重庆大学材料力学答案审批稿
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绪论一、是非题1.1材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。
()1.2内力只能是力。
()1.3若物体各点均无位移,则该物体必定无变形。
()1.4截面法是分析应力的基本方法。
()二、选择题1.5构件的强度是指(),刚度是指(),稳定性是指()A.在外力作用下构件抵抗变形的能力B.在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力C.在外力作用下构件抵抗破坏的能力1.6根据均匀性假设,可认为构件的()在各点处相同。
A.应力B.应变C.材料的弹性常数D.位移1.7下列结论中正确的是()A.内力是应力的代数和B.应力是内力的平均值C.应力是内力的集度D.内力必大于应力参考答案:1.1 V 1.2 X 1.3 V 1.4 X 1.5 C,A,B 1.6 C 1.7 C轴向拉压、选择题1.等截面直杆CD位于两块夹板之间,如图示。
杆件与夹板间的摩擦力与杆件自重保持平衡。
设杆CD两侧的摩擦力沿轴线方向均匀分布,且两侧摩擦力的集度均为q,杆CD的横截面面积为A,质量密度为,试问下列结论中哪一个是正确的?(A)q = -gA;(B)杆内最大轴力F zmax =ql ;(C)杆内各横截面上的轴力F N = P ~~;——2(D)杆内各横截面上的轴力F N =0。
2.低碳钢试样拉伸时,横截面上的应力公式c -F N A适用于以下哪一种情况(A)只适用于二<c p; (B)只适用于二w :二e;(C)只适用于二w二s ;(D)在试样拉断前都适用。
3.在A和B两点连接绳索ACB,绳索上悬挂物重P,如图示。
点A和点B的距离保持不变,绳索的许用拉应力为[二]。
试问:当:-角取何值时,绳索的用料最省?(A) 0’ ;(B) 30’ ;(C) 45」; (D) 60」。
4.桁架如图示,载荷F可在横梁(刚性杆)DE上自由移动。
杆1和杆2的横截面面积均为A,许用应力均为[二](拉和压相同)。
求载荷F的许用值。
以下四种答案中哪一种是正确的?(A)(C)[匚]A ;5. 设受力在弹性范围内,问空心圆杆受轴向拉伸时,夕卜径与壁厚的下列四种变形关系中哪一种是正确的?(A)外径和壁厚都增大; (B)外径和壁厚都减小;(C)外径减小,壁厚增大;(D)外径增大,壁厚减小。
材料力学重庆大学智慧树知到答案2024年第一章测试1.变形固体的基本假设是()。
A:连续、均匀性假设和线性弹性假设; B:线性弹性假设和小变形假设; C:连续、均匀性假设和各向同性假设; D:各向同性假设、小变形假设和线性弹性假设。
答案:C2.要使构件安全、正常地工作,必须满足()。
A:稳定性要求 B:强度要求、刚度要求、稳定性要求 C:强度要求 D:强度要求和稳定性要求答案:B第二章测试1.应力是指截面上每点处单位面积内的分布内力,即内力集度。
()A:错 B:对答案:B2.构件中不同点处的线应变及切应变一般是不同的,而且线应变与正应力相对应,切应变与切应力相对应。
()A:错 B:对答案:B3.等直杆发生拉(压)变形时,横截面上各点既有正应力,又有切应力。
()A:错 B:对答案:A4.等直杆受力如图,该杆的轴力最大值为()。
A:2kN B:4kN C:5kN D:3kN 答案:D5.等直杆受力如图,其上端截面的轴力为()。
A:F+ql B:-F+ql C:F D:ql答案:B第三章测试1.等直杆受力如图,该杆的扭矩最大值为()。
A:6kN.m B:2kN.m C:4kN.m D:8kN.m答案:C2.等截面圆轴配置四个皮带轮,各轮传递的力偶的力偶矩如图所示。
从抗扭的角度如何改变四个轮之间的相对位置,轴的受力最合理的是()。
A:将B轮与C轮对调 B:将B轮与D轮对调, 然后再将B轮与C轮对调 C:将C轮与D轮对调 D:将B轮与D轮对调答案:C3.内外径之比为α的空心圆轴,扭转时轴内的最大切应力为τ,这时横截面上内圆周上各点的切应力为()。
A:τ B:零C:ατ D:答案:C4.一圆轴用普通碳素钢制成,受扭后发现单位长度扭转角超过了许用值,为提高刚度拟采用的合理措施是()A:用铸铁代替 B:改为优质合金钢 C:减少轴的长度 D:增大轴的直径答案:D5.下述结论中,正确的是()A:若物体内各点的应变均为零, 则物体无位移 B:应变分为线应变和切应变, 其量纲为长度 C:若物体的各部分均无变形, 则物体内各点的应变为零 D:受拉杆件全杆的轴向伸长,标志着杆件内各点的变形程度答案:C第四章测试1.悬臂梁受力如图,以下说法正确的是()。
