工程力學(xué)-材料力學(xué)(北京科大、東北大學(xué)版)第4版第八章習(xí)題答案

第八章習(xí)題8-1斜桿AB的截面為100×100mm2的正方形，若P=3kN,試求其最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力。

8—2水塔受水平風(fēng)力的作用,風(fēng)壓的合力P=60kN。作用在離地面高H=15m

的位置，基礎(chǔ)入土深

h=3m

設(shè)土的許用壓應(yīng)力［б］=0。3MPa，基礎(chǔ)的直徑d=5m

為使基礎(chǔ)不受拉應(yīng)力最大壓應(yīng)力又不超過［б］，求水塔連同基礎(chǔ)的總重G允許的范圍.8-3懸臂吊車如圖所示起重量(包括電葫蘆）G=30kN衡量BC

為工字鋼,許用應(yīng)力［］=140MPa，試選擇工字鋼的型號(可近似按G行至梁中點(diǎn)位置計算)8-4

如圖所示，已知，偏心距,豎桿的矩形截面尺寸材料是3號鋼，，規(guī)定安全系數(shù)=1.5。試校核豎桿的強(qiáng)度。8—5

若在正方形截面短柱的中間處開一個槽，使截面面積減小為原截面面積的一半，問最大壓應(yīng)力將比不開槽時增大幾倍？8—6

圖示一矩形截面桿,用應(yīng)變片測得桿件上、下表面的軸向應(yīng)變分別為材料的彈性模量。（1)

試?yán)L制橫截面的正應(yīng)力分布圖。(2)

求拉力P及其偏心距e的數(shù)值。8—7

一矩形截面短柱,受圖示偏心壓力P作用，已知許用拉應(yīng)力許用壓應(yīng)力求許用壓力。8—8

加熱爐爐門的升降裝置如圖所示.軸AB的直徑d=4cm，CD為的矩形截面桿,材料都是Q235鋼,已知力P=200N.（1）

試求桿CD的最大正應(yīng)力；（2）

求軸AB的工作安全系數(shù)。提示:CD桿是壓縮與彎曲的組合變形問題。AB軸是彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形構(gòu)件，E處是危險截面，M=154.5N*m，T=173.2N＊m。8-9

一軸上裝有兩個圓輪如圖所示，P、Q兩力分別作用于兩輪上并處于平衡狀態(tài)。圓軸直徑d=110mm，=60Mpa，試按照第四強(qiáng)度理論確定許用載荷。8—10

鐵道路標(biāo)的圓信號板,裝在外徑D=60mm的空心圓柱上。若信號板上作用的最大風(fēng)載的強(qiáng)度p=2kPa，已知，試按第三強(qiáng)度理論選定空心柱的壁厚。8—11

一傳動軸其尺寸如圖所示,傳遞的功率P=7kW,轉(zhuǎn)速，齒輪I上的嚙合力與齒輪結(jié)圓切線成的夾角，皮帶輪Ⅱ上的兩膠帶平行，拉力為和,且。若，試在下列兩種情形下，按第三強(qiáng)度理論選擇軸的直徑。（1）

帶輪質(zhì)量忽略不計;（2）

考慮帶輪質(zhì)量，設(shè)其質(zhì)量Q=1。8kN。提示:（1）

情形軸的危險截面在支座B處，M=800，T=334。（2）情形軸的危險截面也在支座B處，M=877，T=334。8—12

已知一牙輪鉆機(jī)的鉆桿為無縫鋼管,外直徑D=152mm，內(nèi)直徑d=120mm，許用應(yīng)力.鉆桿的最大推進(jìn)壓力P=180kN，扭矩T=17.3kN*m，試按第三強(qiáng)度理論校核鉆桿的強(qiáng)度。

參考答案8—1解:對A點(diǎn)取矩∑M（A）=FB×2。5—P×0。75=0

FB

=0.9kN可以得到彎矩圖

FAB=P×cosΦ=2。4kN

由軸向力產(chǎn)生的壓應(yīng)力=—2400/0。01=240000=—0。24

由彎矩在梁的截面上產(chǎn)生的最大正應(yīng)力為

=

=1125/0。000167=6.74×=6.74

在梁街面上產(chǎn)生的最大的拉應(yīng)力

=6。74—0。24=6。5

最大的壓應(yīng)力

=—6。74—0。24=—6。988-2解：水塔的底端的截面面積：A==19。625m2由重力G產(chǎn)生的壓應(yīng)力為：=G/A

由風(fēng)壓合力P產(chǎn)生的最大正應(yīng)力為

=12.27m3

=M/W=P·(H+h)/W=0。088MPa

由已知條件可得：

—≤0

+

≤［

]

0。088MPa≤≤0.212MPa

1。727kN≤G≤4。163kN

8—3

∑M（C)=Fb×1。25-G×1。25=0

Fb=G=30kN

軸向力

FBC=Fb×cos30。=29.58kN

Mmax=18750N·m

由彎矩產(chǎn)生的正應(yīng)力

=M·y/Iz

由軸向力產(chǎn)生的正應(yīng)力

=FBC/A其中A為梁的橫截面面積+

≤[бg］=140MPa查表得選擇

18號工字鋼8—4答：算得=1。52〉,所以安全.8