材料力學(xué)試卷.doc

第十章104試分別求出圖示不等截面桿的絕對(duì)值最大的正應(yīng)力，并作比較。解題思路：（1）圖（a）下部屬偏心壓縮，按式（102）計(jì)算其絕對(duì)值最大的正應(yīng)力，要正確計(jì)算式中的彎曲截面系數(shù)。（2）圖（b）是軸向壓縮，按式（31）計(jì)算其最大正應(yīng)力值。（3）圖（a）中部屬偏心壓縮，按式（102）計(jì)算其絕對(duì)值最大的正應(yīng)力，要正確計(jì)算式中的彎曲截面系數(shù)。答案：，105鉆床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及受力如圖所示。鑄鐵立柱A-A截面為空心圓截面，外徑，內(nèi)、外徑之比，鑄鐵的拉伸許用應(yīng)力，壓縮許用應(yīng)力，荷載。試：（1）校核立柱的強(qiáng)度；（2）求受壓區(qū)的強(qiáng)度儲(chǔ)備（即）；（3）計(jì)算立柱應(yīng)力時(shí)，若忽略軸力，所產(chǎn)生的誤差將為多大？解題思路：（1）立柱發(fā)生拉彎組合變形。（2）計(jì)算立柱AA截面上的內(nèi)力（軸力和彎矩）（3）按式（102）計(jì)算軸向拉應(yīng)力、最大彎曲正應(yīng)力和立柱的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力，分別與相應(yīng)的許用應(yīng)力作比較。（4）由計(jì)算受壓區(qū)的強(qiáng)度儲(chǔ)備。（5）將最大彎曲拉應(yīng)力與立柱的最大拉應(yīng)力相比較，計(jì)算相對(duì)誤差。答案：（1） （2） （3）106某廠房一矩形截面的柱子受軸向壓力和偏心荷載作用。已知，偏心距，截面尺寸。（1）求柱內(nèi)的最大拉、壓應(yīng)力；（2）如要求截面內(nèi)不出現(xiàn)拉應(yīng)力，且截面尺寸保持不變，此時(shí)應(yīng)為多少？柱內(nèi)的最大壓應(yīng)力為多大？解題思路：（1）立柱發(fā)生偏心壓縮變形（壓彎組合變形）。（2）計(jì)算立柱II截面上的內(nèi)力（軸力和彎矩）（3）按式（102）計(jì)算立柱截面上的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力，要正確計(jì)算式中的彎曲截面系數(shù)。（4）將b視為未知數(shù)，令立柱截面上的最大拉應(yīng)力等于零，求解b并計(jì)算此時(shí)的最大壓應(yīng)力。答案：（1）， （2），107斜梁AB的橫截面為的正方形，若，試作斜梁的軸力圖和彎矩圖，并求最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力。解題思路：（1）將力F沿梁軸線方向和垂直軸線方向分解，可知斜梁發(fā)生壓彎組合變形。（2）作軸力圖和彎矩圖，確定危險(xiǎn)截面。（3）按式（102）計(jì)算危險(xiǎn)截面上的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力。答案：， 1011矩形截面懸臂梁左端為固定端，受力如圖所示，圖中尺寸單位為mm。若已知，。試求固定端處橫截面上A、B、C、D四點(diǎn)的正應(yīng)力。解題思路：（1）將力FP1向截面形心簡(jiǎn)化，可知桿發(fā)生軸向拉伸與在兩個(gè)形心主慣性平面內(nèi)的彎曲的組合變形。（2）計(jì)算固定端截面的軸力和彎矩和。（3）計(jì)算截面面積及對(duì)兩個(gè)形心主軸的慣性矩。（4）分別計(jì)算A、B、C、D四點(diǎn)的軸向拉伸應(yīng)力和兩個(gè)方向的彎曲正應(yīng)力，將每點(diǎn)的對(duì)應(yīng)正應(yīng)力按代數(shù)值疊加。答案：， 1014功率的電動(dòng)機(jī)軸以轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，膠帶傳動(dòng)輪的直徑，膠帶輪重量，軸可以看成長度為的懸臂梁，其許用應(yīng)力。試按最大切應(yīng)力理論設(shè)計(jì)軸的直徑。解題思路：（1）由式（21）計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸所受的扭轉(zhuǎn)外力偶矩，并由扭轉(zhuǎn)外力偶矩與傳動(dòng)輪膠帶拉力的關(guān)系求拉力FT。（2）將電動(dòng)機(jī)軸簡(jiǎn)化為在自由端受集中力G和大小為3FT的集中力以及扭轉(zhuǎn)外力偶矩作用的懸臂梁。梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)與在兩個(gè)互相垂直平面內(nèi)的平面彎曲的組合變形。（3）分析內(nèi)力（扭矩和彎矩），確定危險(xiǎn)截面，求危險(xiǎn)截面上的扭矩、彎矩和、總彎矩。（4）按最大切應(yīng)力理論式（1016）設(shè)計(jì)軸的直徑。答案： 1015如圖所示，手搖絞車車軸直徑。已知許用應(yīng)力，試根據(jù)第三強(qiáng)度理論計(jì)算最大的許可起吊重量F。解題思路：（1）受力分析，將力F向輪心平移，得一集中力和一力偶，車軸發(fā)生彎扭組合變形。（2）分析內(nèi)力（扭矩和彎矩），確定危險(xiǎn)截面及危險(xiǎn)截面上的扭矩、彎矩。（3）按第三強(qiáng)度理論式（1013）計(jì)算最大的許可起吊重量F。答案：1016圖示皮帶輪傳動(dòng)軸，傳遞功率，轉(zhuǎn)速，皮帶輪重量，左端輪齒上嚙合力Fn與齒輪節(jié)圓切線的夾角（壓力角）為，軸材料的許用應(yīng)力，試分別在忽略和考慮皮帶輪重量的兩種情況下，按第三強(qiáng)度理論估算軸的直徑。解題思路：（1）由式（21）計(jì)算傳動(dòng)軸所受的扭轉(zhuǎn)外力偶矩，并由扭轉(zhuǎn)外力偶矩與皮帶輪皮帶拉力的關(guān)系求拉力F1和F2；由扭轉(zhuǎn)外力偶矩與齒輪嚙合力Fn的切向分力之間的關(guān)系求Fn的切向分力。（2）傳動(dòng)軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)與在兩個(gè)互相垂直平面內(nèi)的平面彎曲的組合變形。（3）分析內(nèi)力（扭矩和彎矩和、總彎矩），確定危險(xiǎn)截面，求危險(xiǎn)截面上的扭矩、總彎矩。（4）按第三強(qiáng)度理論式（1016）設(shè)計(jì)軸的直徑。答案：忽略皮帶輪重量：；不忽略皮帶輪重量：1020承受均布荷載作用的矩形截面簡(jiǎn)支梁如圖所示，的作用線通過截面形心且與y軸成的夾角。已知，。當(dāng)截面高寬比時(shí)，試選擇與的尺寸。解題思路：（1）矩形截面簡(jiǎn)支梁發(fā)生斜彎曲。（2）將均布荷載沿y軸和z軸分解；分析內(nèi)力（彎矩和），確定危險(xiǎn)截面。（3）寫出危險(xiǎn)截面上彎矩