8-1 试求图示各杆的轴力,并指出轴力的最大值。
(2) 取1-1(3) 取2-2(4) 轴力最大值: (b)(1) 求固定端的约束反力; (2) 取1-1(3) 取2-2(4) (c)(1) 用截面法求内力,取1-1、2-2、3-3截面;(2) 取1-1(3) 取2-2 (4) 取3-3截面的右段;(5) 轴力最大值: (d)(1) 用截面法求内力,取1-1、(2) 取1-1(2) 取2-2(5) 轴力最大值: 8-2 试画出8-1解:(a) (b) (c) (d) 8-5与BC 段的直径分别为(c) (d)F RN 2F N 3 F N 1F F Fd 1=20 mm 和d 2=30 mm ,如欲使AB 与BC 段横截面上的正应力相同,试求载荷F 2之值。
解:(1) 用截面法求出(2) 求1-1、2-28-6 题8-5段的直径d 1=40 mm ,如欲使AB 与BC 段横截面上的正应力相同,试求BC 段的直径。
解:(1)用截面法求出1-1、2-2截面的轴力;(2) 求1-1、2-2截面的正应力,利用正应力相同;8-7 图示木杆,承受轴向载荷F =10 kN 作用,杆的横截面面积A =1000 mm 2,粘接面的方位角θ= 450,试计算该截面上的正应力与切应力,并画出应力的方向。
解:(1) (2) 8-14 2=20 mm ,两杆F =80 kN 作用,试校核桁架的强度。
解:(1) 对节点A(2) 列平衡方程 解得: (2) 8-15 图示桁架,杆1A 处承受铅直方向的载荷F 作用,F =50 kN ,钢的许用应力[σS ] =160 MPa ,木的许用应力[σW ] =10 MPa 。
解:(1) 对节点A (2) 84 mm 。
8-16 题8-14解:(1) 由8-14得到的关系;(2) 取[F ]=97.1 kN 。
8-18 图示阶梯形杆A 2=100 mm 2,E =200GPa ,试计算杆AC 的轴向变形 解:(1) (2) AC 8-22 图示桁架,杆1与杆2的横截面面积与材料均相同,在节点A 处承受载荷F 作用。
重庆大学材料力学答案题图所示中段开槽的杆件,两端受轴向载荷P 的作用,试计算截面1-1和2-2上的应力。
已知:P = 140kN ,b = 200mm ,b 0 = 100mm ,t = 4mm 。
题图解:(1) 计算杆的轴力 (2) 计算横截面的面积 (3) 计算正应力(注:本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内,横截面面积小的截面为该段的危险截面)横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸,力P=10kN ,求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ,并问m ax τ发生在哪一个截面? 解:(1) 计算杆的轴力(2) 计算横截面上的正应力 (3) 计算斜截面上的应力(4) m ax τ发生的截面 ∵0)2cos(==ασαταd d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α 因此:22πα=, ο454==πα故:m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。
(注:本题的结果告诉我们,如果拉压杆处横截面的正应力,就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。
对于拉压杆而言,最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上,最大正应力发生在横截面上,横截面上剪应力为零)题图所示阶梯直杆AC ,P =10kN ,l 1=l 2=400mm ,A 1=2A 2=100mm 2,E =200GPa 。
试计算杆AC 的轴向变形Δl 。
题图解:(1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图 kN 101==P N (拉) kN 102-=-=P N (压)(2) 计算直杆各段的轴向变形mm 2.010010002004001000101111=⨯⨯⨯⨯==∆EA l N l (伸长)mm 4.05010002004001000102222-=⨯⨯⨯⨯-==∆EA l N l (缩短) (3) 直杆AC 的轴向变形m m 2.021-=∆+∆=∆l l l (缩短)(注:本题的结果告诉我们,直杆总的轴向变形等于各段轴向变形的代数和)题图所示结构,各杆抗拉(压)刚度EA 相同,试求节点A 的水平和垂直位移。
