1、習(xí)題講解：3-1,N1-1 = 30 N N2-2 = -20 N N3-3 = 10 N,解：各段軸力,（a）,軸力圖,（b）,解：各段軸力,N1-1 = 4 F N2-2 = -F N3-3 = 2 F,1,1,2,2,3,3,3-2 求各段應(yīng)力及總伸長(zhǎng)。E=2105MPa， F=12KN，Q=3KN。,解：,1,1,2,2,N1=12KN N2=9KN,1,1,2,2,3-4 管道吊桿A3鋼。設(shè)計(jì)吊桿截面尺寸d。,解：,3-5 蒸汽記汽缸如圖。D=400mm，活塞桿 d=56mm，蒸汽壓力10大氣壓，l=75mm， E=2.1105。求(1)桿最大應(yīng)力；(2)變化量。,解：,（1）活塞桿

2、受力,（2）活塞桿變化量,習(xí)題 3-7,已知 ：F=128KN，,螺紋根徑d1=37mm。校核螺栓強(qiáng)度。,解：一個(gè)螺栓受力,強(qiáng)度滿(mǎn)足。,習(xí)題 3-9,NB,NA,NA,已知：NB=2NA NA=75 kN =160 MPa,螺桿B的強(qiáng)度：,立柱直徑：,取d=25mm,3-8 零件受力如圖，已知 P=38KN。求（1）零件最大拉力 發(fā)生在哪個(gè)截面；（2）最大拉應(yīng)力的值。,解：(1),d22,d10,d22,20,15,50,15,d50,拉應(yīng)力發(fā)生在最小截面1-1處。,（2）,3-11 三角架如圖，斜桿是兩根80807的角鋼，橫桿兩根 10號(hào)槽鋼， ， 求許可載荷P。,槽鋼,查得10號(hào)槽鋼橫截面

3、積 A AC=12.748cm2,角鋼,等邊角鋼橫截面積： （807+737）2 = 2142 mm2,3-11 三角架如圖，斜桿是兩根80807的角鋼，橫桿兩根 10號(hào)槽鋼， ， 求許可載荷P。,NAB,NAC,解：查得10號(hào)槽鋼橫截面積 A AC=12.748cm2,等邊角鋼橫截面積：（807+737）2 = 2142 mm2,例: 梁受載荷F=40KN，q=10KN/m，m=5KNm， 求：1、列出梁的剪力和彎矩方程；2、畫(huà)出梁 的剪力和彎矩圖；3、求,解：,RA,RB,1,2,3,RA,RA,RB,1,2,3,3-3右：,RA,RA,RB,1,2,3,3-3右：,Q、M圖見(jiàn)后頁(yè),RA,

4、RB,1,2,3,4-1 寫(xiě)出下列梁的剪力和彎矩方程，作剪力和彎矩圖。,（b）,RA,RB,解：RA= -5 N RB=15N,Q = - 5-10 x M= -5x-5x2,|Q|max = 15 N |M|max= 10 N-m,(c),解：RA=10N MA=15N-m,Q1=10 M1=10 x-15,Q2= 0 M2= -10,|Q|max= 10 N |M|max= 15 N-m,1,1,2,2,（f）,解：RB= 4.2 N RC=9.8 N,|Q|max = 5.8 N |M|max= 2.1 N-m,2.1,Q1=-10 x M1= -5x2,Q2= 5.8 M2= 5.8x

5、-3.2,Q3= -4.2 M3= -4.2x+5.88,1,2,3,（i）,解：RB= 1 N RC=19 N,|Q|max = 10 N |M|max= 4 N-m,Q1= -10 M1= -10 x,Q2= -10 x+13 M2= -5x2+13x-8.4,4 2 試?yán)胵、Q、M之間的微分關(guān)系，檢查下列剪力圖 和彎矩圖中的錯(cuò)誤，并予以改正。,qa/2,解：RA=0 MA=0,1,1,Q1=qx M1=qx2/2,Q2=qx M2=-qx2/2,2,2,RA,MA,(a),RA,RB,RA=3ql/8 RB=ql/8,3ql/8,-ql/8,9ql2/128,ql2/16,(b),4-

