2.1 试作图示个直杆的轴力图。
解:(ab)
cd)2.2 已知直杆的横截面积a,尺寸a和材料的容重γ,所受外力如图所士,其中p=10γaa。试作各直杆的轴力图。(1)略去杆的自重;(2)考虑杆的自重。
解:(a1)略去杆的自重2)考虑杆的自重。
b1)略去杆的自重 (2)考虑杆的自重。
c1)略去杆的自重2)考虑杆的自重。
2.4 图示桁架,ab为圆截面刚杆,ac为方截面木杆。在a点受载荷p的作用,试确定刚杆的直径d和木杆截面的边长a。
已知:p=50kn,刚杆的许用应力[σ]160mpa,木杆的许用应力[σ]木=10mpa。
解:(1)计算各轴轴力。
节点a的平衡方程为。
联立(1)、(2)式,解得
2)根据强度条件确定截面尺寸:
由, 则:刚件的直径:
木杆的边长:
2.5 图示桁架,α=300,在a点承受载荷p=350kn,杆ab由两根槽钢构成,杆ac由一根工字钢构成,钢的许用拉应力[σt]=160mpa,许用压应力[σc]=100mpa,试为两杆选型钢号码。
解:(1)计算各杆的轴力。
节点a的平衡方程为。
联立(1)、(2)式,解得
(2)根据强度条件选择型钢号码 (查表:教材p572 型钢表)
ab杆: 选用两根no.10槽钢。
ac杆: 选用no.20a工字钢。
2.6 图示桁架,杆①、②的横截面匀为圆形,直径分别为d1=30mm,d2=20mm,两杆材料相同,许用应力[σ]160mpa,试确定a点载荷的最大许用值。
解:(1)由节点a的平衡方程得。
节点a的平衡方程为。
联立(1)、(2)式,解得
(2)根据强度条件确定p的最大允许值。
由①杆的强度条件得。
由②杆的强度条件得。
2.8 图示结构,各杆抗拉(压)刚度ea相同,试求节点a的水平位移和垂直位移。
a. 解:(1)计算各杆的轴力。
由节点a的平衡方程可得
(2)计算各杆得伸长。
(3)计算。
由变形图可知:
b. 解:(1)计算各杆的轴力。
由节点a的平衡方程可得
由节点c的平衡方程可得
(2)计算各杆得伸长。
(3)计算。
由变形图可知:
2.12 试求图示结构的许可载荷[p]。已知:①、杆材料的许用应力[σ]160mpa,a1=20cm2,a2=12cm2 ,ab为刚体。
解:(1)由平衡方程得。
(2)根据强度条件求[p]
由①杆的强度条件得。
由②杆的强度条件得。
为使两个杆的强度都满足,取[p]=480kn
2.13 图示轴向拉伸等直杆,长= 1m,截面正方形边长a=10mm,材料弹性模量e=210gpa,γ=0.3,今测得拉杆表面任一点k的横向线应变ε′=2*10-4。
试求载荷p和直杆的总伸长。
解:杆的轴向应变为
载荷。杆的总伸长
2.30 图示结构, ab为刚性粱, l杆横截面积 a1=1cm2,2杆a2=2cm2,a=1m,两杆材料相同(e=200gpa),许用应力=160mpa,100mpa。试确定安全载荷 [p]。
解:一度超静定问题。
(1)平衡方程。
1)(2)几何方程2)
(3)本构方程
代入(2)式,得补充方程3)
联立(1)、(3)式,解得:
(4)求[p]
由1杆的强度条件得
由2杆的强度条件得
取[p]=24kn。
2.33 等截面直杆,两端固定,截面面积a=20cm2,杆上段为铜质材料e1=100gpa,下段为钢质材料e2=200gpa,若p=100kn,试求各段杆内的应力。
解:(1)平衡方程。
(2)几何方程2)
(3)物理方程
代入(2)式,得补充方程3)
联立(1)、(3)式,解得:
(4)各段应力。
3.1 试计算图示杆件的许用拉力[p]。已知许用应力=120mpa,90 mpa,240 mpa。
解:考虑杆件拉伸强度条件:
考虑杆件剪切强度条件:
考虑杆件挤压强度条件:
比较后得:3.8 试校核图示铆接头的强度,铆钉和板的材料相同,许用应力=160mpa,120 mpa,340 mpa,轴向拉力p=230kn。
解:上板受力如图(c)所示。
按拉伸强度校核:
按剪切强度校核:
按挤压强度校核:
所以,不符合强度条件。
材料力学第七章习题选及其解答
7 2.在图示各单元体中,试用解析法和应力圆求斜面ab上的应力。应力单位为mpa。解 a 1 应力分量 2 用解析法求斜截面上的应力。3 应力圆。b 1 应力分量 2 用解析法求斜截面上的应力。3 应力圆 为一点圆。c 1 应力分量 2 用解析法求斜截面上的应力。3 应力圆。d 1 应力分量 2 用...
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