重庆大学材料力学答案2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件,两端受轴向载荷P 的作用,试计算截面1-1和2-2上的应力。
已知:P = 140kN ,b = 200mm ,b 0 = 100mm ,t = 4mm 。
题图2.9解:(1) 计算杆的轴力 kN 14021===P N N (2) 计算横截面的面积21mm 8004200=⨯=⨯=t b A202mm 4004)100200()(=⨯-=⨯-=t b b A (3) 计算正应力MPa 1758001000140111=⨯==A N σ MPa 3504001000140222=⨯==A N σ (注:本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内,横截面面积小的截面为该段的危险截面)2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸,力P=10kN ,求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ,并问m ax τ发生在哪一个截面? 解:(1) 计算杆的轴力kN 10==P N(2) 计算横截面上的正应力MPa 501002100010=⨯⨯==A N σ(3) 计算斜截面上的应力MPa 5.37235030cos 2230=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯==σσMPa 6.2123250)302sin(230=⨯=⨯=στ MPa 25225045cos 2245=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯==σσMPa 251250)452sin(245=⨯=⨯=στ (4) m ax τ发生的截面 ∵0)2c o s (==ασαταd d 取得极值 ∴ 0)2c o s (=α 因此:22πα=, 454==πα故:m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。
(注:本题的结果告诉我们,如果拉压杆处横截面的正应力,就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。
对于拉压杆而言,最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上,最大正应力发生在横截面上,横截面上剪应力为零)2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ,P =10kN ,l 1=l 2=400mm ,A 1=2A 2=100mm 2,E =200GPa 。
第二章轴向拉压应力与材料的力学性能2-1试画图示各杆的轴力图。
题2-1图解:各杆的轴力图如图2-1所示。
图2-12-2试画图示各杆的轴力图,并指出轴力的最大值。
图a与b所示分布载荷均沿杆轴均匀分布,集度为q。
题2-2图(a)解:由图2-2a(1)可知,qx qa x F -=2)(N轴力图如图2-2a(2)所示,qa F 2m ax ,N =图2-2a(b)解:由图2-2b(2)可知, qa F =R qa F x F ==R 1N )(22R 2N 2)()(qx qa a x q F x F -=--=轴力图如图2-2b(2)所示,qa F =m ax N,图2-2b2-3 图示轴向受拉等截面杆,横截面面积A =500mm 2,载荷F =50kN 。
试求图示斜截面m -m 上的正应力与切应力,以及杆内的最大正应力与最大切应力。
题2-3图解:该拉杆横截面上的正应力为100MPa Pa 1000.1m10500N 10508263=⨯=⨯⨯==-A F σ 斜截面m -m 的方位角, 50-=α故有MPa 3.41)50(cos MPa 100cos 22=-⋅== ασσαMPa 2.49)100sin(MPa 502sin 2-=-⋅== αστα杆内的最大正应力与最大切应力分别为MPa 100max ==σσMPa 502max ==στ 2-5 某材料的应力-应变曲线如图所示,图中还同时画出了低应变区的详图。
试确定材料的弹性模量E 、比例极限p σ、屈服极限s σ、强度极限b σ与伸长率δ,并判断该材料属于何种类型(塑性或脆性材料)。
