工程力學(xué)工力題解

工程力學(xué)工力題解第五章軸向拉伸與壓縮23軸力N112F=FNb)：F=N1F=FNF=F22F-F=8-20=-12kN21N3215-2圖示桿件，求各段內(nèi)截面的軸力，并畫出軸力圖。解:用簡便方法求截面軸力NABFNBCb)：F=-5kNNAB0kNF=-5+15=100kNNBC12kNkN解:1)求軸力2)求最大應(yīng)力解:1)求軸力2)求最大應(yīng)力NN解:1)求軸力F=F=pD2/4=2××2002/4=20×103N=20kNN2)強度計算F20幾103=N==133.3MPa<[]螺栓強度滿足。a解:1)求軸力N2)強度計算由正應(yīng)力強度準(zhǔn)則=N[]得maxA由正應(yīng)力強度準(zhǔn)則=N[]得maxA4Fd0mm對AB桿，由正應(yīng)力強度準(zhǔn)則=BA=[]得maxA3A1F23G對BC桿，由正應(yīng)力強度準(zhǔn)則=BC=[]得maxA3A222FF由正應(yīng)力強度準(zhǔn)則=N=N[]得FFmaxA2b2所以b=20mm,h=40mmxACABACABnGyACABF=F=G=17kNACAB2)強度計算FyyF120FABACGx22yFsin60-yBCBC3xFBA2)強度計算BA2BC3FBAFFBAFGBC解:解:1)畫軸力圖求截面內(nèi)力F=10kNN1F=-30kNN12)求桿件的變形EAEAEAA1212N2)強度計算由正應(yīng)力強度準(zhǔn)則=FN=F[]得maxAA12求桿件的變形。0kN=100件的變形。2)求桿端外力圖5-363)求桿件變形cN1N2F·x=F(l-x)N1N21EA2001022002EA1122N2F·x=(l-x)N1552)已知F=30kN,求桿件截面應(yīng)力F1.0103=N2FFxFFxN2NN2ABCABlyN1N2將=F代入得N2NN155N255FN1A4002A8001200SSb11F17103F32103b==幾102/4=l50=AA1%=414%=1026.92%=%Ad1024ppsb試校核鏈環(huán)的強度。解:1)求許用應(yīng)力Nl=Al=A.1=l=B.2得FBFFA12yAB2)由變形協(xié)調(diào)方程A1F+F=FABFlFl1EA2EAB23)強度計算解:1)按強度準(zhǔn)則設(shè)計FF由正應(yīng)力強度準(zhǔn)則=N=[]得FFmaxAA2)按變形條件設(shè)計FlFl由變形條件l=N=[l]得EAEA所以，鋼索的截面面積A=200mm2lAl代入上式則F(1+1)=lAl23)求各段橫截面應(yīng)力112211)畫頂蓋的受力圖列平衡方程y12F+F=F122)由變形協(xié)調(diào)方程l=F.l1=l=F.l2得F1=F21122 F代入上式則F==0.71F,12F=FF=0.29F2由正應(yīng)力強度準(zhǔn)則由正應(yīng)力強度準(zhǔn)則=B=[]得maxA5A對角鋼，由正應(yīng)力強度準(zhǔn)則=1=[]得1AA111=2=2=[]得2AA222所以[F]=CABF+2F=FAB2)由變形協(xié)調(diào)方程2?l=2F.lA=l=F.lB得1EA2EAAB代入上式則F(1+4)=F代入上式則AF2ll2l1所以[F]=80kN5-19已知每根鋼軌長l=8m，其線膨脹系數(shù)α=125×10-7/°C，E=200GPa，若鋪設(shè)鋼l軌時溫度為10°C，夏天鋼軌的最高溫度為60°C，為了使軌道在夏天不發(fā)生擠壓，問鋪設(shè)鋼軌時應(yīng)留多大的空隙1Qjyjy1Qjy2)強度計算FF6-1圖示剪床需用剪刀切斷d=12mm棒料，已知棒料的抗剪強度=320Mpa,試求剪刀的bQFF由抗剪強度=Q==T得A幾d2/4b12用切應(yīng)力[τ]=100MPa,許用擠壓應(yīng)力[σ]=300MPa,試校核銷釘?shù)募羟泻蛿D壓強度。FF18103=jy===<[]=300MPajyAd.t168jyjy許用許用擠壓應(yīng)力[σ]=300MPa,試設(shè)計鍵的長AblFF由擠壓強度準(zhǔn)則=jy=[]得FFjyAlh/2jyjy所以l=31.7mmQjyjyFFF24103=jy===<[]=320MPajyAd.t1710jyjy2)強度計算F2FLF2FLAlbdjyAdlh/2jyjy所以[F]=900N求鋼板與焊縫等強度時(同時失效稱為等強度)，每邊所需的焊縫長度l。和最小剪切面Qmin2)確定外力FFF由鋼板拉伸強度準(zhǔn)則T==[]得FFmaxAb63)設(shè)計焊縫長度1)設(shè)計沖頭直徑FF1)設(shè)計沖頭直徑FFjyA幾d2/4jyjyFd=34mmmindTFQF[]得min6-7圖示沖床的最大沖力F=400kN，沖頭材料的許用擠壓應(yīng)力[σ]=440MPa，鋼板的MPad和鋼板的最大b4[4[]jyFF2)確定鋼板的最大厚度由剪切破壞條件T=Q==T得2)確定鋼板的最大厚度FFFFjyAbdjyjymaxA2bh第七章圓軸扭轉(zhuǎn)解：a)1)用簡便方法求截面扭矩122)畫扭矩圖如圖示解：b)1)用簡便方法求截面扭矩1232)畫扭矩圖如圖示TxkNmkNmkNm1kNmT4kNmx1)軸的扭矩圖；2)軸的最大切應(yīng)解：1)畫扭矩圖求最大扭矩試求軸所傳遞的功率是多大解：1)求傳遞外力偶矩MmaxTM由最大應(yīng)力公式T=max=得maxW0.2d3P2)求軸所傳遞的功率P由外力矩公式M=9549得Pn解：1)畫扭矩圖求最大扭矩maxW0.2803PTTTMm111的許用切應(yīng)力[]=100MPa,試校核軸的強度。MMM解：1)畫扭矩圖求截面最大扭矩MMM32T32xT=2kNmxmax7-6圖示實心軸和空心軸通過牙嵌式離合器連接在一起，傳遞的外力矩M=，材料的許用切應(yīng)力[]=100MPa,空心圓截面的內(nèi)外徑之比=,試確定實心軸的直徑d和空心軸外徑解：解：1)求內(nèi)力扭矩TT由強度準(zhǔn)則T=max=max[T]TTmaxW0.2d3P13)設(shè)計空心軸的內(nèi)外徑Tmaxmax[T]得P4)兩軸的截面面積比解：解：1)求內(nèi)力扭矩對實心段，由強度準(zhǔn)則T=Tmax=M[T]得圖7-20maxW0.2d3P1P截面的扭角。AC解：1)畫扭