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材料力学同济831考研题库之 轴向拉压

材料力学同济831考研题库之  轴向拉压
材料力学同济831考研题库之  轴向拉压

1.

衡。设杆

(A) qρ

=

(B)

(C)

(D)

2.

(A)

(C)

3. 在A和B

A和点B

(A) 0;

(C) 45;。

4.

为A

(A) [] 2

A σ

(C) []A

σ;

5.

(A)

(C)

6. 三杆结构如图所示。今欲使杆3哪一种措施?

(A) 加大杆3的横截面面积; (B) 减小杆3的横截面面积; (C) 三杆的横截面面积一起加大; (D) 增大α角。

7. 图示超静定结构中,梁AB 示杆1的伸长和杆2的缩短,(A) 12sin 2sin l l αβ?=?; (B) 12cos 2cos l l αβ?=?; (C) 12sin 2sin l l βα?=?; (D) 12cos 2cos l l βα?=?。

8. 图示结构,AC 为刚性杆,杆1(A) 两杆轴力均减小; (B) 两杆轴力均增大;

(C) 杆1轴力减小,杆2轴力增大; (D) 杆1轴力增大,杆2轴力减小。 9. 结构由于温度变化,则:

(A) (B) (C) (D) 10. 面n-n 上的内力N F 的四种答案中哪一种是正确的?(A) pD ; (B) 2

pD

(C) 4pD ; (D) 8

pD 。

11.

的铅垂位移12. 截面的形状为13. 一长为l

挂时由自重引起的最大应力14. 图示杆112A A >是N1F F 题1-141. D 2. D 3. C 4. B 5. B 6. B 7. C 8. C 9. B 10. B

11. Fl EA ;

12. a

b

;椭圆形 13. 22gl gl E ρρ, 14. >,= 15. 试证明受轴向拉伸的圆截面杆,其横截面沿圆周方向的线应变s ε等于直径的相对改变量d ε。 证:()s d πππd d d

d

d

d

εε+?-?=

=

= 证毕。 16. 如图所示,一实心圆杆1在其外表面紧套空心圆管2。设杆的拉压刚度分别为11E A 和22E A 。此组合杆承受轴向拉力F ,试求其长度的改变量。(假设圆杆和圆管之间不发生相

对滑动)

解: 由平衡条件 N1N2F F F += (1)

变形协调条件

N1N21122

F l F l

E A E A = (2) 由(1)、(2)得 N1111122

F l F l

l E A E A E A ?=

=+

E,17. 设有一实心钢杆,在其外表面紧套一铜管。材料的弹性模量和线膨胀系数分别为

1

E

2 Array证

18.

19.

20. 图示为胶合而成的等截面轴向拉杆,杆的强度由胶缝控制,已知胶的许用切应力[]τ为许用正力[]σ的1/2。问α为何值时,胶缝处的切应力和正应力同时达到各自的许用应力。 解:2cos ασσα=≤[]σ

sin cos ατσαα=≤[]τ

[]1

tan []2

τασ=

= 胶缝截面与横截面的夹角 57.26=α

21.

各杆直径为150 mm d =,许用应力[]σ=门受的水压力与水深成正比,水的质ρ=33

1.010 kg m ?,

杆间的最大距离。(取210 m s g =)

解:设支杆间的最大距离为x ,闸门底部A 集度为

0q 。闸门AB 的受力如图

0A M ∑=,01

314cos 2

q F α??=

N F F =≤21

[

]π4

d σ

3

cos 5

α=

,0330 kN m q gx x ρ== 得:9.42 m x = 22. 图示结构中AC 为刚性梁,BD 为斜撑杆,载荷F 可沿梁AC 水平移动。试问:为使斜杆的重量最小,斜撑杆与梁之间的夹角θ应取何值? 解:载荷F 移至C 处时,杆BD 的受力最大,如图。

θ

cos h Fl

F BD =

A ≥

[]cos []