题2-5解:由题图可以近似确定所求各量。
220GPa Pa 102200.001Pa 10220ΔΔ96=⨯=⨯≈=εσEMPa 220p ≈σ, MPa 240s ≈σMPa 440b ≈σ, %7.29≈δ该材料属于塑性材料。
2-7 一圆截面杆,材料的应力-应变曲线如题2-6图所示。
重庆大学846材料力学一考研资料(最新资料)
一、历年真题、答案
1、材料力学1995-2001,2008,2009年9套,理论力学与材料力学2003-2005年3套,材料力学与结构力学2005-2007共3套,历年真题主要用来研究考研的考点,重点和出题思路,为考研必备参考资料,复印版。
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练习1 绪论及基本概念1-1 是非题(1)材料力学是研究构件承载能力的一门学科。
( 是 )(2)可变形固体的变形必须满足几何相容条件,即变形后的固体既不可以引起“空隙”,也不产生“挤入”现象。
(是 )(3)构件在载荷作用下发生的变形,包括构件尺寸的改变和形状的改变。
( 是 ) (4)应力是内力分布集度。
(是 )(5)材料力学主要研究构件弹性范围内的小变形问题。
(是 ) (6)若物体产生位移,则必定同时产生变形。
(非 ) (7)各向同性假设认为,材料沿各个方向具有相同的变形。
(F )(8)均匀性假设认为,材料内部各点的力学性质是相同的。
(是)(9)根据连续性假设,杆件截面上的内力是连续分布的,分布内力系的合力必定是一个力。
(非) (10)因为构件是变形固体,在研究构件的平衡时,应按变形后的尺寸进行计算。
(非 )1-2 填空题(1)根据材料的主要性质对材料作如下三个基本假设:连续性假设 、均匀性假设 、 各向同性假设 。
(2)工程中的 强度 ,是指构件抵抗破坏的能力; 刚度 ,是指构件抵抗变形的能力。
(3)保证构件正常或安全工作的基本要求包括 强度 , 刚度 ,和 稳定性 三个方面。
(4)图示构件中,杆1发生 拉伸 变形,杆2发生 压缩 变形, 杆3发生 弯曲 变形。
(5)认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了物质,这样的假设称为 连续性假设 。
根据这一假设构件的应力,应变和位移就可以用坐标的 连续 函数来表示。
(6)图示结构中,杆1发生 弯曲 变形,构件2发生 剪切 变形,杆件3发生 弯曲与轴向压缩组合。
变形。
(7)解除外力后,能完全消失的变形称为 弹性变形 ,不能消失而残余的的那部分变形称为 塑性变形 。
(8)根据 小变形 条件,可以认为构件的变形远 小于 其原始尺寸。
1-3 选择题(1)材料力学中对构件的受力和变形等问题可用连续函数来描述;通过试件所测得的材料的力学性能,可用于构件内部的任何部位。
重庆大学材料力学答案 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】重庆大学材料力学答案2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件,两端受轴向载荷P 的作用,试计算截面1-1和2-2上的应力。
已知:P = 140kN ,b = 200mm ,b 0 = 100mm ,t = 4mm 。
题图2.9解:(1) 计算杆的轴力(2) 计算横截面的面积(3) 计算正应力(注:本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内,横截面面积小的截面为该段的危险截面)2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸,力P=10kN ,求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ,并问m ax τ发生在哪一个截面?解:(1) 计算杆的轴力(2) 计算横截面上的正应力(3) 计算斜截面上的应力(4) m ax τ发生的截面∵ 0)2cos(==ασαταd d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α因此:22πα=, 454==πα故:m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。
(注:本题的结果告诉我们,如果拉压杆处横截面的正应力,就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。
