北京郵電大學(xué)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課后題解模塊二

模塊二一、填空1、在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行變形分析時(shí)，對(duì)變形固體作了三種假設(shè),其內(nèi)容是：連續(xù)性假設(shè)、均勻性假設(shè)、各向同性假設(shè)。2、拉壓桿的軸向拉伸與壓縮變形，其軸力的正號(hào)規(guī)定是：軸力指向截面外部為正。3彈性階段屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段。

F QF

4、構(gòu)件在工作過程中要承受剪切的作用，其剪切強(qiáng)度條件為：

Max A 。5、扭轉(zhuǎn)是軸的主要變形形式，軸上的扭矩可以用截面法來求得，扭矩的符號(hào)規(guī)定為：右手四指指向扭矩的轉(zhuǎn)向，假設(shè)大拇指指向截面的外部，那么扭矩為正。6、根據(jù)約束情況的不同靜定梁可分為：簡支梁、外伸梁、懸臂梁三種常見形式。二、選擇1、等截面直桿在兩個(gè)外力的作用下發(fā)生軸向壓縮變形時(shí)，這對(duì)外力所具備的特點(diǎn)一定是等值、(C)。A.反向、共線；B.反向，過截面形心；C.方向相對(duì)，作用線與桿軸線重合；D方向相對(duì)，沿同一直線作用。2、軸向拉伸桿，正應(yīng)力最大的截面和剪應(yīng)力最大的截面(A)A.分別是橫截面、450都是橫截面;C.450;D.都是450斜截面。3、設(shè)軸向拉伸桿橫截面上的正應(yīng)力為σ，那么450斜截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力(D)。A．分別為σ/2和σ;B.均為σ；C.分別為σ和σ/2；D均為σ/2。4、在連接件上，剪切面和擠壓面分別(B)于外力方向。A.垂直、平行；B.平行、垂直；C.平行；D.垂直。.5、將構(gòu)件的許用擠壓應(yīng)力和許用壓應(yīng)力的大小進(jìn)行比照，可知(B)，因?yàn)閿D壓變形發(fā)生在局部范圍，而壓縮變形發(fā)生在整個(gè)構(gòu)件上。A.前者要小些；B.前者要大些；C.二者大小相等；D.二者可大可小。6、一圓軸用碳鋼制作，校核其扭轉(zhuǎn)角時(shí)，發(fā)現(xiàn)單位長度扭轉(zhuǎn)角超過了許用值。為保證此軸的扭轉(zhuǎn)剛度，采用哪種措施最有效(C)。A．改用合金鋼材料；B.增加外表光潔度；C.增加軸的直徑；D.減小軸的長度。7、等強(qiáng)度梁的截面尺寸(C)。A.與載荷和許用應(yīng)力均無關(guān)；B.與載荷無關(guān)，而與許用應(yīng)力有關(guān)；C.與載荷和許用應(yīng)力均有關(guān)；D與載荷有關(guān)，而與許用應(yīng)力無關(guān)。三、計(jì)算與分析1、如下圖鋼制拉桿承受載荷F=32kN，假設(shè)材料的許用應(yīng)力［σ］=120MPa，桿件橫截面積為圓形，求橫截面的最小半徑。題2-3-1圖解：由截面法可知，軸力F=F=32kNNF Max

3210322拉桿的橫截面面積A

=120106即r2266.7mm2，r橫截面的最小半徑為2、如下圖，等直桿AD，左端固定，F(xiàn)=100KN，F(xiàn)=80KN，F(xiàn)=60KN,求各段桿的軸力，做出1 2 3軸力圖。題2-3-2圖〕求支座反力。i1

Fi0F+F-F+F=0F-F+F-F=-100+80-60=-80kNN 1 2 3 N 1 2 3.結(jié)果為負(fù)號(hào)，說明支座反力水平向左?！?〕分段計(jì)算軸力。AB段，取左段為隔離體：ni1

Fi0即N-F=0 N=F=80kN(內(nèi)力為拉)1 N 1 NBC段，取左段為隔離體：i1

Fi0N+F-F=0NF-F=-202 1 N 2 N 1CD段，取右段為隔離體：ni1

Fi0即-N+F=0N=F=60kN3 3 3 3〔3〕做軸力圖。3、三角架如下圖，兩桿截面均為圓形，材料的許用應(yīng)力［σ］=60MPa，作用于B點(diǎn)的載荷G=30kN，試確定兩桿的直徑。題2-3-3圖解1〕取點(diǎn)B為研究對(duì)象，畫受力圖，求兩桿的軸力FN1、FN2。3F0 Fx

F cos300 F N2 N1

F2 N20 Fy N

sin30G0F 60kN，F(xiàn)N2

52kN2〕由強(qiáng)度條件，分別確定兩桿的直徑對(duì)于AB桿.對(duì)于BC桿兩桿的直徑分別取33.23mm、35.7mm。4、如下圖的拖車掛鉤靠銷釘連接。掛鉤局部的鋼板厚度δ=8mm，銷釘材料的許用剪切應(yīng)力MPa，許用擠壓應(yīng)力MPa。試設(shè)計(jì)銷釘?shù)闹睆?。題2-3-4圖解(1〕按剪切強(qiáng)度計(jì)算。銷釘受力圖如圖(b)所示。銷釘有兩個(gè)剪切面，用截面法將銷釘沿剪切面截開〔見圖(c)〕，以銷釘中段為研究對(duì)象，由靜力平衡條件可得每一截面上的剪力QP15

7.5kN2 2銷釘受剪面積Ad24由剪切強(qiáng)度計(jì)算公式Q

]A 2/4得銷釘直徑47.5103d 12.6103m12.6mm 3.1460106.(2〕按銷釘擠壓強(qiáng)度計(jì)算。P jy 2dP

jy此時(shí)，擠壓力Pjy=P/2，實(shí)用擠壓面積為A=dδ,得pd

15103 9.4103m9.4mm2jy

281031001065、汽車傳動(dòng)軸由45號(hào)鋼無縫鋼管制成，外徑D＝90mm，壁厚t=2.5mm，[τ]=60MPa·m，試校核其強(qiáng)度。假設(shè)在τ不變的條件下改用實(shí)心軸，試確定圓軸的直徑max與實(shí)心軸的重量比。解:(1)校核空心軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度所以軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度足夠。確定實(shí)心圓軸直徑根據(jù)實(shí)心軸與空心軸最大剪應(yīng)力相等的條件抗扭截面模量Wp相等的條件計(jì)算空心軸與實(shí)心軸重量之比4D4A 11A

d21

9028520.3153.122 D24 2.6、設(shè)計(jì)圖所示的起重機(jī)主梁。其最大起重量P=20kN，主梁跨度l=5m，許用應(yīng)力［σ］=140MPa。主梁用工字鋼〔不考慮梁的自重〕,試選擇工字鋼型號(hào)。解起重機(jī)主梁可視為簡支梁，吊重在中間位置時(shí)梁受力最不利，如圖(b)所示。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按此情況考慮?！?〕求支座反力。N NA

P210kN〔2〕作彎矩圖。由圖可見，危險(xiǎn)截面在梁的中點(diǎn)C處，M