BD F Fl

h σθσ=

杆BD 的体积 2sin []sin 2h Fl

V A

θσθ

== 当sin21θ=时,V 最小即重量最轻,故π

454

θ=

=

4

23. 图示结构,BC 为刚性梁,杆1和杆2的横截面面积均为A ,

和2[]σ,且12[]2[]σσ=。载荷F 可沿梁BC (1) 从强度方面考虑,当x 为何值时,许用载荷[]

F (2) 该结构的许用载荷[]F 多大? 解:(1) 杆BC 受力如图

N1F =1[]A σ,N2F =2[]A σ

max

N1N2213

3[][]2F F F A A

σσ=+==

3

l

x =

(2) F 在C 处时最不利 N2F F =≤2[]A σ 所以结构的许用载荷 2[][]F A σ

= 24. 图示结构,杆1和杆

模量为E 且[]2[]σσ-+=,载荷

F 虑杆的失稳,试求: (1) 结构的许用载荷[]F 。(2) 当x 为何值时(0x <<解:(1) F 在B N12F F =(压) , N2F F =(拉)

结构的许用载荷 [][]F A σ

+

= (2) F 在CD 正中间时能取得许用载荷最大值,此时N1N22F

F F ==

(压)

-+N2B N2

(1)

1

2cot cos sin cos [][]

l Fl l F V A A l α

ααασσ=+=+

0d 0d V

ααα

==,()

220022

2000

sin cos 1

0sin cos sin ααααα--=, 即

2200

2200

sin 2cos 0sin cos αααα-=

0tan α=当054.74α=时,V 最小,结构用料最省。 26. 如图所示,外径为D ,壁厚为δ,长为l 的均质圆管,由弹性模量E ,泊松比ν的材料制成。若在管端的环形横截面上有集度为q 的均布力作用,试求受力前后圆管的长度,厚度和外径的改变量。

解:长度的改变量 l l q

l l E E

σε?==

= 厚度的改变量 q

E

δνδεδνεδ'?==-=-

外径的改变量 D q

D D D E

νενε'?==-=-

27.

正方形截面拉杆,边长为,弹性模量200 GPa E =,泊松比0.3ν=。当杆受到轴向拉力作用后,横截面对角线缩短了0.012 mm ,试求该杆的轴向拉力F 的大小。 解:对角线上的线应变0.012

0.000340ε-'=

=- 则杆的纵向线应变0.001εεν

'

=-=

杆的拉力160 kN F EA ε==

28. 图示圆锥形杆的长度为l ,材料的弹性模量为E ,质量密度为ρ,试

求自重引起的杆的伸长量。

解:x 处的轴向内力 ()()()N 1

3

F x gV x g A x x ρρ==?

杆的伸长量N

00()d ()d ()3()l l F x x gA x x l x EA x EA x ρ??==??20d 36l gx x gl E E

ρρ==

?

29. 设图示直杆材料为低碳钢,弹性模量200 GPa E =,杆的横截面面积为25 cm A =,杆长 1 m l =,加轴向拉力150 kN F =,测得伸长 4 mm l ?=。试求卸载后杆的残余变形。 解:卸载后随之消失的弹性变形e 1.5 mm Fl

l EA

?=

= 残余变形为p e 2.5 mm l l l ?=?-?=

30. 图示等直杆,已知载荷F ,BC 段长l ,横截面面积A ,弹性模量E ,质量密度ρ,考虑自重影响。试求截面B 的位移。

解:由整体平衡得4

3

C F gAl ρ=

BC 段轴力()N 43F x gA x l ρ?

?=- ??

?

截面B 的位移 ()N 0

20d 453d ()

6l

B B

C l F x x

Δl EA gA x l gl x EA E

ρρ=?=?

?- ???==-↓?

