说明材料力学答案解析.doc

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1、材料力学第五版孙训方版课后习题答案材料力学第五版孙训方版课后习题答案[习题2-2]一打入基地内的木桩如图所示，杆轴单位长度的摩擦力f=kx**2，试做木桩的后力图。解：由题意可得：[习题2-3]石砌桥墩的墩身高，其横截面面尺寸如图所示。荷载，材料的密度，试求墩身底部横截面上的压应力。解：墩身底面的轴力为：2-3图墩身底面积：因为墩为轴向压缩构件，所以其底面上的正应力均匀分布。[习题2-7]图示圆锥形杆受轴向拉力作用，试求杆的伸长。2-7图解：取长度为截离体（微元体）。则微元体的伸长量为：，61材料力学第五版孙训方版课后习题答案，，，，因此，[习题2-10]受轴向拉力F作用的箱形薄壁杆如

2、图所示。已知该材料的弹性常数为，试求C与D两点间的距离改变量。解：式中，，故：，61材料力学第五版孙训方版课后习题答案，[习题2-11]图示结构中，AB为水平放置的刚性杆，杆1，2，3材料相同，其弹性模量，已知，，，。试求C点的水平位移和铅垂位移。变形协调图受力图2-11图解：（1）求各杆的轴力以AB杆为研究对象，其受力图如图所示。因为AB平衡，所以，，由对称性可知，，（2）求C点的水平位移与铅垂位移。A点的铅垂位移：B点的铅垂位移：1、2、3杆的变形协（谐）调的情况如图所示。由1、2、3杆的变形协（谐）调条件，并且考虑到AB为刚性杆，可以得到C点的水平位移：C点的铅垂位移：61材料力

3、学第五版孙训方版课后习题答案[习题2-12]图示实心圆杆AB和AC在A点以铰相连接，在A点作用有铅垂向下的力。已知杆AB和AC的直径分别为和，钢的弹性模量。试求A点在铅垂方向的位移。解：（1）求AB、AC杆的轴力以节点A为研究对象，其受力图如图所示。由平衡条件得出：：………………………(a)：………………(b)(a)(b)联立解得：；（2）由变形能原理求A点的铅垂方向的位移式中，；；故：[习题2-13]图示A和B两点之间原有水平方向的一根直径的钢丝，在钢丝的中点C加一竖向荷载F。已知钢丝产生的线应变为，其材料的弹性模量，钢丝的自重不计。试求：（1）钢丝横截面上的应力（假设钢丝经过冷拉，

4、在断裂前可认为符合胡克定律）；（2）钢丝在C点下降的距离；（3）荷载F的值。解：（1）求钢丝横截面上的应力（2）求钢丝在C点下降的距离。其中，AC和BC各。61材料力学第五版孙训方版课后习题答案（3）求荷载F的值以C结点为研究对象，由其平稀衡条件可得：：[习题2-15]水平刚性杆AB由三根BC,BD和ED支撑，如图，在杆的A端承受铅垂荷载F=20KN,三根钢杆的横截面积分别为A1=12平方毫米，A2=6平方毫米，A,3=9平方毫米，杆的弹性模量E=210Gpa，求：（1）端点A的水平和铅垂位移。（2）应用功能原理求端点A的铅垂位移。解：（1）（2）[习题2-17]简单桁架及其受力如图所

5、示，水平杆BC的长度保持不变，斜杆AB的长度可随夹角61材料力学第五版孙训方版课后习题答案的变化而改变。两杆由同一种材料制造，且材料的许用拉应力和许用压应力相等。要求两杆内的应力同时达到许用应力，且结构的总重量为最小时，试求：（1）两杆的夹角；（2）两杆横截面面积的比值。解：（1）求轴力取节点B为研究对象，由其平衡条件得：2-17（2）求工作应力（3）求杆系的总重量。是重力密度（简称重度，单位：）。（4）代入题设条件求两杆的夹角条件①：，，条件⑵：的总重量为最小。61材料力学第五版孙训方版课后习题答案从的表达式可知，是角的一元函数。当的一阶导数等于零时，取得最小值。，，（5）求两杆横截

6、面面积的比值，因为：，，，所以：[习题2-18]一桁架如图所示。各杆都由两个等边角钢组成。已知材料的许用应力，试选择AC和CD的角钢型号。解：（1）求支座反力由对称性可知，（2）求AC杆和CD杆的轴力以A节点为研究对象，由其平衡条件得：61材料力学第五版孙训方版课后习题答案2-18以C节点为研究对象，由其平衡条件得：（3）由强度条件确定AC、CD杆的角钢型号AC杆：选用2∟（面积）。CD杆：选用2∟（面积）。[习题2-19]一结构受力如图所示，杆件AB、CD、EF、GH都由两根不等边角钢组成。已知材料的许用应力，材料的弹性模量，杆AC及EG可视为刚性的。试选择各杆的角钢型号，并分别求点

7、D、C、A处的铅垂位移、、。解：（1）求各杆的轴力2-1961材料力学第五版孙训方版课后习题答案（2）由强度条件确定AC、CD杆的角钢型号AB杆：选用2∟（面积）。CD杆：选用2∟（面积）。EF杆：选用2∟（面积）。GH杆：选用2∟（面积）。（3）求点D、C、A处的铅垂位移、、61材料力学第五版孙训方版课后习题答案EG杆的变形协调图如图所示。[习题2-21]（1）刚性梁AB用两根钢杆AC、BD悬挂着，其受力如图所示。已知钢杆AC和BD的直径分别