《工程力學(xué)(靜力學(xué)和材料力學(xué))第2版課后習(xí)題答案_范欽珊主編_第5章_軸向拉伸與壓縮.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工程力學(xué)(靜力學(xué)和材料力學(xué))第2版課后習(xí)題答案_范欽珊主編_第5章_軸向拉伸與壓縮.pdf（13頁珍藏版）》請?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、 1eBook eBook 工程力學(xué)（靜力學(xué)與材料力學(xué)）習(xí)題詳細(xì)解答（教師用書）（教師用書）(第(第 5 章)章)范欽珊 唐靜靜 2006-12-18 2第第 5 章章 軸向拉伸與壓縮軸向拉伸與壓縮 51 試用截面法計(jì)算圖示桿件各段的軸力，并畫軸力圖。解：解：(a)題題(b)題題(c)題題 (d)題題 習(xí)題 51 圖 FN x FP A C B A B C FN(kN)x 2-3 FN(kN)x D A C B 10 20 30 3 52 圖示之等截面直桿由鋼桿 ABC 與銅桿 CD 在 C 處粘接而成。直桿各部分的直徑均為d36 mm，受力如圖所示。若不考慮桿的自重，試求AC段和AD段桿的軸

2、向變形量ACl和ADl 解：解：()()NN22ss44BCABBCABACFlFllddEE=+3332150 102000 100 10300042 947200 10 36.+=mm ()3N232c100 102500 42 9475 286mm105 10 364.CDCDADACFllldE=+=+=53 長度 l1.2 m、橫截面面積為 1.10l03 m2的鋁制圓筒放置在固定的剛性塊上；-10 10 A D C B FN(kN)x-10 習(xí)題 52 圖 剛性板剛性板固定剛性板固定剛性板 習(xí)題 53 圖 60kNPFBm2.1aEPFxA(a)sAsECxkN60P=Fm1.2k

3、N60P=FOBA(b)416080ABAFBF4kN 習(xí)題 54 解圖 直徑 d15.0mm 的鋼桿 BC 懸掛在鋁筒頂端的剛性板上；鋁制圓筒的軸線與鋼桿的軸線重合。若在鋼桿的 C 端施加軸向拉力 FP，且已知鋼和鋁的彈性模量分別為 Es200GPa，Ea70GPa；軸向載荷 FP60kN，試求鋼桿 C 端向下移動的距離。解：解：aaPAElFuuABBA=（其中 uA=0）935.0101010.11070102.1106063333=Bumm 鋼桿 C 端的位移為 33P32ss60 102 1 100 9354 50mm200 10154.BCCBF luuE A=+=+=54 螺旋壓

4、緊裝置如圖所示。現(xiàn)已知工件所受的壓緊力為 F4 kN。裝置中旋緊螺栓螺紋的內(nèi)徑 d113.8 mm；固定螺栓內(nèi)徑 d217.3 mm。兩根螺栓材料相同，其許用應(yīng)力 53.0 MPa。試校核各螺栓的強(qiáng)度是否安全。解：解：0=BM，F(xiàn)A=2kN 0=yF，F(xiàn)B=6kN 262120002000 413.37 13.8104AAAFAd=MPa，安全。26600025.5317.3104BBBFA=MPa|w11AF 34w1PAF 601020104000434366w1P=AFkN 43FF，s33AF，3P35AF 6.5710800101205353663P=AFkN FP=57.6 kN

5、4FC3F2F(b)3F1FBPF(a)習(xí)題57圖 3 m 7 習(xí)題58圖 *58 由鋁板和鋼板組成的復(fù)合柱，通過剛性板承受縱向載荷 FP38 kN，其作用線沿著復(fù)合柱的軸線方向。試確定：鋁板和鋼板橫截面上的正應(yīng)力。解：解：此為超靜定問題。1.平衡方程平衡方程 PNaNsFFF=+（1）2.變形協(xié)調(diào)方程：變形協(xié)調(diào)方程：sall=（2）3.物性關(guān)系方程：物性關(guān)系方程：aaNassNsAEFAEF=（3）聯(lián)立解得 +=+=PaassaaNaPaassssNsFAEAEAEFFAEAEAEF（壓）a1s0Ps1a0sPssNss22hEbhEbFEhbEhbEFEAF+=+=MPa175107005

6、.002.021020005.003.010385102009939s=+=（壓）a1s0PaaNaa2 hEbhEbFEAF+=MPa25.6120070175175saa=EE（壓）*59 銅芯與鋁殼組成的復(fù)合棒材如圖所示，軸向載荷通過兩端剛性板加在棒材上?，F(xiàn)已知結(jié)構(gòu)總長減少了 0.24 mm。試求：1所加軸向載荷的大??；2.銅芯橫截面上的正應(yīng)力。aaNaccNcAEFAEF=（1）習(xí)題59圖 8 PNaNcFFF=+（2）()()()()ccaaNcNaccaaPNcNaccaa3222636333,0.24 10105 1025 1075 1060 1025 1030 1044171k

