工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版第七章习题答案
工程力学--材料力学北京科大东北大学版第4版习题答案
弟二早
习题
3-1试求图视各轴在指泄横截而1-1、2-2和3-3上的扭矩,并在各截而上表示出钮矩的方向。
(b)
题3 I图
3-2 试绘出下列各轴的钮矩图,并求卩」。
2m
D c
fr@=©=3
3-3 ma=2OON.m 9mb=4OON.m 9mc=6OON 9m. (b)
3-4 一传动轴如图所示,已知 ma=130N ・・cm, mb=300N.cm, mc=i, md=70N.cm;^段轴的直径分别为:Dab=5cm, Dbc=7.5cm, Dcd=5cm
(1) 画出扭矩图;
(2) 求1 •仁2・2、3・3截而的最大切应力。
3-5图示的空心圆轴,外径D=8cm,内径d=6.25cm,承受扭矩m=1000N.m. (1) 求
(2) 绘出横截面上的切应力分布图: (3)求单位长度扭转角,已知G=80000Mpa.
3-6已知变截而钢轴上的外力偶矩^=1800N.m, Wf
=1200N.m,试求最大切应
力和最大相对扭矩。已知G=80dbpa ・
3M
试绘下
列各轴
的扭矩
(a)
题3-6图
3-7 一钢轴的转矩n=240/min.传递功率^=44.1kN.m.已知
[^=40Mpa,=1W,6=80*MPa,试按强度和冈帔条件汁算轴的直径
解:轴的直径由强度条件确左,rf>60-7wn o
3-8图示实心轴通过牙嵌离合器把功率传给空心轴。传递的功率ft=7.5kw,轴的转速n=100r/min,试选择实心轴直径占和空心轴外径“。已知%心入5,
题L8图
3-9图示AB轴的转速n=120r/min,从B轮上输入功率丹=40kw,此功率的一半通过锥齿轮传给垂直轴V,另一半功率由水平轴H传疋。已知锥齿轮的节圆直径
工程力学材料力学第四版(北京科技大学与东北大学)习题答案
解
E = 208GPa . v = 0.3 17
1- 10: i主杆端部与的如1I相迹 , 其构应如罔 ,谊作用在连杆的轴向 jJ P=l28KN , 蝉挟处的内
径 d = 3.7cm , 螺栓材料的冉川剧
力 [σ1 =60MP.α ,试校招螺栓的贸i1!! .
解 [σL =59.5MPa< [σl
P
题 HO 阳
P
题 1- 11 阳
1-11 用绳索吊运 一 直 P = 20kN rll 立吻 . 世绳索的横植面积 A = 12.6c1II2 .许用应力 [σ1 = IOMPa, 试问
() )当 α = 45"时 , 绳索强度是否峪用?
(2)如l改为 α = 600 ,再战核绳聋的强度回
解 () )当 α = 450 , σ = 1 1.2 > [σl ,.应付F ( 2 ) 当 α = 600 , σ = 9. 1 7 < [σl 强股够
4ε 〉
题 :…" 且自
:rI = 0, " = 200kN
S = P = 200kN
σ
S
A
一1 明一)2*0一105*υ一1啡0τ 130 一 = 1 3.3MPa<[σl
题 1 - 12 陪|
题 1- )3型
1 - 1 3 某金M 矿矿 )1 探 200m ,j 井 架 高 18m .起 捉 升 至统 简 罔如同所 示 ! 世!Iõ克及其装载的矿
工程力学(静力学与材料力学)第四版习题答案
静力学部分
第一章基本概念受力图
2-1 解:由解析法,
23cos 80RX F X P P N
θ==+=∑
12sin 140RY F Y P P N
θ==+=∑
故:
22161.2R RX RY F F F N
=+=
1(,)arccos
2944RY
R R
F F P F '∠==
2-2
解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有
123cos45cos453RX F X P P P KN
==++=∑
13sin 45sin 450
RY F Y P P ==-=∑
故: 223R RX RY F F F KN
=+= 方向沿OB 。
2-3 解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。 (a )
由平衡方程有:
0X =∑
sin 300
AC AB F F -=
0Y =∑
cos300
AC F W -=
0.577AB F W
=(拉力)
1.155AC F W
=(压力)
(b )
由平衡方程有:
1.064AB F W
=(拉力)
0.364AC F W
=(压力)
(c )
由平衡方程有:
0X =∑ cos 60cos300
AC AB F F -=
0Y =∑
sin 30sin 600
AB AC F F W +-=
0.5AB F W
= (拉力)
0.866AC F W
=(压力)
(d )
由平衡方程有:
