1、图示桁架,由圆截面杆1、2组成,并在节点A承受载荷F=80kN作
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1、图示桁架,由圆截面杆1、2组成,并在节点A承受载荷F=80kN作用。
杆1、杆2的直径分别为d1=30mm和d2=20mm,两杆的材料相同,许用应力
[σ]=160MPa。试校核桁架的强度。
解:(1)选A点为研究对象,画出受力图,
(2)根据平衡条件,列出平衡方程
代入F=80kN,求解方程得:F1=29.28kN;F2=41.4kN
(3)计算应力和进行强度判断
1杆和2杆都满足强度要求
2、图示托架,AC是圆钢杆,许用应力[σ]=160MPa;BC是方木杆,许用压
应力[σc]=4MPa;P=60kN。试选定钢杆直径d及木杆方截面边长b。
解:(1)选A点为研究对象,画出受力图,
(2)根据平衡条件,列出平衡方程
代入P=60kN,求解方程得FBC=108.2 kN FAC=90kN
(3)计算应力和进行强度判断
代入FAC=90kN求得d=26.8mm
代入FBC=108.2 kN求得b=164.5mm
3、 图示联接构件中D=2d=32mm,h=12mm,拉杆材料的许用应力
[σ]=120MPa,[τ]=70MPa,[σbs]=170MPa。试求拉杆的许用荷载[F]。
解:(1)根据拉应力确定许用荷载[F1]的大小
代入d=16mm和[σ]=120MPa求得[F1]=24.12kN
(2)根据剪应力确定许用荷载[F2]的大小
P
FAC FBC x
y
F
F1 F2
x
y
代入d=16mm和[τ]=70MPa求得[F2]=42.2kN
(3)根据挤压应力确定许用荷载[F3]的大小
代入D=2d=32mm和[σbs]=170MPa求得[F3]=102.49kN
(4)由连接部位需要同时满足抗拉、抗剪和抗挤压强度条件,因此
4、矩形截面的木拉杆的接头如图所示。已知轴向拉力F=50kN,截面宽度
b=250mm,木材的顺纹许用挤压应力[σbs]=10MPa,顺纹许用切应力[τ]=1MPa。
求接头处所需的尺寸l和a。
解:(1)根据剪应力确定l的大小
代入F=50kN和[τ]=1MPa求得l=0.2m
(2)根据挤压应力确定a的大小
代入F=50kN和[σbs]=10MPa求得l=0.02m
5、图示等直圆杆,已知外力偶矩MA=2.99kN m,MB=7.20kN.m,MC=4.21kN.m,
许用应力[τ]=70MPa,许可单位长度扭转角[]=1(°)/m,切变模量G=80Gpa。
试画出扭矩图并确定该轴的直径d。
解:(1)计算扭矩,画出扭矩图
(2)计算max,确定轴的直径d1
代入Tmax=4.21kN.m和[τ]=70MPa,求得d1=6.74cm
(3)计算max,确定轴的直径d2
代入Tmax[]=1(°)/m,求得d1=7.45cm
(4)由圆轴需要同时满足刚度和强度条件,因此
5、 一传动轴如图示,力偶矩M1=7024N.m,M3=4214N.m。已知许用切应力
[τ]=70MPa,许用的单位长度扭转角[
'
]=1o/m,剪切弹性模量G=80GPa。试
确定轴的直径d。
2.99kN.m
4.21 kN.m
+
T
MA M
B
M
C
A B C
1.0 m
0.5m
解:(1)计算扭矩,画出扭矩图
(2)计算max,确定轴的直径d1
代入Tmax=7024N.m和[τ]=70MPa,求得d1=8.0cm
(3)计算max,确定轴的直径d2
代入Tmax=7024kN.m和[]=1(°)/m,求得d1=8.5cm
(4)由圆轴需要同时满足刚度和强度条件,因此
6、松木桁条的横截面为圆形,受力如图所示,已知松木的许用正应力[σ]=10MPa,
试确定桁条的直径。
解:(1)求支反力
(2)画弯矩图
(3)根据强度条件确定直径
代入Mmax=3.64kN.m,求得d=61mm。
7、曲拐的受力如图所示,AB轴的长度l=1m,直径d=120mm,[σ]=100MPa,试
画出A点的的应力状态单元体,并用第三强度理论校核轴的强度。
M
x
8/2ql
1.82kN/m
A B
4m
7024N.m
4214kN.m
T
1
M
3
C B
A
M
2
M
1
3 2
500
400
解:(1)计算约束力,画弯矩图和扭矩图
(2)计算弯扭组合产生的应力
+
T
图
10kN.m
_
Fl
M
图
F=10kN
MB=10kN·m
B
A