材料力学课件第3章

材料力学第三章答案

3.1

试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面的扭矩并作扭矩图。

解： x(a)-10-35T/kNm.x(b)(d)8-16T/kNm.x20-50-30T/kNm.x(c)800-600T/kNm. 3.2 薄壁钢管外径为mm114，受扭矩mkN8作用，用薄壁圆管的近似公式确定所需的壁厚t值。设容许切应力MPa100。

解：mmrTttrT92.3100572108222622，取mmt4。

3.3 如图所示为圆杆横截面上的扭矩，试画出截面上的切应力分布图。

解：

3.4 直径为mmd50的圆轴受力如图所示，求：(1)截面上处A点的切应力；(2)圆轴上的最大切应力。

解：MPaITp4.205.12503210146

MPaWTt7.40165010136max 3.5 图示圆轴的直径mm100d，mm500l，kN.m71M，kN.m52M，已知材料GPa82G。试求：（1）轴上的最大切应力，并指出其所在位置；（2）C截面相对于A截面的相对扭转角。 解：扭矩图如下 x25T/kNm.

MPaWTt5.251610010536maxmax，发生在BC段外表面。

11.00019.03210010825001053210010825001024364362211radGIlTGIlTPPBCABAC。

3.6 图示阶梯形圆轴ABC，其中AB段为直径为1d的实心轴，BC段为空心轴，其外径125.1dD。为了保证空心段BC的最大切应力与实心段AB的最大切应力相等，试确定空心段内径d2。

解：24242231121max1616ttttWdDDdWWTWT

21431322292.037.1DddDDd

材料力学习题

第12章

12-1 一桅杆起重机，起重杆AB的横截面积如图所示。钢丝绳的横截面面积为10mm2。起重杆与钢丝的许用力均为MPa120][，试校核二者的强度。

12-2 重物F=130kN悬挂在由两根圆杆组成的吊架上。AC是钢杆，直径d1=30mm，许用应力[]st=160MPa。BC是铝杆，直径d2= 40mm, 许用应力[]al= 60MPa。已知ABC为正三角形，试校核吊架的强度。

12-3 图示结构中，钢索BC由一组直径d =2mm的钢丝组成。若钢丝的许用应力[]=160MPa,横梁AC单位长度上受均匀分布载荷q =30kN/m作用，试求所需钢丝的根数n。若将AC改用由两根等边角钢形成的组合杆，角钢的许用应力为[] =160MPa，试选定所需角钢的型号。

12-4 图示结构中AC为钢杆，横截面面积A1=2cm2；BC杆为铜杆，横截面面积A2=3cm2。[]st = 160MPa，[]cop

= 100MPa，试求许用载荷][F。

12-5 图示结构，杆AB为5号槽钢，许用应力[] = 160MPa，杆BC为bh = 2的矩形截面木杆，其截面尺寸为b = 5cm, h = 10cm,许用应力[] = 8MPa，承受载荷F = 128kN，试求：

（1）校核结构强度；（2）若要求两杆的应力同时达到各自的许用应力，两杆的截面应取多大？

12-6 图示螺栓，拧紧时产生l 的轴向变形，试求预紧力F，并校核螺栓强度。已知d1=8mm, d2=6.8mm, d3=7mm,

l1=6mm, l2=29mm, l3=8mm; E=210GPa, []=500MPa。

12-7 图示传动轴的转速为n=500r/min，主动轮1输入功率P1=368kW，从动轮2和3分别输出功率P2=147kW和P3=221kW。已知[]=212MPa，[  ]=1/m, G =80GPa。

1 《材料力学》概念复习题（选择题）

1．构件的强度、刚度和稳定性 C 。

（A）只与材料的力学性质有关； （B）只与构件的形状尺寸有关；

（C）与二者都有关； （D）与二者都无关。

2．轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面 D 。

（A）分别是横截面、45°斜截面； （B）都是横截面；

（C）分别是45°斜截面、横截面； （D）都是45°斜截面。

3．某轴的轴力沿杆轴是变化的，则在发生破坏的截面上 D 。

（A）外力一定最大，且面积一定最小； （B）轴力一定最大，且面积一定最小；

（C）轴力不一定最大，但面积一定最小；（D）轴力和面积之比一定最大。

4．下图杆的材料是线弹性的，在力P作用下，位移函数u(x)=ax2+bx+c中的系数分别

为 C 。

（A）a>0, b<0, c=0； （B）a<0, b<0, c=0；

（C）a=0, b>0, c=0； （D）a=0, b>0, c≠0。

5．下图为木榫接头，左右两部形状相同，在力P作用下，接头的剪切面积为 C 。

（A）ab； （B）cb； （C）lb； （D）lc。

6．上图中，接头的挤压面积为 B 。

（A）ab； （B）cb； （C）lb； （D）lc。

7．下图圆轴截面C左右两侧的扭矩Mc-和Mc+的 C 。

（A）大小相等，正负号相同； （B）大小不等，正负号相同；

（C）大小相等，正负号不同； （D）大小不等，正负号不同。

8．下图等直径圆轴，若截面B、A的相对扭转角φAB=0，则外力偶M1和M2的关系为 B 。 o P

工程力学II（材料力学）试卷B

标准答案与评分

一、判断题：正确的划√，错误的划×（每小题2分,共10分） 1、× 2、× 3、× 4、× 5、√

二．填空题（每空2分计18分）

1． 强度 塑性

2．11r， 3212r

313r， 213232221421r

3． 变形

4． b

5． 惯性力不能忽略的荷载

三、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内（每小题2分,共10分）

1、C 2、B 3、B 4、C 5、A

四、作图题

1、简支梁的剪力图。作梁的弯矩图和 2、做图示梁的弯矩图。

荷载图，已知梁上没有集中力偶。

3m6m18kN14kN3m2kN lBl/2Fl/2FCA

3m6m18kN14kN3m3m6m3m20kN2kN/m54kNm48kNm lBl/2Fl/2CA

五、计算题

1、MPa41612213511050220220

2、铸铁制作的悬臂梁，尺寸及受力如图示，图中F＝20kN。梁的截面为T字形，形心坐标yc=96.4mm。已知材料的拉伸许用应力和压缩许用应力分别为[σ]+＝40MPa， [σ]－＝100MPa。试校核梁的强度是否安全。 (10分)

1400600FF2ACBzy15050200504.96（2分） （3分）

求反力1分

叠加每步1分

最后结果2分

（6分）

满足强度要求

3．一铰接结构如图示，在水平刚性横梁的B端作用有载荷F，垂直杆1，2的抗拉压刚度分别为E1A1,E2A2，若横梁AB的自重不计,求两杆中的内力。(8分)

变形协调方程

4、图示一悬臂滑车架，杆AB为18号工字钢（截面面积30.6cm2，Wz=185cm3），其长度为l=2.6m。试求当荷载F=25kN作用在AB的中点处时，杆内的最大正应力。设工字钢的自重可略去不计。（８分）