0X =∑
sin 30sin 300
AB AC F F -=
0Y =∑
cos30cos300
AB AC F F W +-=
0.577AB F W
= (拉力)
0.577AC F W
= (拉力)
2-4 解:(a )受力分析如图所示:
工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版1-3章习题答案
⼯程⼒学--材料⼒学(北京科⼤、东北⼤学版)第4版1-3章习题答案
第⼀章
参考答案1-1:解:
(a):N1=0,N2=N3=P
(b):N1=N2=2kN
(c):N1=P,N2=2P,N3= -P
(d):N1=-2P,N2=P
(e):N1= -50N,N2= -90N
(f):N1=0.896P,N2=-0.732P
注(轴向拉伸为正,压缩为负)
1-2:解:σ1=
2
1
1
850
4
P kN
S d
π
=
=35.3Mpa
σ2=
2
2
2
850
4
P kN
S d
=
=30.4MPa ∴σmax=35.3Mpa
1-3:解:
下端螺孔截⾯:σ1=190
20.065*0.045P S
=15.4Mpa
上端单螺孔截⾯:σ2=2P
S =8.72MPa
上端双螺孔截⾯:σ3= 3P
S =9.15Mpa
∴σ
max =15.4Mpa
1-4:解:受⼒分析得:F1*sin15=F2*sin45
F1*cos15=P+F2*sin45
∴σAB=
1
1
F
S=-47.7MPa
σBC=
2
2
F
S=103.5 MPa
1-5:解:
F=6P
S1=h*t=40*4.5=180mm2
S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2
∴σmax=2F
S =38.1MPa
1-6:解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;△ l AC =NL EA =AC L
△ l CD =CD L
EA σ=0
△ L DB =DB L
EA σ=-0.01mm
(2) ∴AB l ?=-0.02mm 1-7:解:
31.8127AC AC
CB CB
工程力学--静力学(北京科大、东北大学版)第4版答案合集
第一章习题
下列习题中,凡未标出自重的物体,质量不计。接触处都不计摩擦。1-1试分别画出下列各物体的受力图。
1-2试分别画出下列各物体系统中的每个物体的受力图。
1-3试分别画出整个系统以及杆BD,AD,AB(带滑轮C,重物E和一段绳索)的受力图。
1-4构架如图所示,试分别画出杆HED,杆BDC及杆AEC的受力图。1-5构架如图所示,试分别画出杆BDH,杆AB,销钉A及整个系统的受力图。
1-6构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉A及整个系统的受力图。1-7构架如图所示,试分别画出杆AEB,销钉C,销钉A及整个系统的受力图。
1-8结构如图所示,力P作用在销钉C上,试分别画出AC,BCE及DEH
部分的受力图。
参考答案1-1解:
1-2解:
1-3解:1-4解:1-5解:
1-6解:1-7解:
1-8解:
第二章 习题
参考答案
2-1解:由解析法,
23cos 80RX F X P P N
θ==+=∑
12sin 140RY F Y P P N
θ==+=∑
故: 22161.2R RX RY F F F N
=+=
1(,)arccos
2944RY
R R
F F P F '∠==
2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有
123cos45cos453RX F X P P P KN ==++=∑
13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑
故: 223R RX RY F F F KN
=+=方向沿OB 。
2-3解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。 (a ) 由平衡方程有:
0X =∑sin300AC
工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版习题答案
第一章
参考答案1-1:解:
(a):N1=0,N2=N3=P
(b):N1=N2=2kN
(c):N1=P,N2=2P,N3= -P
(d):N1=-2P,N2=P
(e):N1= -50N,N2= -90N
(f):N1=0.896P,N2=-0.732P
注(轴向拉伸为正,压缩为负)
1-2:解:σ1=
2
1
1
850
4
P kN
S d
π
=
=35.3Mpa
σ2=
2
2
2
850
4
P kN
S d
π
=
=30.4MPa ∴σmax=35.3Mpa
