工程力学-材料力学(北京科大、东北大学版)第4版第八章习题答案

第八章习题8-1斜杆AB的截面为100×100mm2的正方形，若P=3kN,试求其最大拉应力和最大压应力。

8—2水塔受水平风力的作用,风压的合力P=60kN。作用在离地面高H=15m

的位置，基础入土深

h=3m

设土的许用压应力［б］=0。3MPa，基础的直径d=5m

为使基础不受拉应力最大压应力又不超过［б］，求水塔连同基础的总重G允许的范围.8-3悬臂吊车如图所示起重量(包括电葫芦）G=30kN衡量BC

为工字钢,许用应力［］=140MPa，试选择工字钢的型号(可近似按G行至梁中点位置计算)8-4

如图所示，已知，偏心距,竖杆的矩形截面尺寸材料是3号钢，，规定安全系数=1.5。试校核竖杆的强度。8—5

若在正方形截面短柱的中间处开一个槽，使截面面积减小为原截面面积的一半，问最大压应力将比不开槽时增大几倍？8—6

图示一矩形截面杆,用应变片测得杆件上、下表面的轴向应变分别为材料的弹性模量。（1)

试绘制横截面的正应力分布图。(2)

求拉力P及其偏心距e的数值。8—7

一矩形截面短柱,受图示偏心压力P作用，已知许用拉应力许用压应力求许用压力。8—8

加热炉炉门的升降装置如图所示.轴AB的直径d=4cm，CD为的矩形截面杆,材料都是Q235钢,已知力P=200N.（1）

试求杆CD的最大正应力；（2）

求轴AB的工作安全系数。提示:CD杆是压缩与弯曲的组合变形问题。AB轴是弯曲与扭转的组合变形构件，E处是危险截面，M=154.5N*m，T=173.2N＊m。8-9

一轴上装有两个圆轮如图所示，P、Q两力分别作用于两轮上并处于平衡状态。圆轴直径d=110mm，=60Mpa，试按照第四强度理论确定许用载荷。8—10

铁道路标的圆信号板,装在外径D=60mm的空心圆柱上。若信号板上作用的最大风载的强度p=2kPa，已知，试按第三强度理论选定空心柱的壁厚。8—11

一传动轴其尺寸如图所示,传递的功率P=7kW,转速，齿轮I上的啮合力与齿轮结圆切线成的夹角，皮带轮Ⅱ上的两胶带平行，拉力为和,且。若，试在下列两种情形下，按第三强度理论选择轴的直径。（1）

带轮质量忽略不计;（2）

考虑带轮质量，设其质量Q=1。8kN。提示:（1）

情形轴的危险截面在支座B处，M=800，T=334。（2）情形轴的危险截面也在支座B处，M=877，T=334。8—12

已知一牙轮钻机的钻杆为无缝钢管,外直径D=152mm，内直径d=120mm，许用应力.钻杆的最大推进压力P=180kN，扭矩T=17.3kN*m，试按第三强度理论校核钻杆的强度。

参考答案8—1解:对A点取矩∑M（A）=FB×2。5—P×0。75=0

FB

=0.9kN可以得到弯矩图

FAB=P×cosΦ=2。4kN

由轴向力产生的压应力=—2400/0。01=240000=—0。24

由弯矩在梁的截面上产生的最大正应力为

=

=1125/0。000167=6.74×=6.74

在梁街面上产生的最大的拉应力

=6。74—0。24=6。5

最大的压应力

=—6。74—0。24=—6。988-2解：水塔的底端的截面面积：A==19。625m2由重力G产生的压应力为：=G/A

由风压合力P产生的最大正应力为

=12.27m3

=M/W=P·(H+h)/W=0。088MPa

由已知条件可得：

—≤0

+

≤［

]

0。088MPa≤≤0.212MPa

1。727kN≤G≤4。163kN

8—3

∑M（C)=Fb×1。25-G×1。25=0

Fb=G=30kN

轴向力

FBC=Fb×cos30。=29.58kN

Mmax=18750N·m

由弯矩产生的正应力

=M·y/Iz

由轴向力产生的正应力

=FBC/A其中A为梁的横截面面积+

≤[бg］=140MPa查表得选择

18号工字钢8—4答：算得=1。52〉,所以安全.8