材料力学第五版课后习题答案
材料力学第五版课后题答案孙训芳
材料力学第五版课后题答案孙训芳材料力学第五版课后答案(孙训芳编)[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，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：，，，，，因此，[习题2-10]受轴向拉力F作用的箱形薄壁杆如图所示。
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：，，[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，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：[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，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。
材料力学第五版课后题答案(孙训芳)22页word文档
式中， ，故：
[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。
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：
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பைடு நூலகம்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：
因此，
[习题2-10]受轴向拉力F作用的箱形薄壁杆如图所示。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 。
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：
[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。
（5）求两杆横截面面积的比值
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：
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
孙训方材料力学第五版课后习题目答案
孙训方材料力学第五版课后习题目答案第二章 轴向拉伸和压缩2-1 试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。
（a ）解：；； （b ）解：；；（c ）解： ； 。
(d) 解： 。
[习题2-3] 石砌桥墩的墩身高m l 10=，其横截面面尺寸如图所示。
荷载kN F 1000=，材料的密度3/35.2m kg =ρ，试求墩身底部横截面上的压应力。
解：墩身底面的轴力为：gAl F G F N ρ--=+-=)( 2-3图)(942.31048.935.210)114.323(10002kN -=⨯⨯⨯⨯+⨯--=墩身底面积：)(14.9)114.323(22m A =⨯+⨯=因为墩为轴向压缩构件，所以其底面上的正应力均匀分布。
MPa kPa m kN A N 34.071.33914.9942.31042-≈-=-==σ2-4 图示一混合屋架结构的计算简图。
屋架的上弦用钢筋混凝土制成。
下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成，其截面均为两个75mm ×8mm 的等边角钢。
已知屋面承受集度为的竖直均布荷载。
试求拉杆AE 和EG 横截面上的应力。
解：=1） 求内力 取I-I 分离体得（拉）取节点E为分离体，故（拉）2）求应力75×8等边角钢的面积A=11.5 cm2(拉)（拉）2-5图示拉杆承受轴向拉力，杆的横截面面积。
如以表示斜截面与横截面的夹角，试求当，30，45，60，90时各斜截面上的正应力和切应力，并用图表示其方向。
解：2-6 一木桩柱受力如图所示。
柱的横截面为边长200mm的正方形，材料可认为符合胡克定律，其弹性模量E=10 GPa。
如不计柱的自重，试求：（1）作轴力图；（2）各段柱横截面上的应力；（3）各段柱的纵向线应变；（4）柱的总变形。
解：（压）（压）[习题2-7] 图示圆锥形杆受轴向拉力作用，试求杆的伸长。
解：取长度为dx 截离体（微元体）。
则微元体的伸长量为：)()(x EA Fdxl d =∆，⎰=∆lx EA F l 0)(lxr r r r =--121，22112112dx l d d r x l r rr +-=+⋅-=，2211222)(u d x ld d x A ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ππ，dx ld d du d x l d dd 2)22(12112-==+-dud d ldx 122-=，)()(22)(221212udu d d l du u dd l x Adx -⋅-=⋅-=ππ因此，)()(2)()(202100u dud d E Fl x A dx E F dx x EA F l l l l⎰⎰⎰--===∆π lld x l d d d d E Fl u d d E Fl 011221021221)(21)(2⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ππ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+--=21221)(2111221d d l l d d d d E Fl π2-10 受轴向拉力F 作用的箱形薄壁杆如图所示。