? 31. 已知图示结构中三杆的拉压刚度均为EA ,设杆AB 为刚体,载荷F ,杆AB 长l 。试求点C 的铅垂位移和水平位移。 解:杆AB 受力如图

N20F =, N1N32F

F F ==

132y Fl

Δl l EA

=?=?=

因为杆AB 作刚性平移,各点位移相同,且N20F =,杆2不变形。又沿45由A 移至A '。所以 2x y Fl

ΔΔEA

==

32. 电子秤的传感器是一个空心圆筒,承受轴向拉伸或压缩。已知圆筒外径80 mm D =,壁厚

9 mm δ=,材料的弹性模量

210 GPa E =。在称某重物时,测得筒壁的轴向应变

647610ε-=-?,试问该物重多少?

l=1kN

N3

'

x

Δ

解:圆筒横截面上的正应力F

E A

σε=

= ()221

π4

F EA E D d εε==?-

262 mm d D δ=-= 该物重 200.67 k

F = 33. 图示受力结构,AB 为刚性杆,CD 为钢制斜拉杆。已知杆CD 的横截面面积2

100 mm A =,弹性模量200 GPa E =。载荷1 5 kN F =,210 kN F =,试求: (1) 杆CD 的伸长量l ?; (2) 点B 的垂直位移B ?。 解:杆AB 受力如图

0A M =∑

,N

2120F F F --=

)N 212F F F =+=

N 2 mm F l

l EA

?==

2 5.66 mm B C ΔΔl ===

34. 如图示,直径16 mm d =的钢制圆杆AB

B 处铰接。当D 处受水平力F 0.0009ε=。已知钢材拉伸时的弹性模量E =(1) 力F 的大小; (2) 点D 的水平位移。 解:折杆BCD 受力如图

(1)0C M ∑=,N 1.520F F ?-?=

N

1.5 1.5

28.5kN 22

F F E A ε=== (2)0.0018 m 1.8 mm l l ε?=== 2 1.5

Dx Δl

?=

2

2.4 mm 1.5

Dx Δl ε=

= 1

1

B

35. 如图示等直杆AB 在水平面内绕A 端作匀速转动,角速度为ω,设杆件的横截面面积为A ,质量密度为ρ。则截面C 处的轴力N C F = 。 答:22x A x l ρω??

- ???

36. 如图示,两端固定的等直杆AB ,已知沿轴向均匀分布的载荷集度为q ,杆长为l ,拉压刚度为EA ,试证明任意

一截面的位移()

2x qx l x EA δ-=,最大的位移2max 8ql EA δ=。

证:由平衡条件得0A B F F ql +-=

()2 N 0 0d d 2l

l A

A F qx x F x F l ql l EA EA EA EA

-?===-

?? 由变形协调条件0l ?=,得2

A ql

F =

22

d 222x

A A x F qx F x qx ql x qx x EA EA EA EA EA δ-==-=-=

?

令0x δ'=,20ql qx -= 即当2

l

x =

时,杆的位移最大,2max 2228l l q l ql

EA EA

δ??- ???==

证毕。 37. 图示刚性梁AB ,在BD 两点用钢丝悬挂,钢丝绕进定滑轮G 、F ,已知钢丝的弹性模量

210 GPa E =,横截面面积2

100 mm A =,在C

处受到载荷20 kN F =的作用,不计钢丝和滑轮的摩擦,求C 点的铅垂位移。

解:设钢丝轴力为N F ,杆AB 受力如图示。

由0A M ∑=得 N 4

11.43 kN 7F F ==

钢丝长8 m l =,N

4.354 mm F l

l EA ?==

D B l δδ+=?,

5

9D B δδ=

由此得 5

1.555mm 14D l δ=?=

所以 8

2.49 m m

5

C D δδ== B

38. 图示杆件两端被固定,在C 处沿杆轴线作用载荷F ,已知杆横截面面积为A ,材料的许用拉应力为[]σ+,许用压应力为[]σ-,且[]3[]σσ-+

=,问x 为何值时,F 的许用值最大,

其最大值为多少? 解:平衡条件 A B F F F +=

变形协调条件 ()B A F l x F x EA EA

-=

得A l x F F Al -=,B x

F F l =

由F Al

x BC

=σ≤3[]σ+ AC l x

F Al

σ-=

≤[]σ+ 得34

x l =,max 3

[]4[][]4F A A σσ-+==

39. 欲使图示正方形截面受压杆件变形后的体积不发生变化,试求该材料的泊松比值。 解:22211()()V b l b l b b l l ===+?-?

