西南交大第二版材工程力学材料力学部分习题答案

1、1,工程力学电子教案,7-1试作图示各杆的轴力图，并分别指出最大拉力和最大压力的值及其所在的横截面（或这类横截面所在的区段）。,最大拉力值为15kn，位于cd,p153 7-2 试求图示直杆横截面1-1、2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。如横截面面积a=200mm2，试求各横截面上的应力。,10kn,10kn,20kn,解：,3,工程力学电子教案,7-4 在图示结构中，各杆的横截面面积均为3000mm2。力f为100kn。试求各杆横截面上的正应力。,解：假设各杆均被拉伸，对b点作受力分析：,由分析可知：,对c点作受力分析：,由分析可知：,4,工程力学电子教案,于是各杆横截面上的正应力为：,5

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：,假设ab，ac杆均被拉伸，对a点作受力分析：,由分析可知：,6,工程力学电子教案,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。,7,工程力学电子教案,7-10 一根等截面直杆如图所示，其直径为d=30mm。已知f=20kn，l=0.9m，e=2.1105mpa。作轴力图，并求杆端d的水平位移dd以及b，c两横截面的相对纵向位移dbc。,解：

3、首先作出杆件的轴力图。,8,工程力学电子教案,从轴力图中可以看出，ab段被拉伸，bc段被压缩，cd段被拉伸。杆端d的水平位移dd为,bc段被压缩，于是b，c两横截面的相对纵向位移dbc即为dl2。,9,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：bd杆的轴力为f，被拉伸，bc杆的轴力为零。,按小位移近似，变形后b点的位置为b点，于是,10,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，

4、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。,工程力学电子教案,第七章 拉伸和压缩,11,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；,工程力学电子教案,第七章 拉伸和压缩,12,(4) 联立平衡方程和补充方程，解出全部未知力。,p183 8-1(c) 作图示杆的扭矩图，并指出最大扭矩的值及其所在的横截面。,1,1.5,0.5,+,+,-,单位：kn.m,3,-,p183 8-5 空心钢圆轴的外

5、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。,me,me,d,d,解:(1),(2),a,max,a,t,p228 9-1 试求图示各梁指定横截面上的剪力和弯矩。,a,b,c,f=ql/2,q,l/4,l/2,l,d,1,1,2,2,3,3,(c),fb,fa,解：求得支座约束力,( c ),p228 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/m,a,c,b,1m,2

6、m,(d),80kn,解：求得支座约束力,56kn,40kn,40kn,56kn,192kn.m,a支座右侧截面,c截面,fb,fa,2kn/m,a,c,1m,4m,b,20kn.m,解：求得支座约束力,a支座右侧截面,c右侧截面,9kn,1kn,8kn.m,12kn.m,0.25kn.m,(e),fb,fa,0.5m,9-11 矩形截面外伸梁如图所示。试求点1、2、3、4、5五个点处横截面上的应力；以单元体分别表示各该点处的应力状态。,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。,c截面处，,p266:11-5 图示一简单托架，其撑杆ab为直径d=100mm的实心