材料力学第七章课件

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1 / 7 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 = 0.10mm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。

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1 / 7 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 = 0.10mm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。

材 料 力 学

第一讲 轴向拉伸与压缩

【内容提要】

材料力学主要研究构件在外力作用下的变形、受力与破坏、失效的规律。为设计既安全可靠又经济合理的构件，提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。

【重点、难点】

重点考察基本概念，掌握截面法求轴力、作轴力图的方法，截面上应力的计算。

【内容讲解】

一、基本概念

强度——构件在外力作用下，抵抗破坏的能力，以保证在规定的使用条件下，不会发生意外的断裂或显著塑性变形。

刚度——构件在外力作用下，抵抗变形的能力，以保证在规定的使用条件下不会产生过分的变形。

稳定性——构件在外力作用下，保持原有平衡形式的能力，以保证在规定的使用条件下，不会产生失稳现象。

杆件——一个方向的尺寸远大于其它两个方向的尺寸的构件，称为杆件或简称杆。

根据轴线与横截面的特征，杆件可分为直杆与曲杆，等截面杆与变截面杆。

二、材料力学的基本假设

工程实际中的构件所用的材料多种多样，为便于理论分析，根据它们的主要性质对其作如下假设。 (一)连续性假设——假设在构件所占有的空间内均毫无空隙地充满了物质，即认为是密实的。这样，构件内的一些几何量，力学量(如应力、位移)均可用坐标的连续函数表示，并可采用无限小的数学分析方法。

(二)均匀性假设——很设材料的力学性能与其在构件中的位置无关。按此假设通过试样所测得的材料性能，可用于构件内的任何部位(包括单元体)。

(三)各向同性假设——沿各个方向均具有相同力学性能。具有该性质的材料，称为各向同性材料。

综上所述，在材料力学中，一般将实际材料构件，看作是连续、均匀和各向同性的可变形固体。

三、外力 内力与截面法

(一)外力对于所研究的对象来说，其它构件和物体作用于其上的力均为外力，例如载荷与约束力。

外力可分为：表面力与体积力；分布力与集中力；静载荷与动载荷等。

当构件(杆件)承受一般载荷作用时，可将载荷向三个坐标平面(三个平面均通过杆的轴线，其中两个平面为形心主惯性平面)内分解，使之变为两个平面载荷和一个扭转力偶作用情况。在小变形的情况下，三个坐标平面内的力互相独立，即一个坐标平面的载荷只引起这一坐标平面内的内力分量，而不会引起另一坐标平面内的内力分量。此即小变形条件的叠加法。

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）