对于拉压杆而言,最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上,最大正应力发生在横截面上,横截面上剪应力为零)2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ,P =10kN ,l 1=l 2=400mm ,A 1=2A 2=100mm 2,E =200GPa 。
试计算杆AC 的轴向变形Δl 。
题图2.17解:(1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图kN 101==P N (拉)kN 102-=-=P N (压)(2) 计算直杆各段的轴向变形mm 2.010010002004001000101111=⨯⨯⨯⨯==∆EA l N l (伸长) mm 4.05010002004001000102222-=⨯⨯⨯⨯-==∆EA l N l (缩短) (3) 直杆AC 的轴向变形m m 2.021-=∆+∆=∆l l l (缩短)(注:本题的结果告诉我们,直杆总的轴向变形等于各段轴向变形的代数和)2.20 题图2.20所示结构,各杆抗拉(压)刚度EA 相同,试求节点A 的水平和垂直位移。
( a) (b)题图2.20(a) 解:(1) 计算各杆的轴力以A 点为研究对象,如右图所示,由平衡方程可得0=∑X ,P N =2 ( 拉 )0=∑Y ,01=N (2) 计算各杆的变形(3) 计算A 点位移以切线代弧线,A 点的位移为:(b) 解:(1) 计算各杆的轴力以A 点为研究对象,如右图所示,由平衡方程可得 0=∑X ,P N21= ( 拉 ) 0=∑Y ,P N-=2 ( 压 ) (2) 计算各杆的变形EAPa EA a P EA l N l 222111=⨯==∆ ( 伸长 ) EAPa EA a P EA l N l =⨯==∆222 ( 缩短 ) (3) 计算A 点位移以切线代弧线,A 点的位移为:[注:①本题计算是基于小变形假设(材料力学的理论和方法都是基于这个假设),在此假设下,所有杆件的力和变形都是沿未变形的方向。
②计算位移的关键是以切线代弧线。
)2.15 如题图2.15所示桁架,α =30°,在A 点受载荷P = 350kN ,杆AB 由两根槽钢构成,杆AC 由一根工字钢构成,设钢的许用拉应力MPa 160][=t σ,许用压应力MPa 100][=c σ。
试为两根杆选择型钢号码。
题图2.15解:(1) 计算杆的轴力以A 点为研究对象,如上图所示,由平衡方程可得0=∑X ,0cos cos 12=-ααN N0=∑Y ,0sin sin 21=-+P N N αα∴ kN 3501==P N (拉)kN 35012==N N (压)(2) 计算横截面的面积 根据强度条件:][max σσ≤=A N ,有 211mm 5.21871601000350][2=⨯=≥t N A σ,21m m 75.1093≥A (3) 选择型钢通过查表,杆AB 为No.10槽钢,杆BC 为No.20a 工字钢。
(注:本题说明,对于某些材料,也许它的拉、压许用应力是不同的,需要根据杆的拉、压状态,使用相应得许用应力)2.25 题图2.25所示结构,AB 为刚体,载荷P 可在其上任意移动。
试求使CD 杆重量最轻时,夹角α应取何值?题图2.25解:(1) 计算杆的轴力载荷P 在B 点时为最危险工况,如下图所示。
以刚性杆AB 为研究对象0=∑A M , 02sin =⋅-⋅l P l N CD α(2) 计算杆CD 横截面的面积设杆CD 的许用应力为][σ,由强度条件,有(3) 计算夹角α设杆CD 的密度为ρ,则它的重量为从上式可知,当 45=α时,杆CD 的重量W 最小。
(注:本题需要注意的是:①载荷P 在AB 上可以任意移动,取最危险的工作状况(工况);② 杆的重量最轻,即体积最小。
)2.34 题图2.34所示结构,AB 为刚性梁,1杆横截面面积A 1=1cm 2,2杆A 2=2cm 2,a=1m ,两杆的长度相同,E =200GPa ,许用应力[σt ]=160MPa ,[σb ]=100MPa ,试确定许可载荷[P ]。
题图2.34解:(1) 计算杆的轴力以刚性杆AB 为研究对象,如下图所示。
0=∑A M , 03221=⋅-⋅+⋅a P a N a N即:P N N 3221=+ (1)该问题为一次静不定,需要补充一个方程。
