强度和刚度条件,带公式计算。图14-39-4、实心轴和空心轴通过牙嵌离合器连在一起如图9-4所示。已知轴的转速n=100r/min,传递的功率P=7.5kW,试选择实心轴的直径d1和内外直径比为1/2的空心轴外径D2。图9-4解题提示：根据扭转强度和刚度条件,确定轴的截面尺寸公式：图9-79-7、船用推进轴如图9-7所示,一端是实心的,其直径d1=28cm；另一端是空心轴,其内径d=14.8cm,外径D=29.6cm图9-7解题提示：根据扭转强度条件进行计算轴所能承受的最大扭矩,即为外力偶矩。9-10、齿轮变速箱第Ⅱ轴如图9-10所示。轴所传递的功率P=5.5kW,转速n=260r/min,[]=40MPa,试按强度条件初步设计轴的直径。图图9-10解题提示：根据扭转强度和刚度条件,确定轴的截面尺寸公式：9-13、如图9-13所示桥式起重机,若传动轴传递的力偶矩M=1.08kN·m,材料的[]=40MPa,G=80GPa,[]=0.5°/m,试设计轴的直径。图图9-13解题提示：由轴的强度和刚度条件设计截面尺寸的公式计算,结果选大的直径。第九章圆轴的扭转习题参考答案习题：9-3强度和刚度满足条件9-4d≥56mm,D≥58mm9-7约216kN·m9-1033mm9-1363mm第十五章直梁的弯曲P230-P234习题：10-2、作出图10-2所示各梁的剪力图和弯矩图,q、F、a、l已知。图10-2解题提示由FQ和M图特征表易画出以上各梁的内力图：图1图10-3图10-310-3、已知悬臂梁如图10-图1图10-3图10-3解题提示由FQ图特征将梁分成三段,前两段的端部受集中力作用,最后一段受均布载荷作用,图为10-4、已知梁的弯矩图如图10-4所示,试作梁的载荷图和剪力图。图10-4解题提示由M图特征将各梁分段,并分析各段的载荷特点,得：ab>c>10-5、试判断图10-5中的FQ、M图是否有错,并改正错误。b>图10-5解题提示分析图〔a错误1：C处,FQ图应无变化；而题图中却有突变值。错误2：C处,M图应有突变值；而题图中却无变化。错误3：AC处,FQ应倾斜向上,M图应下凹,即张口应向上；而题图中却相反。分析图〔b错误较严重,故需按FQ、M图的特点重新绘制。结果图形和原图关于横坐标对称。10-7、圆截面简支梁受载如图10-7所示,试计算支座B处梁截面上的最大正应力。图10-7解题提示：先求出B处弯矩的大小,再代入=M/Wz求出B处梁截面上的最大正应力。10-8、空心管梁受载如图10-8所示。已知[]=150MPa,管外径D=60mm。在保证安全的条件下,求内径d的最大值。图10-8解题提示：先求出梁上最大弯矩的大小,再由梁的强度条件求出内径的值。10-9、简支梁受载如图10-9所示。已知F=150kN,q=10kN/m,l=4m,c=1m,[]=160MPa。试设计正方形截面和b/h=1/2的矩形截面,并比较它们的面积的大小。图10-9解题提示先求出梁上最大弯矩的大小,再由梁的强度条件设计正方形和矩形截面的尺寸。10-11、轧锟轴〔图10-11直径D=280mm,跨度长l=1000mm,a=450mm,b=100mm,轧锟轴材料的许用弯曲正应力[]=100MPa。求轧锟所能承受的最大允许轧制力。解题提示图10-1110-12、由工字钢20b制成的外伸梁〔图10-12,仔外伸端C处作用集中载荷F,已知材料的许用拉应力[]=160MPa,外伸端的长度为2m。求最大许用载荷[F]。图10-12解题提示先求出梁上最大弯矩〔B处的大小为2F。再由强度条件求出最大许用载荷。10-13、由工字钢20b制成的外伸梁〔图10-13,仔外伸端C处作用集中载荷F,已知材料的许用拉应力[]=160MPa,外伸端的长度为2m。求最大许用载荷[F]。图10-13解题提示先求出梁上最大弯矩〔B处的大小为2F。再由强度条件求出最大许用载荷。第十章直梁的弯曲参考答案习题：10-78.7MPa10-839mm10-9正方形a≥104mm长方形h≥131.1mm正方形面积大10-11907.4KN10-1220kN10-1316号工字钢第十二章组合变形的强度计算P262-P265习题：12-2、夹具〔如图12-2的最大夹紧力F=5kN,偏心距e=100mm,b=10mm,材料的许用应力[]=80MPa,求夹具立柱的尺寸h。解题提示夹具立柱承受拉弯组合变形,可由拉弯组合变形强度条件设计h。图12-2图12-212-8、图12-8所示折杆的AB段为圆截面,AB⊥BC,已