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文档简介
1、材料力学复习计算题1向阳书屋u1、图示简单托架。BC杆为圆钢,截面直径d1=20mm, BD杆为8号槽钢。若= 160MPa, F=60kN。试校核托架的强度。(例2.6)解:(1) 求轴力(拉)(压)FN2FN1一、拉压与扭转2向阳书屋uBC杆面积(2) 强度计算BD杆面积查型钢表得托架满足强度条件3向阳书屋u2、汽车离合器踏板如图所示。已知踏板受到压力F1=400N的作用,拉杆1的直径D=10mm,杠杆臂长L=330mm,l=56mm,拉杆许用应力=50MPa,试校核拉杆1的强度。(习题2.8 )4向阳书屋u3、图示双杆夹紧机构,需对工件产生一对24kN的加紧力。水平杆AB及二斜杆BC和B
2、D均为圆截面杆,已知:该三杆的材料相同,=100MPa,。试确定此三杆的直径。 (习题2.10)5向阳书屋u6向阳书屋u4、在图示简易吊车中,BC为钢杆,AB为木杆。木杆AB的横截面面积A1=100cm2,许用应力1 =7MPa;钢杆BC的横截面面积A2=6cm2,许用应力2 =160MPa。试求许可吊重F。(习题2.12) 解:(1)计算轴力7向阳书屋u(2)确定许可载荷钢杆:木杆:所以,F=40.4kN8向阳书屋u4、发电量为15000kW的水轮机主轴如图所示,D = 550 mm,d = 300 mm,正常转速n = 250 r/min。材料的许用剪应力 = 50MPa。试校核水轮机主轴
3、的强度。(习题3.6) 解:(1)计算扭矩(2)强度校核9向阳书屋u6、实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起。已知轴的转数n=100r/min,传递的功率P=7.5kW,材料的许用应力40MPa。试选择实心轴的直径d1和空心圆轴内外径之比 = 0.5的空心轴外径D2。(习题3.11) 解:(1)计算扭矩10向阳书屋u(2)确定直径实心轴空心轴11向阳书屋u7、图示AB轴的转数n=120r/min,从B轮输入功率P=44.13kW,功率的一半通过锥形齿轮传给垂直轴II,另一半由水平轴I输出。已知D1=600mm,D2=240mm,d1=100mm, d2=80mm, d3=60mm, =20
4、MPa。试对AB轴和I轴进行强度校核。(习题3.4) 12向阳书屋u13向阳书屋u二、弯曲内力与弯曲应力1、外伸梁及其所受载荷如图,作梁的剪力图和弯矩图。(例4.4) 14向阳书屋u2、外伸梁及其所受载荷如图,作梁的剪力图和弯矩图。(例4.6) FA=3kN, FB=7kN3kN5kN2kN2.25kN.m6kN.m4kN.m4kN.m15向阳书屋u3、试作图示梁的剪力图和弯矩图。(4.4(a) 16向阳书屋u4、螺栓压板夹紧装置如图所示.已知板长3a150mm,压板材料的弯曲许用应力140MPa。试计算压板传给工件的最大允许压紧力F。 (例5.1)17向阳书屋u18向阳书屋u80y1y220
5、20120z5、 T形截面铸铁梁的荷载和截面尺寸如图所示。铸铁的抗拉许用应力为 t = 30MPa , 抗压许用应力为c =160MPa.已知截面对形心轴Z的惯性矩为 Iz =763cm4 , y1 =52mm, 校核梁的强度。(例5.3)F1=9kNF2=4kNACBD1m1m1m19向阳书屋uFAFBF1=9kNF2=4kNACBD1m1m1m-+4kN.m2.5kN.m解:(1)作弯矩图MM(2)强度校核20向阳书屋u6、矩形截面悬臂梁如图所示,已知l=4m,b/h=2/3,q=19kN/m,=10MPa。试确定梁横截面尺寸。(习题5.4)21向阳书屋u7、20a工字钢梁的支撑和受理情况
6、如图所示。已知20a工字钢梁的W=237cm3,若,试求许可载荷F。 (习题5.19)22向阳书屋u8、形截面铸铁悬臂梁,尺寸及载荷如图所示。已知F=40kN,材料的拉伸许用应力t= 40MPa,压缩许用应力c=120MPa,截面对形心zc的惯性矩Izc=10180cm4,h1=9.64cm。试计算该梁的许可载荷F。(习题5.12) 23向阳书屋u解:(1)作弯矩图(2)确定许可载荷A截面:C截面:24向阳书屋u1、已知应力状态如图所示,应力单位为MPa。试求:(1)主应力大小,主平面位置;(2)在单元体上绘出主平面位置及主应力方向;(3)最大切应力。( 习题7.3)(b)(f)三、应力分析与
7、广义胡克定律25向阳书屋u习题7.3(b)(1)主应力、主平面位置(2)绘主单元体(3)最大切应力26向阳书屋u习题7.3(f):(1)主应力、主平面位置(2)绘主单元体(3)最大切应力27向阳书屋u习题7.3(d)28向阳书屋u2、求图示应力状态的主应力及最大切应力(应力单位为MPa)。50204030习题7.18(b)29向阳书屋u习题7.18(c)30向阳书屋u3、在一个体积比较大的钢块上有一个直径为50.1mm的凹座,凹座内放置一个直径为50mm的钢制圆柱,圆柱受到F=300kN的轴向压力。假设钢块不变形,试求圆柱的主应力。取E=200GPa,=0.30。(例7.9) 31向阳书屋u柱