???

?

??-?

??

?

??+=l l l b b b 112

2

()()εε-'+=112

2l b

得 ()()1112

=-'+εε

上式左端展开后略去二阶以上微量得 εε='2

则 0.5ενε

'

==

40. 平面结构中,四杆AC ,BD ,BC ,CD 的横截面面积皆为A ,材料的弹性模量皆为E ,其长度如图示,各节点皆铰接,在点C 作用有铅垂向下的载荷F 。试求点D 的水平位移与铅垂位移。

解:N N N N 0,BD CD BC AC F F F F F ====

0,BD CD BC AC

Fl

l l l l EA

?=?=?=?= 点D 的铅垂位移和水平位移分别为 0y δ=, x AC Fl l EA

δ=?=

41. 解:由点B N2F =)

1 A A '点B 0x δ=y A δ=42. F 解:N1F =12

Cy δ==Dy δ=另解:43. 刚性梁刚度为EA 解:A δδ=另解:12A F δ

44. 杆1和杆2解:N1F =N2F ==C δ45. 上升T ?(1) 四杆(2) 点D 解:(1) N F (2) 好等于杆δ46. 线可用方程的铅垂位移解:N1F =1cos y δδθ=

47. 图示直杆长为l

m C σε=,其中C 和m 测得杆的伸长为l ?,试求F 解:m

m l F A C A C l σε???

=== ???

48. 图示桁架中,杆CD 和杆压刚度为EA 。当节点C C 的水平位移C x δ和铅垂位移δ解:N BC F (拉),N BD F 杆CD 为刚性杆,所以C x δ点C 的铅垂位移为点B C 相对于点B 的铅垂位移

C y δ=49. 向左的力F ,试求节点B 解:由点B 和点C 的平衡得

N1N3F F F ==(压), Bx δ等于点C 的水平位移Cx δ2Bx Fl Fl Fl

EA EA EA

δ=

+=

因为杆BD 不变形,所以

2By Bx Fl

EA

δδ== (↓50. 外径60 mm D =,内径20 mm d =的空心圆截面杆,其杆长400 mm l =,两端受轴向拉力200 kN F =作用。若已知弹性模量80 GPa E =,泊松比0.3ν=,试计算该杆外径的改变量D ?及体积的改变量V ?。 解:空心圆截面杆的应变 Δl F

l EA

ε=

=

外径改变量 0.017 9 mm D D νε?== 体积改变量 ()312400 mm V V νε?=-=

51. 图示结构中,杆1和杆2的长度12 1 m l l ==,弹性模量12200 GPa E E ==,两杆的横截面面积均为259 mm A =,线膨胀系数7-112510 C l α-=?。在C 处作用垂直向下的力

10 kN F =。试求温度升高40C T ?=时,杆的总线应变。

解:由结构的对称性,两杆的轴力为

()N1N2F F =拉

杆的总线应变为 3N 1.110l F

T EA

εα-=+?=?

52. 一等截面摩擦木桩受力如图示,摩擦力沿杆均匀分布,其集度为2f k y =,其中k 为待定常数。忽略桩身自重,试:

(1) 求桩承受的轴力的分布规律并画出沿桩的

轴力图;

(2) 设10 m l =,400 kN F =,2700 cm A =,

10 GPa E =,求桩的压缩量。

解:(1) 在截面y 处,轴力

()23N 0d 3

y k

F y k y y y =-=-?

当y l =时,()N F l F =-

由33k l F =, 得待定常数 33F

k l

= 所以轴力为 ()3

N 3F y F y l =-

(2) 桩的压缩量 N 0d 1.43 mm 4l F Fl

l y EA EA

?===?

