1、工程力學(xué)材料力學(xué)部分西南交大版作業(yè)答案2 工程力學(xué)電子教案 7-6：結(jié)構(gòu)如圖所示，桿件AB，AD均由兩根等邊角鋼組成。已知材料的許用應(yīng)力s=170MPa，試為AB，AD桿選擇等邊角鋼的型號(hào)。解：對(duì)DE桿作平衡分析知，進(jìn)而，假設(shè)AB，AC桿均被拉伸，對(duì)A點(diǎn)作受力分析：AFAB FADFAC由分析可知，進(jìn)而，AAB17.6cm2，AB桿應(yīng)該選擇10010010的等邊角鋼。AAD8.8cm2，AD桿應(yīng)該選擇80806的等邊角鋼。300kN/mBCAD2m30E300kN/mD2mEFADFExFEyP155 7-8 橫截面面積A=200mm2的桿受軸向拉力F=10kN作用，試求斜截面m-n上的正應(yīng)力

2、及切應(yīng)力。F=10kN300mn解：P155 7-10 等直桿如圖示，其直徑為d=30mm。已知F=20kN,l=0.9m,E=2.1105MPa，試作軸力圖，并求桿端D的水平位移D以及B、C兩橫截面的相對(duì)縱向位移BC。20kN-20kN20kNl/32F2FFl/3l/3ABCD解：5 工程力學(xué)電子教案 7-13：試求圖示桿系節(jié)點(diǎn)B的位移，已知兩桿的橫截面面積均為A=100mm2，且均為鋼桿(sp=200MPa，ss=240MPa，E=2.0105MPa)。解：對(duì)B點(diǎn)受力分析知BD桿被拉伸，力的大小等于F。BC桿受力為零。進(jìn)而BD桿的軸力為F，BC桿的軸力為零。BBB按小位移近似，變形后B點(diǎn)

3、的位置為B點(diǎn)，于是BCDF=15kN301m6 工程力學(xué)電子教案 7-17：圖示桿系中各桿材料相同。已知：三根桿的橫截面面積分別為A1=200mm2，A2=300mm2，A3=400mm2，荷載F=40kN。試求各桿橫截面上的應(yīng)力。解：(1) 畫受力圖，列出獨(dú)立的平衡方程，并確定超靜定次數(shù)；兩個(gè)方程，三個(gè)未知數(shù)，所以是一次超靜定問題。AFFN2FN3FN13060ABCD4mF3213060工程力學(xué)電子教案 第七章 拉伸和壓縮7代入變形協(xié)調(diào)條件，得補(bǔ)充方程(2) 畫變形關(guān)系圖，列出變形協(xié)調(diào)方程；(3) 根據(jù)胡克定律，由變形協(xié)調(diào)方程得補(bǔ)充方程；12A3A工程力學(xué)電子教案 第七章 拉伸和壓縮8(4

4、) 聯(lián)立平衡方程和補(bǔ)充方程，解出全部未知力。12A3AABCD4mF3213060解：（1）剪切面：A=dh；剪力：Fs=F 拉桿頭部滿足剪切強(qiáng)度條件 擠壓力：Fbs=F拉桿頭部滿足擠壓強(qiáng)度條件。hdD50kNP156 7-18 試校核圖示拉桿頭部的剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度。已知：D=32mm，d=20mm，h=12mm，材料的許用切應(yīng)力=100Mpa，許用擠壓應(yīng)力bs=240Mpa。（2）擠壓面：P157 7-20 矩形截面木拉桿的接頭如圖所示，已知b =250mm，F(xiàn)=50KN，木材的順紋許用擠壓應(yīng)力bs=10MPa, 順紋許用切應(yīng)力=1MPa 。試求接頭處所需的尺寸l和a。PPbFFFFbal

