工程力学第四次作业答案

发布 2022-07-05 03:01:28 阅读 2955

8-15 在构件表面某点o处,沿0°,45°,90°与135°方位粘贴四个应变片,并测得相应正应变依次为= 450×10-6, =350×10-6, =100×10-6与= 100×10-6 ,试判断上述测试结果是否可靠。

题8-15图。

解:依据平面应变状态任意方位的正应变公式,有。

将式(a)和(b)代入式(c),得。

(d)将以上所得结果(a),(b)和(d)代入平面应变状态任意方位的正应变公式,计算应有的测量值为。

的实际测量值比上述结果小了一半,这说明题中所给测试结果不可靠。

其实,由应变圆可知,无论为何值。

而。同样说明题中所给的这组测试结果不可靠。

8-16 图示矩形板,承受正应力作用。已知板件厚度=10mm,宽度b = 800mm,高度h = 600mm,正应力=80mpa, =mpa,材料为铝,弹性模量e=70gpa,泊松比= 0.33。

试求板厚的改变量与板件的体积改变量。

题8-16图。

解:此为平面应力状态问题。设板厚度方向的正应变为,则有。

板厚的改变量为。

体应变为。由此可得该板件的体积改变量为。

9-1 某铸铁构件危险点处的应力如图所示,已知铸铁的许用应力=40 mpa,试校核其强度。

铸铁是脆性材料,使用第一强度理论校核,-10mpa , 20mpa ,

故构件满足强度要求。

9-5 图示外伸梁,承受载荷f = 130 kn作用,许用应力=170 mpa。试校核梁的强度。如危险点处于复杂应力状态,采用第三强度理论校核强度。

题9-5图。

解:1.内力分析。

由题图可知,截面为危险截面,剪力与弯矩均为最大,其值分别为。

2.几何性质计算

式中:足标系指翼缘与腹板的交界点;足标系指上翼缘顶边中点。

3.应力计算及强度校核。

三个可能的危险点(,和)示如图9-5。

图9-5点处的正应力和切应力分别为。

该点处于单向与纯剪切组合应力状态,根据第三强度理论,其相当应力为。

点处的正应力和切应力分别为。

该点也处于单向与纯剪切组合应力状态,其相当应力为。

点处于纯剪切应力状态,其切应力为。

其相当应力为。

结论:该梁满足强度要求。

4.强度校核。

依据第三强度理论,上述三点的相当应力依次为。

它们均小于许用应力,故知梁满足强度要求。

9-8 图示油管,内径d =11 mm,壁厚= 0.5 mm,内压p = 7.5 mpa,许用应力=100 mpa。试校核油管的强度。

题9-8图。

解:油管工作时,管壁内任一点的三个主应力依次为。

按照第三强度理论,有。

计算结果表明,该油管满足强度要求。

9-11 图示铸铁构件,中段为一内径d =200 mm、壁厚= 10 mm的圆筒,圆筒内的压力p =1 mpa,两端的轴向压力f = 300 kn,材料的泊松比= 0.25,许用拉应力=30 mpa。试校核圆筒部分的强度。

题9-11图。

解:1.应力计算。

圆筒的,属于薄壁圆筒。故由内压引起的轴向应力和周向应力分别为。

由轴向压力引起的轴向应力为。

(压)筒壁内任一点的主应力依次为。

2.强度校核。

由于该铸铁构件的最大压应力超过最大拉应力,且超过较多,故宜采用最大拉应变理论对其进行强度校核,即要求。

将上述各主应力值代入上式,得。

可见,该铸铁构件满足强度要求。

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