材料力学作业解答2 3章

发布 2022-07-01 03:55:28 阅读 5767

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。

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