材料力学第五版课后习题答案
材料力学第五版课后习题答案1. 弹性力学基本概念。
1.1 什么是应力？什么是应变？应力是单位面积上的内力，是描述物体内部受力情况的物理量；而应变则是物体单位长度的形变量，描述了物体在受力作用下的形变情况。
1.2 什么是胡克定律？胡克定律是描述弹性体在弹性变形范围内应力与应变成正比的关系，即应力与应变成线性关系。
1.3 什么是弹性模量？弹性模量是描述物体在受力作用下的变形程度的物理量，通常用E表示，单位是帕斯卡（Pa）。
2. 线弹性力学。
2.1 什么是轴向力？什么是轴向变形？轴向力是指作用在物体轴向的力，轴向变形是指物体在受到轴向力作用下的形变情况。
2.2 什么是泊松比？泊松比是描述物体在轴向受力作用下，横向变形与轴向变形之间的比值，通常用ν表示。
2.3 什么是弯曲应力？什么是弯曲变形？弯曲应力是指物体在受到弯矩作用下的内部应力情况，弯曲变形是指物体在受到弯矩作用下的形变情况。
3. 弹性力学的能量法。
3.1 什么是弹性势能？弹性势能是指物体在受力变形后，能够恢复原状时所具有的能量，通常用U表示。
3.2 什么是弹性线性势能？弹性线性势能是指物体在弹性变形范围内，弹性势能与形变量成线性关系的势能。
3.3 什么是弹性势能密度？弹性势能密度是指单位体积或单位质量物体所具有的弹性势能，通常用u表示。
4. 弹塑性力学。
4.1 什么是屈服点？屈服点是指物体在受力作用下，开始出现塑性变形的临界点。
4.2 什么是屈服应力？屈服应力是指物体在受力作用下开始发生塑性变形时所具有的应力大小。
4.3 什么是塑性势能？塑性势能是指物体在受到超过屈服应力的作用下，发生塑性变形所具有的能量。
5. 薄壁压力容器。
5.1 什么是薄壁压力容器？薄壁压力容器是指壁厚相对于容器直径而言很小的压力容器。
5.2 薄壁压力容器的内、外压力对容器的影响有哪些？内压力会使容器产生膨胀变形，而外压力会使容器产生收缩变形。
5.3 薄壁压力容器的应力分布情况是怎样的？薄壁压力容器内外表面的应力分布情况是不均匀的，通常集中在壁厚的两侧。
材料力学第五版课后习题答案详解
Microsoft Corporation材料力学课后答案[键入文档副标题]lenovo[选取日期]第二章轴向拉伸和压缩2-12-22-32-42-52-62-72-82-9下页2-1试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。
（a）解：；；（b）解：；；（c）解：；。
(d)解：。
返回2-2 试求图示等直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。
若横截面面积，试求各横截面上的应力。
解：返回2-3试求图示阶梯状直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。
若横截面面积，，，并求各横截面上的应力。
解：返回2-4 图示一混合屋架结构的计算简图。
屋架的上弦用钢筋混凝土制成。
下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成，其截面均为两个75mm×8mm的等边角钢。
已知屋面承受集度为的竖直均布荷载。
试求拉杆AE和EG横截面上的应力。
解：=1）求内力取I-I分离体得（拉）取节点E为分离体，故（拉）2）求应力75×8等边角钢的面积A=11.5 cm2(拉)（拉）2-5(2-6)图示拉杆承受轴向拉力，杆的横截面面积。
如以表示斜截面与横截面的夹角，试求当，30，45，60，90时各斜截面上的正应力和切应力，并用图表示其方向。
解：2-6(2-8) 一木桩柱受力如图所示。
柱的横截面为边长200mm的正方形，材料可认为符合胡克定律，其弹性模量E=10 GPa。
如不计柱的自重，试求：（1）作轴力图；（2）各段柱横截面上的应力；（3）各段柱的纵向线应变；（4）柱的总变形。
解：（压）（压）。
材料力学第五版课后题答案
[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：33233110,,3/()3/(/)ll N fdx F kl F k F l F x Fx l dx F x l =====⎰⎰1有3[习题2-3] 石砌桥墩的墩身高m l 10=，其横截面面尺寸如图所示。
荷载kN F 1000=，材料的密度3/35.2m kg =ρ，试求墩身底部横截面上的压应力。
解：墩身底面的轴力为：g Al F G F N ρ--=+-=)( )(942.31048.935.210)114.323(10002kN -=⨯⨯⨯⨯+⨯--=墩身底面积：)(14.9)114.323(22m A =⨯+⨯=因为墩为轴向压缩构件，所以其底面上的正应力均匀分布。
MPa kPa mkNA N 34.071.33914.9942.31042-≈-=-==σ [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dx 截离体（微元体）。