7、NlE AlE AFFlllE AlE AFFFlllE AE Al=+=+=+=+=PaaccccNcFAEAEAEF+=PaaccaaNaFAEAEAEF+=+=+=+=4)(4)(4422a2cPaaNaa22a2cPaaccPccNccdDEdEFEAFdDEdEFEAEAEFEAFc 2 MPa5.83)025.006.0(1070025.010105101711010542292939c=+=MPa6.55105705.83caca=EE *510 圖示組合柱由鋼和鑄鐵制成，組合柱橫截面為邊長為 2b的正方形，鋼和鑄鐵各占橫截面的一半(b2b)。載荷 FP，通過剛性板沿鉛垂方向加在

8、組合柱上。已知鋼和鑄鐵的彈性模量分別為Es196GPa，Ei98.0GPa。今欲使剛性板保持水平位置，試求加力點(diǎn)的位置x？解：解：00=M，)23()2()2()2(isxbbbbxbb=習(xí)題510圖 9 si232=xbbx （1）iissEE=2119698si=（2）（2）代入（1）得 xbbx2324=bx65=511 電線桿由鋼纜通過旋緊張緊器螺桿穩(wěn)固。已知鋼纜的橫截面面積為23mm101，E=200GPa，MPa300=。欲使電桿有穩(wěn)固力FR=100kN，張緊器的螺桿需相對移動多少?并校核此時鋼纜的強(qiáng)度是否安全。解：（1）設(shè)鋼纜所受拉力為FN，由平衡條件 FNcos30=FR FN

9、=100/cos30=115.5kN mm67.62/310102001010105.1153333N=EAlFl 張緊器的螺桿需相對移動 6.67mm。（2）鋼纜的應(yīng)力與強(qiáng)度 MP5.11510105.11533N=aAF 所以，強(qiáng)度安全。512 圖示小車上作用著力FP=15kN，它可以在懸架的AC梁上移動，設(shè)小車對AC梁的作用可簡化為集中力。斜桿AB的橫截面為圓形(直徑d20mm)，鋼質(zhì)，許用應(yīng)力=160MPa。試校核AB桿是否安全。RF 習(xí)題511圖 10 解：當(dāng)小車開到A點(diǎn)時，AB桿的受力最大，此時軸力為BNAF。（1）受力分析，確定AB桿的軸力BNAF，受力圖如圖 512 解圖所示，

10、由平衡方程=0yF，0sinPN=FFAB 229.18.08.0sin+=解得軸力大小為：kN7.38N=ABF （2）計(jì)算應(yīng)力 MPa123Pa101231020107.384466232NN=dFAFABABABAB 強(qiáng)度安全。513 桁架受力及尺寸如圖所示。FP=30kN，材料的抗拉許用應(yīng)力+=120MPa，抗壓許用應(yīng)力-=60MPa。試設(shè)計(jì)AC及AD桿所需之等邊角鋼鋼號。(提示：利用附錄B型鋼表。)解：解：（1）受力分析，確定AC桿和AD桿的軸力ACFN、ADFN，對整體受力分析可得，kN152PRR=FFFBA 再取節(jié)點(diǎn)A，受力分析，受力圖如圖 513 解圖所示，建立平衡方程 RA

11、FACNFADNFA?45 習(xí)題513解圖 PF 習(xí)題513圖 PFABNFACNF 習(xí)題512解圖 習(xí)題512圖 11=0yF，045sinRN=+AACFF?解得AC桿軸力大小為：)kN(2.21N壓=ACF=0 xF，045cosNN=+ADACFF?解得AD桿軸力大小為：)kN(15N拉=ADF （2）強(qiáng)度條件 拉桿：23Nmm1251201015=+ADADFA 壓桿：23Nmm3.35360102.21=ACACFA （3）選擇鋼號 拉桿：42020 壓桿：54040 514 蒸汽機(jī)的氣缸如圖所示。氣缸內(nèi)徑D=560mm,內(nèi)壓強(qiáng)p=2.5MPa，活塞桿直徑d=100mm。所有材料的

12、屈服極限s=300MPa。(1)試求活塞桿的正應(yīng)力及工作安全系數(shù)。(2)若連接氣缸和氣缸蓋的螺栓直徑為30mm，其許用應(yīng)力=60MPa，求連接每個氣缸蓋所需的螺栓數(shù)。解：（1）活塞桿 受到的軸力為：kN12.5964)100560(5.24)(2222N=dDppAF 活塞桿的正應(yīng)力：MPa9.754/10)1012.59623N=桿AF 工作安全系數(shù)：95.39.75300=sn（2）螺栓數(shù)m 習(xí)題514圖 121.14604/301012.59623=栓栓AFmN個 由于圓對稱，取m16個。515 圖示為硬鋁試件，h=200mm，b=20mm。試驗(yàn)段長度l0=70mm。在軸向拉力FP=6kN作用下，測得試驗(yàn)段伸長l0=0.15mm，板寬縮短b=0.014mm。試計(jì)算硬鋁的彈性模量E和泊松比。解：（1）計(jì)算彈性模量E GPa7010143.210150MPa15022010610143.27015.0363300=xPxEAFll（2）計(jì)算泊松比 327.010143.210710720014.034400=xyybb 習(xí)題515圖 13 上一章 返回總目錄 下一章