53. 图示三根钢丝,长度均为300 mm l =,横截面面积均为20.5 mm A =,

材料的弹性模量210 GPa E =,钢丝之间互相成

120角。注意钢丝只能承受拉力。试求:

(1)当500 kN F =,加在点D 向下时,点D 位移δ;

(2)当500 kN F =,加在点D 水平向右时,点D 铅垂位移及水平位 移V δ及H δ。

解:(1) N30F =,N1N2500 N 2cos60

F

F F ==

=

N1cos60 2.86 mm F l

EA

δδ==,

(2) F 力水平向右时,N20F =

N1sin 603F F

=

=

N3N1cos60F

F =

13l l ??=

V 30.825 mm l δ=?=, 31

H 2.38 mm sin 60tan 60l l δ??=

+= 54. 在合成树脂中埋入玻璃纤维,纤维与树脂的横截面面积之比为1:50。已知玻璃纤维和

合成树脂的弹性模量分别为4

g 710 P a E =?和4p 0.410 Pa E =?,线膨胀系数分别为

6-1g 810 C l α-=?和4-1p 2010 C l α=?。若温度升高40C ,试求玻璃纤维的热应力g σ。

解:平衡方程 g g p p 0A A σσ+=

协调方程 g p g p g

p

l l l

l

T l T l E E σσαα??+

=??+

解得 g 24.8 P a

σ= 55. 图示平面ACBD 为刚性块,已知两杆DE ,FG

杆DE 直径1 6 mm d =,杆FG 直径28 mm d =大小 2 kN A C F F ==。试求各杆内力。 解:平衡方程0B M ∑=,得

N N 7005804002000A C DE FG F F F F ?-?-?-?=

N N 1053DE FG F F F +=

几何方程 2DE FG δδ=

2N N N 22 1.125DF DE FG FG FG

d F F F d

=

=

解得N 415.38 kN DE F =

N 369.23 kN FG F =

,已知铁轨的弹性模量l

60. 图示结构中,直角三角形

横截面面积均为A

力F,试求杆1和杆2的轴力

解:平衡方程0

B

M

∑=

N1N2

2

F F F

+=

由变形协调条件

21

2

δδ

=得

N2N1

2

F F

=(2) 解方程(1)、(2)得

N15

F

F=(拉) ,

N2

2

F F

=(拉)

61.

段长均为l,点B

2的拉压刚度为EA

载荷[]

F。

解:平衡方程

E

M

点C的垂直位移为点

1

sin30

δ

=

12

δ=2

=

N1

F=(2)

显然

N1N2

F F

<

解方程(1)和(2)得出

N2

F=

N2

[]

F Aσ

≤,得[][]0.52[]

F A

σσ

==

62. 图示结构,ABC为刚体,二杆的拉压刚度EA

相同,杆2的线膨胀系数为

l

α。设杆2升温T?,

试求二杆之内力

N1

F,

N2

F。

解:平衡条件0

C

M

∑=得

N1N2

F F

=

B

变形协调条件

12ΔΔ

=

N1N2l F a F a

Ta EA EA α=?-

解得 N1N2

1

2

l F F TEA α==? 63. 由钢杆制成的正方形框架,受力如图示,杆5和杆6间无联系。已知各杆的材料和横截面面积相等,试求各杆的轴力。 解:由对称性及平衡条件得

N1N2N3N4N5N6,F F F F F F ====, N620F F F += 变形协调条件 162l l ?=? 物理条件 N11F l

l EA

?=

,N66l l EA ?=

解得 N1N2N3N4N5N6(1F F F F F F F ====== 64. 图示结构,AB 为刚性杆。杆CD 直径20 mm d =,弹性模量200G Pa E =,弹簧刚度4000 kN m k =,

1 m l =,10 kN F =。试求钢杆CD 的应力及B 端弹

簧的反力B F 。 解:平衡条件0A M ∑=

N13

sin30024B l F F l F l ??-?+= (1)

变形条件 1

2s i n 30B l l ?=? (2) 物理条件1l ? B B l F k ?= (3)

联立求解得 B 2.78 k N F =,CD 60.2 MPa σ= 65. 图示钢螺栓面面积1A =螺栓的螺距s 1/4圈时,螺距和套管内的应力。B

B

解:设螺栓受拉力N1F ,伸长量为1l ?;套管受压力N2F ,压缩量为 2l ?

