工程力學(xué)大作業(yè)1(答案)

1、大作業(yè)（一）一、填空題1、桿件變形的基本形式有（軸向拉伸和壓縮）、（剪切）、（扭轉(zhuǎn)）和（彎曲） 2、材料力學(xué)所研究的問題是構(gòu)件的（強(qiáng)度）、（剛度）和（穩(wěn)定性）。3、脆性材料的抗壓能力遠(yuǎn)比抗拉能力（強(qiáng)）。4、同一種材料，在彈性變形范圍內(nèi)，橫向應(yīng)變/和縱向應(yīng)變之間有如下關(guān)系：（/= -）5、（彈性模量E）是反映材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)。6、（屈服點(diǎn)s）和（抗拉強(qiáng)度b）是反映材料強(qiáng)度的兩個(gè)指標(biāo)7、(伸長(zhǎng)率)和(斷面收縮率)是反映材料塑性的指標(biāo)，一般把（5%）的材料稱為塑性材料，把（ B、 C、 D、11、在研究材料的力學(xué)性能時(shí)，出現(xiàn)過0.2，下列( C )說法是正確的?A、0.2是塑性材料的屈服強(qiáng)

2、度B、0.2是脆性材料的屈服強(qiáng)度C、0.2是指試件在卸載后產(chǎn)生數(shù)值為0.2的塑性應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力值D、0.2是指試件在加載后產(chǎn)生數(shù)值為0.2的應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力值12、對(duì)于脆性材料，下列說法（ C ）是錯(cuò)誤的? A、試件在受拉過程中，不出現(xiàn)屈服和頸縮現(xiàn)象。B、壓縮強(qiáng)度極限比拉伸強(qiáng)度極限高出許多C、抗沖擊性能好D、脆性材料拉伸斷裂前的變形很少13、齒輪與軸由平鍵（bhL=20 12 100）連接，它傳遞的扭矩m=2KNm，軸的直徑d=70mm，鍵的許用切應(yīng)力為t= 60M Pa ，許用擠壓應(yīng)力為= 100M Pa，則鍵的（B）。 A、剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度都不足 B、剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度都足夠 C、剪切強(qiáng)度不足

3、 D、擠壓強(qiáng)度不足三、計(jì)算題1、一直桿受外力作用如圖所示，求此桿各段的軸力，并作軸力圖解：（1）AB段：用截面1-1假想將桿截開，取左段研究，設(shè)截面上的軸力為正方向，受力如圖所示。列平衡方程式： （拉力）（2）BC段，取2-2截面左段研究，F(xiàn)N2設(shè)為正向，受力如圖所示，列平衡方程式： （壓力）； （3）CD段，取3-3截面右段研究，F(xiàn)N3設(shè)為正，受力如圖所示，列平衡方程式： （拉力）（4）畫軸力圖2、如圖所示空心圓截面桿，外徑D=20mm，內(nèi)徑d=15mm，承受軸向載荷F=20kN，材料的屈服應(yīng)力s=235MPa，安全因數(shù)n=1.5，試問該桿的強(qiáng)度解：桿件橫截面上的正壓力材料的許用應(yīng)力3、如圖

4、所示吊環(huán)，由圓截面斜桿AB，AC與橫梁BC所組成。已知吊環(huán)的最大吊重F=500kN，斜桿用鍛鋼制成，其許用應(yīng)力=120MPa，斜桿與拉桿軸線的夾角=20，試確定斜桿的直徑。解：（1）斜桿軸力分析節(jié)點(diǎn)A的受力如圖，設(shè)軸力FN，則有平衡方程（2）截面設(shè)計(jì) 取斜桿的截面直徑4、如圖所示桁架，由桿1與桿2組成，在節(jié)點(diǎn)B承受載荷F作用。試計(jì)算載荷F的最大允許值即所謂許用載荷。已知桿1與桿2的橫面積A=100mm2，許用拉應(yīng)力為t=200MPa，許用壓應(yīng)力c=150MPa.解： （1）軸力分析設(shè)桿1和桿2軸向受拉，桿1與2的軸力分別為FN1和FN2，節(jié)點(diǎn)B的受力圖如圖所示。列節(jié)點(diǎn)B的平衡方程得 （2）計(jì)算

5、許用載荷桿1的強(qiáng)度條件 桿2的強(qiáng)度條件 可見，桁架所能承受的最大載荷即許用載荷為 5、如圖所示結(jié)構(gòu)中，梁AB可視為剛體，其彎曲變形可忽略不計(jì)，桿1為鋼質(zhì)圓桿，直徑d1=20mm，其彈性模量E1=200Gpa，桿2為銅桿，其直徑d2=25mm，彈性模量E2=100Gpa，不計(jì)剛梁AB的自重，試求：（1）載荷P加在何處，才能使剛梁AB受力后保持水平？（2）若此時(shí)P=30KN，求兩桿內(nèi)橫截面上的正應(yīng)力？解：（1）、選取剛梁AB為研究對(duì)象，畫出其受力圖。Fy=0：NA-P+NB=0。.(1)mA(F)=0：-P X+NB2=0(2)變形諧調(diào)條件為：l1=l2。即：（虎克定律）解得：NA=0.8533N

6、B(3)由（1）和（2）得：x=2NB/（NA+NB）。由（3）代入上式得：x=1.08m。（2）、由（2）式得：NB=PX/2=301.08/2=16.2KN。NA=P - NB=13.8KN。1=NA/A1=13.84/(0.02)2=43.9Mpa。2=NB/A2=16.24/(0.025)2=33Mpa。6、齒輪與軸由平鍵（bhL=20 12 100）連接，它傳遞的扭矩m=2KNm，軸的直徑d=70mm，鍵的許用切應(yīng)力為t= 60M Pa ，許用擠壓應(yīng)力為= 100M Pa，試校核鍵的強(qiáng)度。 解：(1)鍵的受力分析如圖, (2)切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核剪切面,擠壓面綜上，鍵滿足強(qiáng)度要求。7、一鉚接頭如圖所示，受力F=110kN，已知鋼板厚度為 t=1cm，寬度 b=8.5cm ，許用應(yīng)力為s = 160M Pa ；鉚釘?shù)闹睆絛=1.6cm，許用切應(yīng)力為t= 140M Pa ，許用擠壓應(yīng)力為sbs= 320M Pa，試校核鉚接頭的強(qiáng)度。（假定每個(gè)鉚釘受力相等。） 解：（1）取下面鋼板為研究對(duì)象，受力分析如圖每個(gè)孔受銷軸的約束反力為 （2）銷軸的剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度計(jì)算每個(gè)銷軸的剪切