则微元体的伸长量为：)()(x EA Fdx l d =∆ ，⎰⎰==∆l l x A dxE F dx x EA F l 00)()( l xr r r r =--121，22112112d x l d d r x l r r r +-=+⋅-=，2211222)(u d x l d d x A ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ππ，dx l d d du d x l d d d 2)22(12112-==+-du d d ldx 122-=，)()(22)(221212udu d d l du u d d lx A dx -⋅-=⋅-=ππ 因此，)()(2)()(202100u dud d E Fl x A dx E F dx x EA F l l l l⎰⎰⎰--===∆πlld x l d d d d E Fl u d d E Fl 011221021221)(21)(2⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ππ ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+--=21221)(2111221d d l l d d d d E Fl π ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=122122)(2d d d d E Fl π214d Ed Flπ= [习题2-10] 受轴向拉力F 作用的箱形薄壁杆如图所示。
材料力学第五版孙训方版课后习题答案高等教育出版社
材料力学高等教育出版社孙训方[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：3323311,,3/()3/(/)llNfdx F kl F k F lF x Fx l dx F x l=====⎰⎰1有3[习题2-3] 石砌桥墩的墩身高ml10=，其横截面面尺寸如图所示。
荷载kNF1000=，材料的密度3/35.2mkg=ρ，试求墩身底部横截面上的压应力。
解：墩身底面的轴力为：gAlFGFNρ--=+-=)(2-3图)(942.31048.935.210)114.323(10002kN-=⨯⨯⨯⨯+⨯--=墩身底面积：)(14.9)114.323(22mA=⨯+⨯=因为墩为轴向压缩构件，所以其底面上的正应力均匀分布。
MPakPamkNAN34.071.33914.9942.31042-≈-=-==σ[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dx 截离体（微元体）。
则微元体的伸长量为：)()(x EA Fdxl d =∆ ，⎰⎰==∆l lx A dxE F dx x EA F l 00)()( lxr r r r =--121，22112112d x l d d r x l r r r +-=+⋅-=，2211222)(u d x ld d x A ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ππ，dx ld d du d x l d d d 2)22(12112-==+- du d d ldx 122-=，)()(22)(221212udu d d l du u d d l x A dx -⋅-=⋅-=ππ 因此，)()(2)()(202100u dud d E Fl x A dx E F dx x EA F l l l l⎰⎰⎰--===∆π lld x l d d d d E Fl u d d E Fl 011221021221)(21)(2⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ππ ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+--=21221)(2111221d d l l d d d d E Fl π ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=122122)(2d d d d E Fl π214dEd Fl π=[习题2-10] 受轴向拉力F 作用的箱形薄壁杆如图所示。
材料力学第五版课后习题答案修订版
材料力学第五版课后习题答案Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】二、轴向拉伸和压缩2-1试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。
（a）解：；；（b）解：；；（c）解：；。
(d)解：。
2-2 试求图示等直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。
若横截面面积，试求各横截面上的应力。
解：2-3试求图示阶梯状直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。
若横截面面积，，，并求各横截面上的应力。
解：2-4 图示一混合屋架结构的计算简图。
屋架的上弦用钢筋混凝土制成。
下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成，其截面均为两个75mm×8mm的等边角钢。
已知屋面承受集度为的竖直均布荷载。
试求拉杆AE和EG横截面上的应力。
解：=1）求内力取I-I分离体得（拉）取节点E为分离体，故（拉）2）求应力75×8等边角钢的面积A=11.5 cm2(拉)（拉）2-5(2-6)图示拉杆承受轴向拉力，杆的横截面面积。
如以表示斜截面与横截面的夹角，试求当，30，45，60，90时各斜截面上的正应力和切应力，并用图表示其方向。
解：2-6(2-8) 一木桩柱受力如图所示。
柱的横截面为边长200mm的正方形，材料可认为符合胡克定律，其弹性模量E=10 GPa。
