工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版第九章习题答案 联系客服

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9-9 一根20a号工字钢的直杆,长l=6m.两端固定。在温度Tl=20℃时进行按装.此时杆不受力。获知钢的线膨胀系数α=125×10-5l/C。=2l0GPa.试问当温度升高到多少度时.杆将丧失稳定。

提示:由于温度升高将引起轴向压力P,利用拉压虎克定律可算出其缩短变形

;其次,利用温度定律计算温度升高时的伸长

;再从杆的变形条件,。

=

,及临界公式,就可算得失稳时的

变形温度

9—10 图示结构,AD为铸铁圆杆,直径d1=6cm。弹性模量E=9lGPa,许用压应力[σP]=120 MPa,规定稳定安全系数[nst]=5.5,横梁EB为18号工字钢BC,BD为直径d=1的直杆,材料均为Q235钢.许用应力[σ]=l60 Mp,各杆间的连接均为铰接。求该结构的许用栽荷[q]=?

参考答案

9-1 解:如上图,由书中公式得: Pcr=п2EI/(μl)2

2

I=пd/64≈0.0012566μ=1,μ=0.7,μ=0.5, 答:(a)情形最小

(b)情形次之 (c)情形最大

Pcr=п2EI/(μl)2=3290KN

9-2解:分析:b向与h向先失稳的P为最终力! 故分别计算如下: Iz=bh3/12=72cm Iy=hb3/12=32cm μc=1 μc=0.5

Pcrz=п2EI/(μl)2=259KN PcrY =п2EI/(μl)2=458KN PcrY > PcrZ

所以P=259KN为此压杆的临界力 9-3 解:

分析:本题可通过改变横截面的I来调整立柱的性质

使得立柱向两个方向失稳的P相同,这样,就使得立柱的 临界力P最大:

10号槽钢:Ix=198*10-8;Iy=54.9*10-8 截面积A=0.0012748 Ix真=2Ix=396*10-8

Iy真=2(Iy+(a/2)2 A)=109.8*10-8+a2/2*0.0012748 使用柔度判断公式: λ=

(π2E/σ)≈100

=0.7*6/

λx=μl/

≈532.9>100 欧拉公式:

Pcrx=2EIx/(μxl)2 =443.1250955591KN Iy真=Ix真

所以: a=0.067m

9-4解:该结构的临界力为MIN{AB或BC的临界力} 分别求AB,BC 1. AB: (1)判断

λ=

(π2E/σ)=≈100

=0.7*4.5/0.08*4=157.3>λ

λx=μl/

(2)欧拉公式:

PcrY =π2EI/(μl)2=399980N 2.BC

(1)判断

λ=

(π2E/σ)≈100

=1*3/0.07/2/

=>λ

λx=μl/

(2)欧拉公式:

PcrY =π2EI/(μl)2=N

9-6解:(1)计算支柱的临界力 从型钢表上查得Imin=Iy=225cm4,

rmin=ry=2.31cm。柱两端铰支,μ=1,则柔度λ=μl/ rmin*1*250/2.31=108 由表9-2知λ>λp ,故由欧拉公式计算临界力, Pcrx=2EI/(μl)2=746KN, (2)校合支柱的稳定性

nC=PCr/P=746000/200000=3.37>[nc] 9-9答:

=59.