2016材料力学作业--带答案

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1、计算（每题14分）1、变截面杆受力如图，从左至右各截面面积分別为A

2、=400mm2,力2=300〃〃/,A3=200ftim2,材料的弹性模量E=200GPa。试求：⑴绘出杆的轴力图；（2）计算杆内各段横截面上的正应力；（3）计算/端的位移。5MNWkN+400〃〃"400/77/77解：（1）杆的轴力图如图所示，各段的轴力N、=-lOkN,M=—40kN,N3=10kNFnWkNPT1■11z~x(}厂JJ—1丿L—WkN40kN.（2）各段横截血上的正应力为—牛淀黑"2.5“吩一25咖M-40X103A2_300x10-6=—13

3、.3x1()7Fq=—133MA7N3=lOxlO3石一200x10"=5x7Pa=50MPa（3）A端的位移为N/△/总=M+“2+△△=■yry+N^+N^=-10x10^x0,3EA2EAy200x109x400x10~6=-2.04x10-4m—-0.204加加-40x103x0.410x103x0.4200x109x300x10~6200x109x200x!0-62、变截面直杆如图所示。已知：A,=8cm2,A2=E=200GPa.求A、杆的总伸长△/,B、求左段横截面上的应力°。40kN60kN20kN200200解：

4、1、绘制轴力图——（4分）/Al40kNv——60kN20kN2、求变形（4分）△厶=空EA、△仁=空-EA2A/=+A/2=7.5xlO-2mm20020040kN20kN3、求应力（6分）=50MPa解：（1）以节点B为研究对象——3分5分5、在图示简易吊车中，为钢杆，/IE为木杆。木杆的横截面面积A.=100cm2,许用应力［＜7,］=7MPa；钢杆〃C的横截面面积A2=6cm2,许用应力［q］=160MPa。试求许可吊重［P］。、N=dP［他=2P（2）计算各杆的许可轴力N论二出[0卜100x10"x7xl（）6=70kN^

5、2max=Ak2]=6xl0-4xl60xl06=96kN（3）确定结构的许可载荷N巴歸=肯=40.4妙巴ax2二号=4趾N[P]=40.4kN7>一块厚10mm、宽200mm的旧钢板，其截血被直径d=20mm的圆孔所削弱，圆孔的排列对称于杆的轴线，如图所示。钢板承受轴向拉力F=200kN。材料的许用应力[

6、一简单托架。杆为圆钢，横截面直径d=20mmoAB杆为8号槽钢（8号槽钢截面面积为J2=1020xl0_6m2）o若[cr]=l60MPa，试校核托架的强度。设F=60kN。解：取A点力分析2分列方程求力4分工cos0=O工Fy=-FM0-F=OFAli=-15kNFbc=45kNAB强度6b=-=73.53MA?Y[cy]Fr.BC强度6c二宁=143・24MFgy[J23、传动轴的转速为/7=500r/min,主动轮/输入功率PI=368kW,从动轮B和C分别输出功率p2=147kW,P3=211kWo已知[t]=70MPa,(

7、pf]=1(°)/m,G=80GPao(1)、试确定力3段的直径/和3C段的直径〃2。(2)、若和BC两段选用同一直径，试确怎直径乩解：1、扭矩图（2分）mx-9550—=7028N•m（2分）nm2=2808N•mm3=422IN•m2、AB段强度条件得（4分）d>3刚度条件得SQmmd>取山=84.6mm3、BC段由强度条件得（4分）由刚度条件得〃>4卩纠x180VG[（p^2=14.4mm取d2=74・4mm4.应取AB和BC段中直径大者，即d=84.6mm7028N•mC（2分）24、桥式起重机的传动轴传递的力偶矩胚=1.08

8、kN・im材料的许用应力[t]=40MHz,G=SOGPa,同时规定[0]=0.5（。）/加。试设计轴的直径。解：由强度条件有7分T16卩“]maxW{L」dx>龙k]=5.16/nm0maxT180■vGIP兀浑X型5屈（7分）G7td、兀327x180G龙2［（f）］-63mm轴的直径为d=63mm25、机床变速箱第II轴如图所示，轴所传递的功率为P=5.5kW,转速”=200转/分,材料为45号钢，[<]=40MPa，试按强度条件初步设计轴的直径。解：外力偶矩为强度条件为求出直径为/n=9550-=263Nmd二3l=32.2m

9、m（3分）（9分）（2分）29、阶梯形圆轴AB。其AC段直径d]=40mm；CB段直径d2=70mm,轴上装有三个皮带轮如图所示，已知轮3输入的功率为P3=30kW,轮1的输岀功率为P

10、=13kW,轴作匀速转动，转速n=