如不计柱的自重，试求：（1）作轴力图；（2）各段柱横截面上的应力；（3）各段柱的纵向线应变；（4）柱的总变形。
解：（压）（压）2-7(2-9)一根直径、长的圆截面杆，承受轴向拉力，其伸长为。
试求杆横截面上的应力与材料的弹性模量E。
解：2-8(2-11)受轴向拉力F作用的箱形薄壁杆如图所示。
已知该杆材料的弹性常数为E，，试求C与D两点间的距离改变量。
解：横截面上的线应变相同因此2-9(2-12) 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E=210GPa，已知，，，。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7-4[习题7-3] 一拉杆由两段沿n m -面胶合而成。
由于实用的原因，图中的α角限于060~0范围内。
作为“假定计算”，对胶合缝作强度计算时，可以把其上的正应力和切应力分别与相应的许用应力比较。
现设胶合缝的许用切应力][τ为许用拉应力][σ的4/3，且这一拉杆的强度由胶合缝强度控制。
为了使杆能承受最大的荷载F ，试问α角的值应取多大？ 解：AFx =σ；0=y σ；0=x τ ατασσσσσα2s i n 2c o s 22x yx yx --++=][22cos 12cos 22σαασα≤+=+=A F A F A F ][22cos 1σα≤+A F ，][cos 2σα≤AFασ2cos ][A F ≤，ασ2max,cos ][AF N = ατασστα2c o s 2s i n 2x yx +-=][3][2sin στατα=≤=F ，σ][5.1A F ≤，σ][5.1max,AF T =由切应力强度条件控制最大荷载。
由图中可以看出，当060=α时，杆能承受最大荷载，该荷载为：A F ][732.1max σ=7-6[习题7-7] 试用应力圆的几何关系求图示悬臂梁距离自由端为m 72.0的截面上，在顶面以下mm 40的一点处的最大及最小主应力，并求最大主应力与x 轴之间的夹角。
解：（1）求计算点的正应力与切应力MPa mm mm mm N bh My I My z 55.1016080401072.01012124363=⨯⨯⋅⨯⨯⨯===σMPa mm mm mm N bI QS z z 88.0801608012160)4080(10104333*-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-==τ （2）写出坐标面应力 X （10.55，-0.88）Y （0，0.88）(3) 作应力圆求最大与最小主应力，并求最大主应力与x 轴的夹角 作应力圆如图所示。
从图中按比例尺量得：MPa 66.101=σ MPa 06.03-=σ 0075.4=α7-7[习题7-8] 各单元体面上的应力如图所示。
试利用应力圆的几何关系求： （1）指定截面上的应力； （2）主应力的数值；（3）在单元体上绘出主平面的位置及主应力的方向。
[习题7-8（a ）]解：坐标面应力：X （20，0）；Y （-40，0）060=α。
根据以上数据作出如图所示的应力圆。
图中比例尺为cm 1代表MPa 10。
按比例尺量得斜面的应力为：MPa 250120-=σ， MPa 260120=τ；MPa 201=σ，MPa 403-=σ；000=α。
[习题7-8（b ）]解：坐标面应力：X （0，30）；Y （0，-30）030=α。
根据以上数据作出如图所示的应力圆。
图中比例尺为cm 1代表MPa 10。
按比例尺量得斜面的应力为：MPa 26060-=σ ，MPa 15060=τ；MPa 301=σ，MPa 303-=σ； 0045-=α。
[习题7-8（c ）]解：坐标面应力：X （-50，0）；Y （-50，0）030=α。
根据以上数据作出如图所示的应力圆。
图中比例尺为cm 1代表MPa 20。
按比例尺量得斜面的应力为：MPa 50060-=σ ，0060=τ；MPa 502-=σ，MPa 503-=σ。
单元体图 应力圆（O.Mohr 圆）主单元体图单元体图应力圆（O.Mohr 圆）主单元体图[习题7-8（d ）]解：坐标面应力：X （0，-50）；Y （-20，50）00=α。
根据以上数据作出如图所示的应力圆。
图中比例尺为cm 1代表MPa 20。
按比例尺量得斜面的应力为：MPa 40045=σ ，10045=τ；MPa 411=σ,MPa 02=σ，MPa 613-=σ；'003539=α。
[习题7-10] 已知平面应力状态下某点处的两个截面的的应力如图所示。
试利用应力圆求该点处的主应力值和主平面方位，并求出两截面间的夹角α值。
平面应力状态下的两斜面应力应力圆解：两斜面上的坐标面应力为：A （38，28），B （114，-48）由以上上两点作出的直线AB 是应力圆上的一条弦，单元体图应力圆（O.Mohr 圆）主单元体图单元体图 应力圆（O.Mohr 圆） 主单元体图如图所示。
作AB 的垂直平分线交水平坐标轴于C 点，则C 为应力圆的圆心。
设圆心坐标为C （0,x ） 则根据垂直平线上任一点到线段段两端的距离相等 性质，可列以下方程：2222)480()114()280()38(++-=-+-x x解以上方程得：86=x 。
即圆心坐标为C （86，0） 应力圆的半径：570.55)280()3886(22=-+-=r主应力为：MPa r x 57.14157.55861=+=+=σ MPa r x 43.3057.55862=-=-=σ 03=σ（2）主方向角（上斜面A 与中间主应力平面之间的夹角）（上斜面A 与最大主应力平面之间的夹角）（3）两截面间夹角：[习题7-14] 单元体各面上的应力如图所示。