5、l解：P183 8-4 實(shí)心圓軸的直徑d=100mm，長(zhǎng)l=1m，作用在兩個(gè)端面上的外力偶之矩均為Me=14kN.m，但轉(zhuǎn)向相反。材料的切變模量G=8104MPa。試求：（1）橫截面上的最大切應(yīng)力，以及兩個(gè)端面的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角；（2）圖示橫截面上A、B、C三點(diǎn)處切應(yīng)力的大小及指向。MeMeABABOC25100解:(1)(2)TABCP183 8-5 空心鋼圓軸的外直徑D=80mm，內(nèi)直徑d=62.5mm，外力偶之矩為Me=10N.m，但轉(zhuǎn)向相反。材料的切變模量G=8104MPa。試求：（1）橫截面上切應(yīng)力的分布圖；（2）最大切應(yīng)力和單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角。MeMeDd解:(1)(2)AmaxATP228

6、 9-3 試寫出圖示各梁的剪力方程和彎矩方程，并作出剪力圖和彎矩圖。指出最大剪力和最大彎矩的值以及它們各自所在的橫截面。4kN/mACB1m2m(d)80kN解：求得支座約束力56kN40kN40kN56kN192kN.mA支座右側(cè)截面C截面FBFA2kN/mAC1m4mB20kN.m解：求得支座約束力A支座右側(cè)截面C右側(cè)截面9kN1kN8kN.m12kN.m(e)FBFA0.5mP229:9-4,9-5,9-6 9-4 繪出圖示各梁的剪力圖和彎矩圖。1m5KN10 KN.m1m15KN15 KN.m10KN+10KN5KNFs圖15 KN.m5 KN.m5 KN.m+M圖（a）+80KN80

7、KN剪力圖+48單位：KN.m1616彎矩圖Eq=100kN/mACD0.2m1.6m1m2m12(b)80KN80KN1m2mABC1m0.5kN1.5kN2kN/m+-0.75m1.5kN0.5kN0.56kN.m+0.5kN.m(c)aABCDqqaaa2qaqaq+-qa+qaqa+-qa2/2qa2/29-5 (a)3aABCqqa22aqa/35qa/3+-qa/35a./35qa/3錯(cuò)+25qa2/184qa2/3qa2/39-5 (b)9-5 (c)qllqql2qlql2/2ql2/2+qllqql2qlql2qlql2+ABlqFBFAx+ql2/4lF=qlABCl/2q

8、l/2+-ql/29-69-7(a) 槽鋼平放ACBDzyACBDyz9-7(b) 槽鋼豎放9-820kN.m3m11m5m12215kNzyADC18030050B1-1截面2-2截面9-12 由兩根No.36a槽鋼組成的梁，如圖所示。已知：F=44kN，q=1kN/m；鋼的許用應(yīng)力 。試校核此梁的強(qiáng)度。AB61m=6mq113kN113kNFFFFFyz因此，該梁滿足正應(yīng)力和切應(yīng)力強(qiáng)度條件。9-13 由工字鋼做的簡(jiǎn)支梁受力如圖所示。已知材料的許用應(yīng)力試選擇工字鋼號(hào)碼。E20kN/mACD0.5m2.5m4m80kN60kNB1m113.125kN76.875kN113.125kN33.12

9、5kN16.875kN76.875kN2.156m選擇28a號(hào)工字鋼故選擇28a號(hào)工字鋼。P194：9-15 試求圖示等截面梁的轉(zhuǎn)角方程和撓度方程，并求外力偶作用著的C截面處的撓度。AC2l/3MeBl/3Me/lMe/l（1）（2）（3）（4）邊界條件連續(xù)條件連續(xù)條件代入(1)、(3)和(2)、(4)，得邊界條件代入 (2)、(4)，得C截面處，P252：10-1 求圖中所示應(yīng)力狀態(tài)下單元體斜截面ab上的應(yīng)力，并用分離體在該面上示出。30040MPa30MPa60MPaab11.0MPa58.3MPaP252：10-3 題10-1圖中所示應(yīng)力狀態(tài)下，分別求主應(yīng)力的值；用圖示出不等于零的兩個(gè)主應(yīng)力的作用面。（1） 若 x y ，則 1 450(2) 若 x y ，則 1 450(3) 若 x = y ，則 x 0 ，1 = -450