工程力学B第次作业主观题

1、工程力学 B 第3 次作业主观题专 业：建筑工程管理班级：建筑工程管理2014-2班（高专）三、主观题（共24道小题）23.图a所示为左端固定而右端自由的轴向受力杆件。试求I - I、n - n、出-出横截面上的 轴力，并作轴力图。24、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 = 50 kN,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。I、II两段柱（图a）横

2、截面上的正应力分别为25. 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 BC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 A为26、有一三角架如图所示，其斜杆由两根 80807等边角钢组成，横杆

3、由两根10号槽钢组成，材料均为 Q235 钢，许用应力 =120 MPa。试求许用荷载F。27、图a所示为一阶卞$形钢杆，AB段和BC段的横截面面积为 Ai = A2= 500 mm2, CD段的横截面面积为 A3 = 200 mm2。已知钢的弹性模量 E = 2.0 W5MPa0试求杆的 纵向变形Alo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1。28、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

4、 段：30 kN（拉），BC 段：0 , CD 段：-20 kN（压”AB段：10 kN（拉），BC段：-10 kN（压），CD 段：20 kN（拉）；AB段：0,BC段：10 kN（拉），CD 段：15 kN（拉）29、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A=400mm2 ,试求各横截面上的应力。30、在图示结构中，各杆的横截面面积均为 A=3 000 mm2, F=100 kN。试求各杆横 截面上的正应力。解：假设各杆均被拉伸，对 B点作受力分析:由分析可知:31、他盘由白卿N简囹N,咯CMA = 2 kN m, MB = 3.5 kN m,由

5、是直径为BC = 1 kN m, MFBa册25kN乍用于其上的卜力偶之父的大小分别是：BC=0.5kNm：转向如图。试FAB32、一水轮机的功率为 P=7350 kW,其1d =650 mm而长度为l =6000 mm的等截面实心钢轴，材料忤AC模量为C，一G=0.8X105MPa。求当水轮机以转速的正应力为:FN,AC日各杆横截*FCD0kN, Fn,cd 75kNn,ab 75kNab2 25MPa解：作用於轴上3000mm矩为：M进点,于是,AC 因此,横城吊上3000mm扭矩为1.7MPTa脚以C上的锄0kN应力以:2 33.3MPa两个端面13000m则转角为：F N ,CD75k

6、NCD2A 3000mm25MPa=57.7r/min匀速旋转时，轴内的最大切应力及轴的两个端面间的相对扭转角33.一实心圆截面传动轴，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40 MPa,切变模量G = 8X104 MPa,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。34.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 = 500 k W;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 = 150 kW, P3 = 150 kW

7、, P4 = 200 kW。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 = 40 MPa,其切变模量 G=8X 104 MPa。单位长度杆的许用扭转角=0.3dm。试作轴的扭矩图，并按强度条件和刚度条件选择轴的直径。35.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 = W kN m ,在 DE 段。.直径50 mm的钢圆轴，其横截面上的扭矩 T =1.5kN m,试求横截面上的最 大切应力。解： max 61.1Mpa.图中所示的轴，作匀

8、速转动，转速 n = 200 r/min ,轴上装有五个轮子，主动 轮2输入的功率为 60 kW,从动轮1、3、4、5依次/U出18 kW、12 kW、22 kW 和 8 kW。材料为钢，其许用切应力 丁二 20 MPa,切变模量G = 8 104 MPa,单位长 度杆的许用扭转角一81= 0.25dm。试按强度条件及刚度条件选择此实心圆轴的直 径。解：按强度条件：d80 mm,按刚度条件：d87.5 mm,故d取87.5 mm或略大38.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39. 一根等直杆受力如图所示。 已知杆的横截面面积A 和材料的弹性模量E。 试作轴力图，并求杆端点 D 的位移。40.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AB是否满足强度条件?41.二1恃动轴作匀速转动，转速h = 200r. min ,轴 上装有五个轮子，王动轮n输入的功率为60kw0从 动轮，I, HI, IV, V