平衡条件 N1N2F F = 变形协调条件 124

s l l ?+?= 物理条件 N1111F l l E A ?=

N2222

F l

l E A ?= 解得 11N1N2112241()A E s

F F l A E A E ==?+

66. 图示等直杆,横截面面积为A ,材料的弹性模量为E ,弹簧刚度分别为1k 和2k (212k k =),

1k l E A

=,q 为沿轴线方向的均匀分布力。试绘制

该杆的轴力图。

解:N1F

为拉力,N2F 为压力

平衡条件 N1N3F F ql += (1) 变形条件

N1N2N1 01

2()d 0

l F F F qx x k k EA

--+=

?

(2)

联立求解(1)、(2)可得

N125F ql =(拉),N23

5

F

ql =(压)

67. 悬挂载荷

20 kN F =的钢丝a ,因强度不够另加截面相等的钢丝相助。已知长度3 m a l =, 3.0015 m b l =,横截面面积20.5 cm a b A A ==,钢丝a ,b 的材料相同,其强度极

限b 1000 MPa σ=,弹性模量200 GPa E =(1)两根钢丝内的正应力各为多少?

(2)若F 力增大,b l 超过何值时,即使加了钢丝b 也无用。 解:(1)平衡条件 N N a b F F F +=

变形条件 N N N N a a b b a b b a F l F l F l F l

l l EA EA EA EA

-≈-=-

解得 250 MPa 150 MPa a

a b F A

σσ=

==, (2)当a σ≥1 000 MPa 时加b 也无用,此时

/ 1.5 cm a a a l l E σ?== b l >301.5 cm a a l l +?=

F

材料力学 轴向拉压 题目+答案详解

2-4. 图示结构中,1、2两杆的横截面直径分别为10mm 和20mm ,试求两杆内 的应力。设两根横梁皆为刚体。 解:(1)以整体为研究对象,易见A 处的水平约束反力为零; (2)以AB 为研究对象 由平衡方程知 0===A B B R Y X (3)以杆BD 由平衡方程求得 KN N N N Y KN N N m C 200 10 01001101 0212 11==--===?-?=∑∑ (4)杆内的应力为 1

MPa A N MPa A N 7.6320 41020127104101023 2222 3111=???== =???==πσπσ 2-19. 在图示结构中,设AB 和CD 为刚杆,重量不计。铝杆EF 的l 1=1m ,A 1=500mm 2, E 1=70GPa 。钢杆AC 的l 2=,A 2=300mm 2,E 2=200GPa 。若载荷作用点G 的垂直位移不得超过。试求P 的数值。 解:(1)由平衡条件求出EF 和AC 杆的内力 P N N N P N N AC EF AC 4 3 32 2112===== (2)求G 处的位移 2 2221111212243)ΔΔ23 (21)ΔΔ(21Δ21ΔA E l N A E l N l l l l l l A C G + =+=+== (3)由题意 kN P P P A E Pl A E Pl mm l G 1125.2300 102001500500107010009212143435.23 3222111≤∴≤???+????=??+??≤ 2-27. 在图示简单杆系中,设AB 和AC 分别是直径 为20mm 和24mm 的圆截面 杆,E=200GPa ,P=5kN ,试求A 点的垂直位移。

材料力学1轴向拉压分析

1. 衡。设杆 (A) qρ = (B) (C) (D) 2. (A) (C) 3. 在A和B A和点B (A) 0; (C) 45;。 4. 可在横梁(刚性杆)为A (A) [] 2 A σ (C) []A σ; 5. (A) (C)