6、3 鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸簡(jiǎn)化如圖。聯(lián)軸器重G1=0.6KN，葉輪G2=2KN， 輪軸自重q=0.5KN/m。作彎矩圖、求Mmax。,解：,4-4 懸臂梁AB由兩根槽鋼組成，G=5.4KN,=140MPa 求：1）梁的彎矩圖；2）槽鋼型號(hào)。,解：,2),或：,4-7 矩形簡(jiǎn)支梁如圖。求： （1）危險(xiǎn)截面最大正應(yīng)力； （2）在A、B兩點(diǎn)的正應(yīng)力。 解：（1）,解：（2）兩點(diǎn)正應(yīng)力,4-8 單梁吊車(chē)，L=8m，起吊重Gmax=28KN, 工字鋼=125MPa,確定工字鋼截面 型號(hào)。（需考慮工字鋼自重）。,解：初定型號(hào)可忽略自重，最后再校核,查表選28a工字鋼：Wz=508 cm3、q = 43.492Kg/m

7、,校核：,強(qiáng)度滿(mǎn)足。,2,4-12 車(chē)削刀徑向力R=0.4kN,E=2105MPa。 用積分法或查表法求B端撓度。,解：查表4-2 得：,積分法：,4-14 用疊加法求各梁自由端、外伸端的撓度和轉(zhuǎn)角。,(a),解：,(a),轉(zhuǎn)角：,(b),解：撓度,轉(zhuǎn)角：,4-15 梁由二根槽鋼組成，F(xiàn)=20KN L=1m，E=2.1105MPa， =160MPa，y=L/400。 校核強(qiáng)度和剛度。,解：,強(qiáng)度：,剛度：,此結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度都滿(mǎn)足。,4-7 10號(hào)工字鋼梁AB，支座及載荷情況如圖所示。已知圓 鋼桿BC的直徑d=20mm，梁和桿的許用應(yīng)力 =160MPa， Q=15KN/m。試校核該結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。,

8、RA,RB,RA=11.25 RB=33.75,M,4.22KN.m,-7.5KN.m,解：,所以AB、BC桿強(qiáng)度都滿(mǎn)足要求。,5-1 圖示：P=1500KN，h=8mm，=110MPa。求搭接焊縫長(zhǎng)度L。,解：,所以，取焊縫長(zhǎng)度 620 mm。,擠壓面,5-2：沖床壓力為400kN，需要在厚 =4mm 的鋼板上沖出 d=70mm的圓孔，鋼板的剪切強(qiáng)度極限b=360MPa， jy=180MPa。 （1）問(wèn)沖壓力是否夠用？（2）鋼板沖壓同時(shí)是否會(huì)擠壞？,剪切面,擠壓面,剪切面,解一：,所以該沖床壓力夠用。,解二：需用剪力,所以該沖床壓力夠用。,（1）,結(jié)論： 該沖床在最大載荷作用下所能沖剪的圓孔

9、最小直徑為34mm，所能沖剪鋼板的最大厚度為10.4mm。,根據(jù)擠壓條件F判斷d：,根據(jù)剪切條件F確定：,由此可得：d=34mm，10.4mm。,還可根據(jù)已知條件求直徑和鋼板厚度。,5-3 圖示銷(xiāo)釘聯(lián)接，校核銷(xiāo)釘強(qiáng)度。已知P=18KN， t1 =8mm，t2=5mm，d=16mm，,解：,5-5 指出并計(jì)算圖示各構(gòu)件的剪切和擠壓 面積，計(jì)算剪切應(yīng)力擠壓應(yīng)力。b=80mm =12mm，L=20mm，F(xiàn)=10KN,解：剪切面積,1,1,2,擠壓面積,5-7 框式攪拌器，已知電動(dòng)機(jī)功率P=3KW，機(jī)械傳動(dòng) 效率為85%，攪拌轉(zhuǎn)速n=50r/min，d=80mm，=50MPa TB=TC=2TD。畫(huà)扭

10、矩圖、校核攪拌軸強(qiáng)度。,解：,所以，強(qiáng)度滿(mǎn)足。,5-9 如圖聯(lián)軸器聯(lián)接兩軸扭轉(zhuǎn)，d=100mm，d1=20mm， D0=200mm，求所需螺栓個(gè)數(shù)n。 軸最大剪切應(yīng)力 螺栓許用應(yīng)力,解：,5-12 階梯形圓軸如圖，d1=40mm， d2=70mm，輸入功率P3=30KW， P1=13KW，n=200r/min，=60MPa， G=8104MPa，=2o/m。 校核強(qiáng)度和剛度。,解：,強(qiáng)度：,剛度：,強(qiáng)度和剛度都滿(mǎn)足。,6-4 （1）nw=4，校核螺桿的穩(wěn)定性； （2）穩(wěn)定性不夠時(shí)的解決辦法。,解（1）：,一端固定，一端自由，2, 6 習(xí)題解答,P=150KN,結(jié)論：該千斤頂螺桿的穩(wěn)定性不夠。,