8、受到的压应力径向的应变主应力32向阳书屋u4、在一体积较大的钢块上开一个贯穿的槽,其宽度和深度都是10mm,在槽内紧密无隙地嵌入一铝质立方块,它的尺寸是101010mm。当铝块受到压力F = 6 kN的作用时,假设钢块不变形。铝的弹性模量E=70GPa,=0.33。试求铝块的三个主应力。(习题7.25) 33向阳书屋uz面为自由边界z=0 x面受刚性约束x=034向阳书屋u5、从钢构件内某一点的周围取出一部分如图所示。根据理论计算, 。材料的E=200GPs, 。试求对角线AC的长度改变量 。 (习题7.26)35向阳书屋u36向阳书屋u1、手摇绞车如图所示,轴的直径d=30mm,材料为Q23
9、5钢,=80MPa。试按第三强度理论,求绞车的最大起吊重量P。(习题8.12) 四、组合变形37向阳书屋u38向阳书屋u2、电动机的功率为P=9 kW,转速n=715 r/min,皮带轮直径D =250 mm,主轴外伸部分长度为l=120 mm,主轴直径d = 40 mm。若 = 60 MPa,试用第三强度理论校核轴的强度。(习题8.13 )39向阳书屋u40向阳书屋u3、某水轮机主轴如图所示。水轮机输出功率为P=37500kW,转数n=150r/min。已知轴向推力Fz=4800kN,转轮重W1=390kN;主轴的内经d=340mm,外径D=750mm,自重W=285kN。材料的许用应力=8
10、0 MPa。试用第四强度理论校核主轴的强度。 (习题8.15)41向阳书屋u42向阳书屋u4、图为某精密磨床砂轮轴的示意图。已知电动机的功率P=2kW,转子转速n=1400r/min,转子重量W1=101N。砂轮直径D=250mm,砂轮重量W1=275N。磨削力,砂轮轴直径d=50mm,材料为轴承钢,=60MPa。试用第三强度理论校核轴的强度。(习题8.16) 43向阳书屋u44向阳书屋u5、电动机的功率为P=10kW,转速n=715r/min,皮带轮直径D =250mm,主轴外伸部分长度为l=120mm。若 = 60MPa,试用第四强度理论设计轴的直径。 45向阳书屋u46向阳书屋u6、圆截
11、面直角折杆ABC,受力如图所示,AB杆长为2m,BC杆长为0.5m,材料许用应力=160MPa。试按第三强度理论确定AB杆的直径。 47向阳书屋u48向阳书屋u7、圆截面直角折杆ABC,直径d=70mm,受力如图所示。AB杆长为2m,BC杆长为1.5m,材料许用应力=160MPa。试按第四强度理论校核AB杆的强度。 49向阳书屋u50向阳书屋u(例9.4)五、压杆稳定51向阳书屋u2、图示蒸汽机的活塞杆AB,所受压力F=120kN,l=180cm,横截面为圆形,直径d=7.5cm。材料为Q255钢,E=210GPa,p = 240 MPa。规定安全系数nst = 8,试校核活塞杆的稳定性。(习
12、题9.3)。 52向阳书屋u满足稳定要求。 53向阳书屋u(习题9.9)54向阳书屋u55向阳书屋u(习题9.10)56向阳书屋u57向阳书屋u(习题9.14)58向阳书屋u6、某厂自制的简易起重机如图所示,其压杆BD为20号槽钢(已知:A=32.837cm2, I=144cm4, i=2.09cm);已知:E=210GPa, p=200MPa, nst=5,W=40kN。试校核BD杆的稳定性。(经验公式为: )。(习题9.15) 59向阳书屋u满足稳定要求。 60向阳书屋u61向阳书屋u62向阳书屋u63向阳书屋u64向阳书屋u1、 轴线为四分之一圆周的曲杆A端固定,B端铰支。在F作用下,试
13、求B处约束力。EI为常数。 (例14.3) 六、超静定结构65向阳书屋u66向阳书屋u67向阳书屋uF/21X1F/268向阳书屋uABCFaa3、作图示刚架的弯矩图。设各杆的EI相同。 (习题14.4(a)69向阳书屋u3Fa/85Fa/8ABCFX11aFaM图F70向阳书屋uABCqaa4、作图示刚架的弯矩图。设各杆的EI相同。 (习题14.4(b)71向阳书屋uqa2/83qa2/81aqX1ABCq72向阳书屋u5、图示封闭的矩形刚架。设刚架横梁的抗弯刚度为EI1,立柱的抗弯刚度为EI2。试作刚架的弯矩图。 (习题14.11)73向阳书屋u74向阳书屋u6、图示圆环的水平和垂直直径各作用一对F力,试求圆环横截面的内力。(习题14.14) 75向阳书屋u76向阳书屋u7、作图示刚架的弯矩图。设刚架各杆的EI皆相等。(习题14.15) 77向阳书屋u78向阳书屋u8、 用力法求解图示刚架,并作弯矩图。 解:(1)选基本静定系 qBaaACqX1MFa(2)列出立法方程(3)求1F 和 1179向阳书屋u(4)求解力法方程(5)作弯矩图80向阳书屋u9
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