试用应力圆的几何关系求主应力及最大切应力。
[习题7-15（a ）]解：坐标面应力：X （70，-40），Y （30，-40），Z （50，0）由XY 平面内应力值作a 、b 点，连接a 、b 交 轴得圆心C （50，0）应力圆半径：[习题7-15（b ）]解：坐标面应力：X （60，40），Y （50，0），Z （0，-40）由XZ 平面内应力作a 、b 点，连接a 、b 交 轴于C 点，OC =30，故应力圆圆心C （30，0）应力圆半径：单元体图应力圆单元体图应力圆[习题7-15（c ）]解：坐标面应力：X （-80，0），Y （0，-50），Z （0，50）由YZ 平面内应力值作a 、b 点，圆心为O ，半径为50，作应力圆得[习题7-19] D =120mm ，d =80mm 的空心圆轴，两端承受一对扭转力偶矩，如图所示。
在轴的中部表面A 点处，测得与其母线成方向的线应变为。
已知材料的弹性常数，，试求扭转力偶矩。
解：单元体图应力圆方向如图[习题7-20] 在受集中力偶e M 作用矩形截面简支梁中，测得中性层上 k 点处沿045方向的线应变为045ε。
已知材料的弹性常数ν,E 和梁的横截面及长度尺寸l d a h b ,,,,。
试求集中力偶矩e M 。
解：支座反力： l M R e A =（↑）；lM R eB = （↓） K 截面的弯矩与剪力： l aM a R M e A k ==；lM R Q eA k == K 点的正应力与切应力： 0=σ；AlM A Q ek 235.1=⋅=τ 故坐标面应力为：X （τ，0），Y （0，-τ）AlM e x y x yz 234)(212221==+-++=ττσσσσσ 02=σAlM e x y x yz 234)(212223-=-=+--+=ττσσσσσ ∞=--=yx xσστα22tan 00045=α （最大正应力1σ的方向与x 正向的夹角），故)(1311450νσσεε-==E)1(23)]23(23[(1045ννε+=--=EAl M Al M Al M E e e e004545)1(32)1(32εννε+=+=EbhlEAl M e[习题7-22] 已知图示单元体材料的弹性常数GPa E 200=，3.0=ν。
试求该单元体的形状改变能密度。
解：坐标面应力：X （70，-40），Y （30，40），Z （50，0） 在XY 面内，求出最大与最小应力：22m a x4)(212x y x yz τσσσσσ+-++= )(721.94)40(4)3070(212307022max MPa =-⨯+-++=σ 22min 4)(212x y x yz τσσσσσ+--+=)(279.5)40(4)3070(212307022max MPa =-⨯+--+=σ 故，)(721.941MPa =σ，MPa 502=σ，)(279.53MPa =σ。
单元体的形状改变能密度：])()()[(61213232221σσσσσσν-+-+-+=Ev d])721.94279.5()279.550()50721.94[(1020063.012223-+-+-⨯⨯+=3/99979.1201299979.0m m kN MPa ⋅== [习题7-25] 一简支钢板梁承受荷载如图a 所示，其截面尺寸见图b 。
已知钢材的许用应力为MPa 170][=σ，MPa 100][=τ 。
试校核梁内的最大正应力和最大切应力。
并按第四强度理论校核危险截面上的a 点的强度。
注：通常在计算a 点处的应力时，近似地按'a 点的位置计算。
解： 左支座为A ，右支座为B ，左集中力作用点为C ，右集中力作用点为D 。
支座反力：)(710)840550550(21kN R R B A =⨯++== （↑）=434331004.2)(2040746670800230121840240121m mm I z -⨯≈=⨯⨯-⨯⨯=（1）梁内最大正应力发生在跨中截面的上、下边缘)(87044021355047102max m kN M ⋅=⨯⨯-⨯-⨯=MPa mmm N I y M z 1791004.210420108704333max max max =⨯⨯⨯⋅⨯==--σ超过的5.3%，在工程上是允许的。
（2）梁内最大剪应力发生在支承截面的中性轴处（3）在集中力作用处偏外侧横截面上校核点a 的强度超过的3.53%，在工程上是允许的。
[习题7-27] 用Q235钢制成的实心圆截面杆，受轴向拉力F 及扭转力偶矩e M 共同作用，且Fd M e 101=。
今测得圆杆表面k 点处沿图示方向的线应变5301033.140-⨯=ε。
已知杆直径mm d 10=，材料的弹性常数GPa E 200=，3.0=ν。
试求荷载F 和e M 。
若其许用应力MPa 160][=σ，试按第四强度理论校核杆的强度。
解：计算F 和e M 的大小：e M 在k 点处产生的切应力为：2333max 5810161616d FFd d d M d T W T e P ππππττ-=⋅-=-==== F 在k 点处产生的正应力为：24dF A F πσ==即：X （24dFπ，258d F π-），Y （0，258d F π） 广义虎克定律：)(1000603030-+=νσσεE ατασσσσσα2s i n 2c o s 22x yx y x --++=)(10967.135)3415(60sin 5860cos 223202022300MPa F dF d F d F d F -⨯=+=++=ππππσ （F 以N 为单位，d 以mm 为单位，下同。