11、解（2）穩(wěn)定性不足解決辦法：,1.增加直徑； 2.制成空心； 3.用高強(qiáng)鋼。,6-6 結(jié)構(gòu)如圖。AB桿d=40mm，l=800mm，Q235鋼，NAB桿 nw=2 。以AB桿穩(wěn)定性考慮求：1）最大載荷Pmax； 2）若已知P=70KN，問(wèn)是穩(wěn)定？,解（1）：取BC桿分析,NAB,NAB,以AB桿考慮：,AB桿為中長(zhǎng)桿。,解（2）：P =70 KN Pmax= 59.24 KN 此托架不穩(wěn)定。,6-9 一吊架如圖，AB、BC均為圓截面， d=40mm，LAB=2000mm，nw=4， =160MPa ，E=2105MPa。A、B、 C均為鉸接，求結(jié)構(gòu)最大載荷Pmax。,解：1）取B點(diǎn)受力分析,得

12、：,2）BC為拉桿,3）AB為壓桿, AB為細(xì)長(zhǎng)桿。,所以此結(jié)構(gòu)最大載荷為8.94 KN。,8-2 某廠需要設(shè)計(jì)一臺(tái)液氨貯槽。其內(nèi)徑為1600mm， 總?cè)莘e為12m3，最大工作壓力1.7MPa，工作溫度-100C 400C。確定類(lèi)別和選擇材料，確定筒體壁厚。,解：1）p =1.7MPa 為中壓容器 pV=1.712= 20.4 MPam3 10m3 該容器為第三類(lèi)壓力容器。,2）如采用16MnR鋼，s=345Mpa，t=170MPa， =0.85，C1=0.8mm，C2=1mm。,3）tmin= 3+1= 4mm tn =14 mm tmin 剛度滿(mǎn)足。,4）水壓試驗(yàn),t= =170 MPa,

13、水壓試驗(yàn)可以通過(guò)。取 tn =14 mm。,8-4 一材質(zhì)為20R的反應(yīng)釜，其內(nèi)徑為1400mm， 安全閥開(kāi)啟壓力1.4MPa，工作溫度2000C，取腐蝕裕 量0.4mm/a，焊縫系數(shù)=0.85，最小厚度12mm。 問(wèn)能否使用到3年后下一檢查周期。,解：1）查表 s=245 Mpa，t=123 MPa 三年后 te= 12 - 0.4 3 = 10.8 mm, 三年后強(qiáng)度能夠滿(mǎn)足。,2）水壓試驗(yàn),t=123 Mpa， =133 Mpa，s=245 Mpa,三年后水壓試驗(yàn)也可以通過(guò)。,8-5 某化肥廠一水塔內(nèi)徑為800mm，厚度12mm， 材料為20R鋼，塔的工作為壓力1.2 MPa，工作溫度6

14、00C，取焊縫系數(shù)=0.80，設(shè)計(jì)年限要求15年，因受硫化氫嚴(yán)重腐蝕，使用9年后突然爆炸，問(wèn)此時(shí)塔體厚度僅存多少？介質(zhì)材料的腐蝕速率為多少？,解：1）查表 s=245 Mpa，t=133 MPa 取 C1 = 0.8 mm,2） 9 年后水塔的厚度為：,3） 9 年后水塔的強(qiáng)度校核：,9年爆炸時(shí)強(qiáng)度是滿(mǎn)足的。,不一定要求,8-6 一空置壓力容器，內(nèi)徑為2000mm，材料為Q235-A，容器實(shí)測(cè)器壁最小厚度為14mm。腐蝕速率為0.2mm/a，計(jì)劃用20年。取焊縫系數(shù)=0.85，工作溫度2000C。試問(wèn)該容器的最大允許工作為壓力多少？,解：1）查表 s=235 Mpa，t=105 Mpa， =113 MPa,2）水壓試驗(yàn),水壓試驗(yàn)可以通過(guò)。,8-8 一釜體內(nèi)徑為1m，釜高為0.7mm，材料為 0Cr18Ni11Ti，夾套內(nèi)徑1.2m，材料A3鋼，釜抽高真空后，內(nèi)釜通0.3 Mpa氮?dú)?，工作溫?750C，夾套內(nèi)最大壓力為0.2 Mpa。焊縫系數(shù)都取0.85，腐蝕裕量為1mm。確定釜體及夾套的厚度。,1）內(nèi)壓 p=0.31.1MPa，t=118MPa =0.85，C1=0.8mm，C2=1mm。,剛度滿(mǎn)足。,解：1、內(nèi)釜厚度設(shè)計(jì),3）外壓設(shè)