6. 三杆结构如图所示。今欲使杆3哪一种措施? (A) 加大杆3的横截面面积; (B) 减小杆3的横截面面积; (C) 三杆的横截面面积一起加大; (D) 增大α角。 7. 图示超静定结构中,梁AB 示杆1的伸长和杆2的缩短,(A) 12sin 2sin l l αβ?=?; (B) 12cos 2cos l l αβ?=?; (C) 12sin 2sin l l βα?=?; (D) 12cos 2cos l l βα?=?。 8. 图示结构,AC 为刚性杆,杆1(A) 两杆轴力均减小; (B) 两杆轴力均增大; (C) 杆1轴力减小,杆2轴力增大; (D) 杆1轴力增大,杆2轴力减小。 9. 结构由于温度变化,则: (A) (B) (C) (D) 10. 面n-n 上的内力N F 的四种答案中哪一种是正确的?(A) pD ; (B) 2 pD ; (C) 4pD ; (D) 8 pD 。

11. 的铅垂位移12. 截面的形状为13. 一长为l 挂时由自重引起的最大应力14. 图示杆112A A >是N1F F 题1-141. D 2. D 3. C 4. B 5. B 6. B 7. C 8. C 9. B 10. B 11. Fl EA ; 12. a b ;椭圆形 13. 22gl gl E ρρ, 14. >,= 15. 试证明受轴向拉伸的圆截面杆,其横截面沿圆周方向的线应变s ε等于直径的相对改变量d ε。 证:()s d πππd d d d d d εε+?-?= = = 证毕。 16. 如图所示,一实心圆杆1在其外表面紧套空心圆管2。设杆的拉压刚度分别为11E A 和 22E A 。此组合杆承受轴向拉力F ,试求其长度的改变量。(假设圆杆和圆管之间不发生相对滑动) 解: 由平衡条件 N1N2F F F += (1) 变形协调条件 N1N21122 F l F l E A E A = (2) 由(1)、(2)得 N1111122 F l F l l E A E A E A ?= =+

材料力学第2章-轴向拉(压)变形-习题解

第二章 轴向拉(压)变形 [习题2-1] 试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力,并作轴力图。 (a ) 解:(1)求指定截面上的轴力 F N =-11 F F F N -=+-=-222 (2)作轴力图 轴力图如图所示。 (b ) 解:(1)求指定截面上的轴力 F N 211=- 02222=+-=-F F N (2)作轴力图 F F F F N =+-=-2233 轴力图如图所示。 (c ) 解:(1)求指定截面上的轴力 F N 211=- F F F N =+-=-222 (2)作轴力图 F F F F N 32233=+-=- 轴力图如图所示。 (d ) 解:(1)求指定截面上的轴力 F N =-11 F F a a F F F qa F N 22222-=+?--=+--=- (2)作轴力图 中间段的轴力方程为: x a F F x N ?- =)( ]0,(a x ∈ 轴力图如图所示。

[习题2-2] 试求图示等直杆横截面1-1、2-2和平3-3上的轴力,并作轴力图。若横截面面积 2400mm A =,试求各横截面上的应力。 解:(1)求指定截面上的轴力 kN N 2011-=- )(10201022kN N -=-=- )(1020102033kN N =-+=- (2)作轴力图 轴力图如图所示。 (3)计算各截面上的应力 MPa mm N A N 50400102023111 1-=?-==--σ MPa mm N A N 2540010102 3222 2-=?-==--σ MPa mm N A N 2540010102 3333 3=?==--σ [习题2-3] 试求图示阶梯状直杆横截面1-1、2-2和平3-3上的轴力,并作轴力图。若横截面面积 21200mm A =,22300mm A =,23400mm A =,并求各横截面上的应力。 解:(1)求指定截面上的轴力 kN N 2011-=- )(10201022kN N -=-=- )(1020102033kN N =-+=- (2)作轴力图 轴力图如图所示。 (3)计算各截面上的应力 MPa mm N A N 10020010202311111-=?-==--σ MPa mm N A N 3.3330010102 32222 2-=?-==--σ MPa mm N A N 2540010102 3333 3=?==--σ

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