(2) 变形协调条件如上图所示,变形协调关系为2Δl 1 =Δl 2 (2)(3) 计算杆的变形由胡克定理,有 111EA a N l =∆; 222EA a N l =∆ 代入式(2)得:即:22112A N A N = (3) (4) 计算载荷与内力之间关系由式(1)和(3),解得:112134N A A A P +=(4) 或 222164N A A A P += (5) (5) 计算许可载荷如果由许用压应力[σb ]决定许可载荷,有:如果由许用拉应力[σt ]决定许可载荷,有:比较两个许可载荷,取较小的值,即(注:本题需要比较由杆1和杆2决定的许可载荷,取较小的一个值,即整个结构中,最薄弱的部位决定整个结构的许可载荷。
)2.42 题图2.42所示正方形结构,四周边用铝杆(E a =70GPa ,αa =21.6×10-6 ℃-1);对角线是钢丝(E s =70GPa ,αs =21.6×10-6 ℃-1),铝杆和钢丝的横截面面积之比为2:1。
若温度升高ΔT=45℃时,试求钢丝内的应力。
题图2.42解:(1) 利用对称条件对结构进行简化由于结构具有横向和纵向对称性,取原结构的1/4作为研究的结构如下图所示,(2) 计算各杆的轴力以A 点为研究对象,如右图所示,由平衡方程可得0=∑X ,045cos =-a s N N即: a s N N 2= ①(3) 变形协调关系如上图所示,铝杆与钢丝的变形协调关系为: a s l l ∆=∆2 ②钢丝的伸长量为:(设钢丝的截面积为A ))(22AE l N l T A E l N l T l s s s s s s s s s s +∆=+∆=∆αα ③ 铝杆的伸长量为: )2(41AE l N l T A E l N l T l a a a a a a a a a a -∆=-∆=∆αα ④ 由①②③④式,可解得:(4) 计算钢丝的应力3.8题图3.8所示夹剪,销钉B 的直径d=5mm,销钉与被剪钢丝的材料相同,剪切极限应力u τ=200Mpa ,销钉的安全系数n=4,试求在C 处能剪断多大直径的钢丝。
解:设B,C 两点受力分别为1F , 2F 。
剪切许用应力为:[]u nττ==50Mpa 对B 点,有力矩和为零可知:B M ∑=0,即:1F =4P由力平衡知:1F +P=2F∴2F =541F 其中:2F =[]τ⋅A=12.52d π故: 1F =102d π又由强度要求可知:u τ≤11F A 即: d ≤114u F πτ3.11车床的转动光杆装有安全联轴器,当超过一定载荷时,安全销即被剪断。
已知安全销的平均直径为5mm ,其剪切强度极限b τ=370Mpa ,求安全联轴器所能传递的力偶矩m.解:设安全销承受的最大力为,则:F = b τ ⨯214d π那么安全联轴器所能传递的力偶矩为:m = F ⋅D其中b τ=370Mpa ,b=5mm ,D=20mm ,代入数据得:力偶矩 m=145.2N m ⋅4.7求题图4.7中各个图形对形心轴z 的惯性矩z I 。
解:(1)对I 部分:1z I =38002012⨯4mm I z I =1z I +2a A=38002012⨯+220502⎛⎫- ⎪⎝⎭⨯20⨯804mm =287.574cm 对II 部分:2z I =32012012⨯4mm II z I =2z I +2a A=32012012⨯+212020522⎛⎫+- ⎪⎝⎭⨯20⨯1204mm =476.114cm 所以: z I =I z I +II z I =763.734cm(2)对完整的矩形:1z I =312bh =312020012⨯=80004cm 对两个圆:II z I =24264D a A π⎛⎫+ ⎪⎝⎭=242240502064ππ⎛⎫⨯⨯+⨯⨯ ⎪⎝⎭=653.124cm所以:z I =1z I -IIz I =7346.884cm 4.9题图4.9所示薄圆环的平均半径为r ,厚度为t (r ≥t ).试证薄圆环对任意直径的惯性矩为I =3r t π,对圆心的极惯性矩p I = 23r t π。
解:(1)设设圆心在原点,由于是圆环,故惯性矩对任意一直径相等,为:I = ()44164D π-α 其中α=d D 所以:I = ()44221642r t r t r t π⎡⎤-⎛⎫⨯+-⎢⎥ ⎪+⎝⎭⎢⎥⎣⎦=()2282864r t rt π⨯+⨯r ≥ t∴ I = 28864r rt π⨯⨯=3r t π(2) 由一知:极惯性矩p I = 2 I = 23r t π5.7 (1) 用截面法分别求题图5.7所示各杆的截面1-1,2-2和3-3上的扭矩,并画出扭矩图的转向;(2) 做图示各杆的扭矩图解:(1)1m =2m =-2kN m ⋅,3m =3kN m ⋅(2)1T =-20kN m ⋅,2T =-10kN m ⋅,3T =20kN m ⋅5.11一阶梯形圆轴如题图5.11所示。