工程力学(材料力学部分)西南交大版 作业答案ppt课件

1、基础力学2作业 （7-11章）,1,P153 7-1（b） 试作杆的轴力图，并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）。,10kN,10kN,20kN,最大拉力为20kN，在CD段；最大压力为10kN，在BC段。,解：,2,P153 7-2 试求图示直杆横截面1-1、2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。如横截面面积A=200mm2，试求各横截面上的应力。,10kN,10kN,20kN,解：,3,P154 7-5 铰接正方形杆系如图所示，各拉杆所能安全地承受的最大轴力为FNt=125kN,压杆所能安全地承受的最大轴力为FNc=150kN,试求此杆系所能安全地承受的最大

2、荷载F的值。,AC、BC、AD、BD均为拉杆，故,AB为压杆，故,所以,解：,根据对称性只分析A、C点,由静力平衡方程得,所以,由静力平衡方程得,4,P155 7-8 横截面面积A=200mm2的杆受轴向拉力F=10kN作用，试求斜截面m-n上的正应力及切应力。,F=10kN,300,m,n,解：,5,P155 7-10 等直杆如图示，其直径为d=30mm。已知F=20kN, l=0.9m,E=2.1105MPa，试作轴力图，并求杆端D的水平位移D以及B、C两横截面的相对纵向位移BC。,20kN,-20kN,20kN,l/3,2F,2F,F,1,1,3,3,2,2,l/3,l/3,A,B,C,

3、D,解：,6,P156 7-14 直径为d=0.3m,长为l=6m的木桩，其下端固定。如在离桩顶面高1m处有一重量为P=5kN的重锤自由落下，试求桩内最大压应力。已知木材E=10103MPa，如果重锤骤然放在桩顶上，则桩内最大压应力又为多少？,参照P138例题7-10,当h=0时,解：,7,P156 7-16 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的，各杆的自重均不计。,解：,a,a,a,1,2,1.5a,a,8,解：（1）剪切面：A=dh；剪力：Fs=F,拉杆头部满足剪切强度条件,挤

4、压力：Fbs=F,拉杆头部满足挤压强度条件。,P156 7-18 试校核图示拉杆头部的剪切强度和挤压强度。 已知：D=32mm，d=20mm，h=12mm，材料的许用切应力 =100Mpa，许用挤压应力bs=240Mpa。,（2）挤压面：,9,P157 7-20 矩形截面木拉杆的接头如图所示，已知b =250mm， F=50KN，木材的顺纹许用挤压应力bs=10MPa, 顺纹许用 切应力=1MPa 。试求接头处所需的尺寸l和a。,a,l,l,解：,10,P183 8-1(c) 作图示杆的扭矩图，并指出最大扭矩的值及其所在的横截面。,1,1.5,0.5,+,+,-,单位：KN.m,3,-,11,

5、P183 8-4 实心圆轴的直径d=100mm，长l=1m，作用在两个端面上的外力偶之矩均为Me=14kN.m，但转向相反。材料的切变模量G=8104MPa。试求：（1）横截面上的最大切应力，以及两个端面的相对扭转角；（2）图示横截面上A、B、C三点处切应力的大小及指向。,Me,Me,A,B,解:(1),(2),T,A,B,C,12,P183 8-5 空心钢圆轴的外直径D=80mm，内直径d=62.5mm，外力偶之矩为Me=10N.m，但转向相反。材料的切变模量G=8104MPa。试求：（1）横截面上切应力的分布图；（2）最大切应力和单位长度扭转角。,Me,Me,D,d,解:(1),(2),A

6、,max,A,T,13,P184 8-10 轴的许用切应力 ，切变模量 ，单位长度杆的许用扭转角 。试按强度条件及刚度条件选择此实心圆轴的直径。,M1,M2,M3,M4,M5,因此，,解：,14,P230 9-9 试求图示组合截面对于水平形心轴z的惯性矩Iz。,12010,工22a,2,3,1,15,P228 9-1 试求图示各梁指定横截面上的剪力和弯矩。,A,B,C,F=ql/2,q,l/4,l/2,l,D,1,1,2,2,3,3,(c),FB,FA,解：求得支座约束力,( c ),16,A,B,2a,q,FB,FA,a,a,C,qa2,C,1,1,2,2,3,3,4,4,解：求得支座约束力

7、,(f),( f ),17,P228 9-3 试写出图示各梁的剪力方程和弯矩方程，并作出剪力图和弯矩图。指出最大剪力和最大弯矩的值以及它们各自所在的横截面。,4kN/m,A,C,B,1m,2m,(d),80kN,解：求得支座约束力,56kN,40kN,40kN,56kN,192kN.m,A支座右侧截面,C截面,FB,FA,18,2kN/m,A,C,1m,4m,B,20kN.m,解：求得支座约束力,A支座右侧截面,C右侧截面,9kN,1kN,8kN.m,12kN.m,0.25kN.m,(e),FB,FA,0.5m,19,P229:9-4,9-5,9-6,9-4 绘出图示各梁的剪力图和弯矩图。,1

8、m,5KN,10 KN.m,1m,15KN,15 KN.m,10KN,10KN,5KN,Fs图,15 KN.m,5 KN.m,5 KN.m,M图,（a）,20,剪力图,48,单位：KN.m,弯矩图,21,(c),22,a,A,B,C,D,qa,a,a,9-5 (a),23,3a,A,B,C,q,qa2,2a,9-5 (b),24,9-5 (c),ql,ql2/2,ql2/2,25,9-6,26,9-7(a) 槽钢平放,27,9-7(b) 槽钢竖放,28,9-8,20kN.m,1-1截面,2-2截面,29,9-11 矩形截面外伸梁如图所示。试求点1、2、3、4、5五个点处横截面上的应力；以单元体

9、分别表示各该点处的应力状态。,30,9-12 由两根No.36a槽钢组成的梁，如图所示。已知：F=44kN，q=1kN/m；钢的许用应力 。试校核此梁的强度。,因此，该梁满足正应力和切应力强度条件。,31,76.875kN,选择28a号工字钢,故选择28a号工字钢。,32,P194：9-15 试求图示等截面梁的转角方程和挠度方程，并求外力偶作用着的C截面处的挠度。,C截面处，,33,P252：10-1 求图中所示应力状态下单元体斜截面ab上的应力，并用分离体在该面上示出。,300,40MPa,30MPa,60MPa,a,b,34,P252：10-3 题10-1图中所示应力状态下，分别求主应力的

10、值； 用图示出不等于零的两个主应力的作用面。,35,（1） 若 x y ，,则 1 450,(2) 若 x y ，,则 1 450,(3) 若 x = y ，,则 ,x 0 ，,1 = -450,x 0 ，,1 = 450,（ 1 在 900 范围内取值 1对应 所在主平面的方位）,此例中， x=-40MPa，y =60MPa,36,P252：10-3 题10-1图中所示应力状态下，分别求主应力的值； 用图示出不等于零的两个主应力的作用面。,47.7MPa,67.7MPa,74.520,37,P265:11-2 图11-11所示两端为柱形铰的轴向受压矩形截面杆，若在xy平面内取长度因数 ，在xy平面内取长度因数 ，试求此杆的