材料力学-轴向拉压
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2-1a 求图示各杆指截面的轴力,并作轴力图。
(c ')(e ')(d ')N (kN)205455(f ')解:方法一:截面法(1)用假想截面将整根杆切开,取截面的右边为研究对象,受力如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。
列平衡方程求轴力: (b) 图:)(20020011拉kN N NX =→=-→=∑(c) 图:)(5252002520022压kN N NX -=-=→=--→=∑(d) 图:)(455025200502520033拉kN N NX =+-=→=-+-→=∑(e) 图:)(540502520040502520044拉kN N NX =-+-=→=--+-→=∑(2)杆的轴力图如图(f )所示。
方法二:简便方法。
(为方便理解起见,才画出可以不用画的 (b ‘)、(c ‘)、(d ‘)、(e ‘) 图,作题的时候可用手蒙住丢弃的部份,并把手处视为固定端)(1)因为轴力等于截面一侧所有外力的代数和:∑=一侧FN 。
故:)(201拉kN N =)(525202压kN N -=-=)(455025203拉kN N =+-=)(5405025204拉kN N =-+-=(2)杆的轴力图如图(f ‘)所示。
2-2b 作图示杆的轴力图。
(c)图:(b)图:(3)杆的轴力图如图(d )所示。
2-5 图示两根截面为100mm ⅹ100mm 的木柱,分别受到由横梁传来的外力作用。
试计算两柱上、中、下三段的应力。
(b)(c)(d)(f)题2-5-N图(kN)6108.5N图(kN)326.5-解:(1)梁与柱之间通过中间铰,可视中间铰为理想的光滑约束。
将各梁视为简支梁或外伸梁,柱可视为悬臂梁,受力如图所示。
列各梁、柱的平衡方程,可求中间铰对各梁、柱的约束反力,计算结果见上图。
(2)作柱的轴力图,如(e)、(f)所示。
(3)求柱各段的应力。
解:(1)用1-1截面将整个杆切开,取左边部分为研究对象;再用x -x 截面整个杆切开,取右边部分为研究对象,两脱离体受力如图(b)、(c),建立图示坐标。
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(2)作轴力图轴力图如图所示。
(b)解:(1)求指定截面上的轴力(2)作轴力图轴力图如图所示。
(c)解:(1)求指定截面上的轴力(2)作轴力图轴力图如图所示。
(d)解:(1)求指定截面上的轴力(2)作轴力图中间段的轴力方程为: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,试求各横截面上的应力。
解:(1)求指定截面上的轴力(2)作轴力图轴力图如图所示。
(3)计算各截面上的应力[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,,,并求各横截面上的应力。
解:(1)求指定截面上的轴力(2)作轴力图轴力图如图所示。
(3)计算各截面上的应力[习题2-4] 图示一混合屋架结构的计算简图。
屋架的上弦用钢筋混凝土制成。
下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成,其截面均为两个的等边角钢。
已知屋面承受集度为的竖直均布荷载。
试求拉杆AE和EC横截面上的应力。
解:(1)求支座反力由结构的对称性可知:(2)求AE和EG杆的轴力①用假想的垂直截面把C铰和EG杆同时切断,取左部分为研究对象,其受力图如图所示。
由平衡条件可知:②以C节点为研究对象,其受力图如图所示。
由平平衡条件可得:(3)求拉杆AE和EG横截面上的应力查型钢表得单个等边角钢的面积为:[习题2-5] 石砌桥墩的墩身高,其横截面面尺寸如图所示。
荷载,材料的密度,试求墩身底部横截面上的压应力。
解:墩身底面的轴力为:墩身底面积:因为墩为轴向压缩构件,所以其底面上的正应力均匀分布。
[习题2-6]图示拉杆承受轴向拉力,杆的横截面面积。
如以表示斜截面与横截面的夹角,试求当时各斜截面上的正应力和切应力,并用图表示其方向。
解:斜截面上的正应力与切应力的公式为:式中,,把的数值代入以上二式得:轴向拉/压杆斜截面上的应力计算题目编号10000 100 0 100 100.0 0.0 习题2-6100 30 100 75.0 43.310000100 45 100 50.0 50.010000100 60 100 25.0 43.310000100 90 100 0.0 0.010000[习题2-7]一根等直杆受力如图所示。