工程力学C主观题第三次作业

1、工程力学C主观题第三次作业主观题(共24道小题)22. 曲柄连杆机构的活塞上作用有力F=400N。如不计摩擦和所有构件的重量，问在曲柄OA上应加多大的力偶矩Me方能使机构在图示位置平衡？解：23. 试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。解：24. 试求图示等直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。若横截面面积 ，试求各横截面上的应力。 25.试求图示阶梯状直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。若横截面面积 ，并求各横截面上的应力。 26.简易起重设备的计算简图如图所示。已知斜杆AB用两根 不等边角钢组成，钢的许用应力。试问在提起重量为的重物时，斜杆

2、AB是否满足强度条件？27. 图a所示为左端固定而右端自由的轴向受力杆件。试求-、-、-横截面上的轴力，并作轴力图。 28. 一横截面为正方形的砖柱分上下两段，其受力情况、各段长度及横截面尺寸如图a所示。已知F=50kN，试求荷载引起的最大工作应力。 解：首先作柱的轴力图如图b所示。 由于此柱上下两段的横截面尺寸不同，故不能应用公式（7-3）计算柱的最大工作应力，必须利用公式（7-2）求出每段柱的横截面上的正应力，然后进行比较以确定全柱的最大工作应力。 、两段柱（图a）横截面上的正应力分别为29. 一横截面为矩形的钢制阶梯状直杆，其受力情况及各段长度如图 a所示。AD段和DB段的横截面面积为B

3、C段横截面面积的两倍。矩形截面的高度与宽度之比h / b = 1.4，材料的许用应力、= 160 MPa。试选择各段杆的横截面尺寸h和b。 解：首先作杆的轴力图如图b所示。 此杆为变截面杆，最大工作应力不一定出现在轴力最大的AD段横截面上。由于DB段的横截面面积与AD段相同，而轴力较小，故其工作应力一定小于AD段的。于是只需分别对AD段和BC段进行计算。 对于AD段，按强度条件要求其横截面面积AI为30. 有一三角架如图所示，其斜杆由两根80807等边角钢组成，横杆由两根10号槽钢组成，材料均为Q235钢，许用应力=120MPa。试求许用荷载F。 31. 图a所示为一阶梯形钢杆，AB段和BC段

4、的横截面面积为A1=A2=500mm2，CD段的横截面面积为A3=200mm2。已知钢的弹性模量E=2.0105MPa。试求杆的纵向变形l。图中长度单位为mm。 解：此杆的轴力图如图b所示。由于各段杆的轴力和横截面面积不尽相同，故须分段利用拉压胡克定律求各段杆的纵向变形，它们的代数和才是整个杆的纵向变形l。32. 试作图示各杆的轴力图，并分别指出最大拉力和最大压力的值及其所在的横截面（或这类横截面所在的区段）。解： (a)AB段：30kN(拉)，BC段：0 , CD段：-20 kN(压)；(b)AB段：10kN(拉)，BC段：-10 kN(压)， CD段：20kN(拉)；(c)AB段：0，BC

5、段：10kN(拉)，CD段：15kN(拉) 33. 试判定图示杆系是静定的，还是超静定的；若是超静定的，试确定其超静定次数，并写出求解杆系内力所需的位移相容条件（不必具体求出内力）。图中的水平杆是刚性杆，各杆的自重均不计。解：1次超静定34.35. （1）最大切应力及两端截面间的相对扭转角；（2）图示截面上A，B，C三点处切应力的数值及方向；（3）C点处的切应变。36. （1）最大切应力； （2）截面A相对于截面C的扭转角。 37.38. 39. 一传动轴的计算简图如图a所示，作用于其上的外力偶之矩的大小分别是：MA=2kNm，MB=3.5 kNm，MC=1kNm，MD=0.5 kNm，转向如

6、图。试作该传动轴的扭矩图。40. 一实心圆截面传动轴，其直径d=40mm，所传递的功率为30kW，转速n=1400r/min。该轴由45号钢制成，许用切应力=40MPa，切变模量G=8104MPa，单位长度杆的许用扭转角= 1/m。试校核此轴的强度和刚度。 解：首先计算扭转力偶矩M。41. 传动轴如图a所示，其转速n=300 r/min，主动轮A输入的功率P1=500kW；若不计轴承摩擦所耗的功率，三个从动轮B、C、D输出的功率分别为P2=150kW，P3=150kW，P4=200kW。该轴是用45号钢制成的空心圆截面杆，其内外直径之比a=1/2。材料的许用切应力t=40MPa，其切变模量G=8104 MPa。单位长度杆的许用扭转角=0.3/m。试作轴的扭矩图，并按强度条件和刚度条件选择轴的直径。 42. 试作图示各杆的扭矩图，并指出最大扭矩的值及其所在的横截面（或这些横截面所在的区段）。解：(a)Tmax=Me；(b)Tmax=2 Me，在CD段；(c)Tmax=3kNm，在DE段43. 直径50mm的钢圆轴，其横截面上的扭矩T=1.5kNm，试求横截面上的最大切应力。解： 44. 空心钢圆轴的外直径D=80mm，内直径d=62.5mm，外力偶之矩Me=10Nm。已知钢的切变模量G=8104MPa。 试作横截面上切应力的分布图；