大学专科工程力学复习题2011

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?AC?FNACFAC4FAC4?2F?????AA?d2?d23.14?2524?2?22?1000

MPa?89.68.MPa? ???故,AC杆强度足够

5.结构尺寸及荷载如图所示,求固定端支座A和链杆支座C的约束反力.

m=0.5Pa

解:略。(自行解答:先以BC为研究对象,再以AB为研究对象) 答案如下:FAx??P,FAy??P,MA?Pa 36 、如图所示为三角构架,AB杆为圆截面,直径d=50mm,用钢材制成,[σ]= 180MPa;BC杆为矩形木杆,a = 600mm,h = 120mm,[σ] = 10MPa。试求:该结构的许可载荷[F]。 解:取B铰链为研究对象

?FY?0 FBCsin30??F?0

得: FBC?F?2F

sin30??0 FBA?FBCcos30??0 得:FBA?FBCcos30??3F (2)计算两杆的轴力。

; FNBA?FBA?3F(受拉)

x?FFNBC?FBC??2F(受压)。

(3)计算两杆分别允许的最大载荷。应用强度准则

AB杆 ??FNBA4?3F??170 ABA?d2170?3?14?302?4?1?732FBC FBA MPa

得 F?170???d24?3N = 69.3kN

BC杆 ??得 F?FNBC2F??10 ABCah10?ah10?600?120?N = 360kN 22F

(4)确定结构的许可载荷。[F]?69.3kN。

7、 图所示圆截面简支梁,已知截面直径d=5 0mm, 作用力F=6kN,a=5 00mm,试确定梁的危险截面, 并计算梁的最大弯曲正应力。

a

a

d

M Fa2解:(1)画弯矩图。

(2)确定梁的危险截面

x O 梁的中点剪力和弯矩都处于 最大,危险截面在梁的中点。 (3)计算梁的最大弯曲正应力。

梁在中点弯矩最大:

11 Mmax?Fa??6?103?500N.mm?15?105N.mm22

?d3??503?mm3?12272mm3 截面抗扭截面系数:Wz?3232Mmax15?105最大弯曲正应力:?max??MPa?122.23MPa

Wz122728、圆轴的直径d=50mm。转速n=120r/min,若该轴的许用切应力为[τ]= 60MPa.试求轴所传递的功率P是多大?

解:圆柱的抗扭截面系数为:

?d3 Wp? (1)

16由扭转强度条件得:

?max?T?[?] (2) WpT?9549?P (3) n?d3[?]T?Wp[?]?

16nn?d3[?]120???50?10?3??60?106??P??T?? 95491695499549163?120?1472.62?18.5kW 95499、 直杆AB如图所示,已知材料的许用应力[σ]=160 MPa,轴向压力F=480 KN。若直杆为矩形截面,高与宽之比h/b=1.2,试设计直杆的尺寸b和h。

解:根据强度条件有:

FF?[?] ???Abhbh?F (1) [?]根据题知:

h?1.2 (2) bF480?103将(2)代入(1)得:b???50mm

1.2[?]1.2?160取:b=50mm,则有h=60mm。

10、在如图所示的应力状态中,求指定斜截面上的应力。

解: 由图可知: ??600, ?x??100MPa, ?y?50MPa ,?x??y?0。

由公式得:

????x??y2??x??y2cos2???xsin2?

=

????100?50?100?50?cos1200 Mpa = 12.5 Mpa 22sin2???xcos2?

?x??y250MPa ??n60o=

?100?50sin1200 Mpa = -65 Mpa 2??斜截面上的正应力??和切应力??方向如图。

100MPa 11、如图所示的螺旋压板装置,已知工件受到的压紧力F =2.5kN,板长为3a,a=50mm,压板材料的许用应力[σ]=140MPa,试校核压板的弯曲强度。

教材第124页例题9.6

12、如图所示圆轴AB,A端固定,B端为一圆轮,其直径为D, 重量为Q,沿铅垂方向作用有一集中力P。已知:D=800mm,

d=50mm,l?500mm,Q=500N,P=1.5kN,[?]=160MPa,

试根据第四强度理论校核轴AB的强度。

解:(1)作用力Q、P向轴线简化如图。 外力:

F?P?Q?1.5?0.5?2kN

A M F BT1 x 外力偶矩:

T1=PD/2=1.5?800/2(N.m)=600N.m

(2)画弯矩图、扭矩图。

由图可知A截面为危险截面,其上弯矩和扭矩为:

Mmax?Fl?2?500(N.m)?1000N.m

Fl T x Pd/2 Tn?600N.m

(3)校核强度,(按第四强度理论)

?xd4?M2?0.75TnWz2

?321000?103???0.75?600?103??5032??2=91.83MPa?[?]=160MPa

可见,AB轴的强度足够。

13.受扭圆杆如图所示,已知杆的直径d=80mm、材料的容许剪应力[τ]=40MPa,试校核该杆的强度.

解:略。(自行解答)

14.一等直杆受力如题28图所示,已知杆的横截面积A0和材料的弹性模量E。 (1)作轴力图;

(2)求C截面相对于A截面之位移?lCA。

解:略。(自行解答)

15.如题29图所示,一简支梁长8m,横截面为外径d0=250mm、壁厚t=10mm的空心圆形,梁受均布载荷q=2kN/m。试求梁中最大正应力。

解:略。(自行解答)

16.跨中承受集中荷载作用的矩形截面木梁ACB如图所示,已知l=4m,b=140mm,h=210mm,P=8kN,弯

曲时木料的容许正应力[σ]=10MPa,试校核该梁的强度.

解:略。(自行解答)

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