1-3:解:
下端螺孔截面:σ1=190
20.065*0.045P S =15.4Mpa
上端单螺孔截面:σ2=2P
S =8.72MPa
上端双螺孔截面:σ3= 3P
S =9.15Mpa
∴σmax =15.4Mpa
1-4:解:受力分析得:F1*sin15=F2*sin45
F1*cos15=P+F2*sin45
∴σAB=
1
1
F
S=-47.7MPa
σBC=
2
2
F
S=103.5 MPa
1-5:解:
F=6P
S1=h*t=40*4.5=180mm2
S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2
∴σmax=2F
S =38.1MPa
1-6:解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;
△ l AC =NL EA =AC L
EA σ=-0.01mm
△ l CD =CD L
EA σ=0
△ L DB =DB L
EA σ=-0.01mm
(2) ∴AB l ∆=-0.02mm
1-7:解:
31.8127AC AC CB CB P MPa S P MPa S σσ=
工程力学材料力学北京科大东北大学版习题答案
第七章
习题
7-1 直径d=2cm的拉伸试件,当与杆轴成斜截面上的切应力
时,杆表面上将出现滑移线。求此时试件的拉力P。
7-2在拉杆的某一斜截面上,正应力为,切应力为。试求最
大正应力和最大切应力。
7-3 已知应力状态如图a、b、c所示,求指定斜截面ab上的应力,并画在单元体上。
7-4已知应力状态如图a、b、c所示,求指定斜截面ab上的应力,并画在单元体上。
7-5求图示各单元体的三个主应力,最大切应力和它们的作用面方位,并画在单元体图上。
7-6 已知一点为平面应力状态,过该点两平面上的应力如图所示,求及
主应力、主方向和最大切应力。
7-7 一圆轴受力如图所示,已知固定端横截面上的最大弯曲应力为
40MPa,最大扭转切应力为30 Mpa,因剪力而引起的最大切
应力为6kPa.
(1)用单元体画出在A、B、C、D各点处的应力状态;(2)求A点的主应力和最大切应力以及它们的作用面的方位。
7-8 求图示各应力状态的主应力、最大切应力以及它们的作用面的方位。
7-9 设地层为石灰岩,波松比,单位体积重。试计
算离地面400m深处的压应力。
7-10 图示一钢制圆截面轴,直径d=60mm,材料的弹性模量E=210Gpa。
波松比,用电测法测得A点与水平面成方向
的线应变,求轴受的外力偶矩m。
7-11 列车通过钢桥时,在大梁侧表面某点测得x和y向的线应变
,材料的弹性模量E=200Gpa,
波松比,求该点x、y面的正应力和。
7-12 铸铁薄壁管如图所示,管的外直径D=200mm,壁厚t=15mm,内压p=4MPa,轴向压力P=200Kn,许用应力,波
工程力学(静力学和材料力学)第四版习题答案解析
静力学部分
第一章基本概念受力图
2-1解:由解析法,23cos 80RX F X P P N θ==+=∑
故:
161.2R F N ==
2-2 解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有
故:3R F KN ==方向沿OB 。
2-3解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。
(a )由平衡方程有:
0.577AB F W =(拉力) 1.155AC F W =(压力)
(b )由平衡方程有:
1.064AB F W =(拉力)0.364AC F W =(压力)
(c )由平衡方程有:
0.5AB F W = (拉力)0.866AC F W =(压力)
(d )由平衡方程有:
0.577AB F W = (拉力)0.577AC F W = (拉力)
2-4 解:(a )受力分析如图所示:
由0x =∑cos 450RA F P -=
由0Y =∑sin 450
RA RB F F P +-=
(b)解:受力分析如图所示:由
联立上二式,得:
2-5解:几何法:系统受力如图所示
三力汇交于点D ,其封闭的力三角形如图示
所以:5RA F KN =(压力)5RB F KN =(与X 轴正向夹150度)
2-6解:受力如图所示:
已知,1R F G =,2AC F G =
由0x =∑cos 0AC r F F α-=
由0Y =∑sin 0AC N F F W α+-=
2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象
由0x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=
联立后,解得:0.707RA F P =0.707RB F P =
工程力学材料力学第四版北京科技大学及东北大学习题答案解析
工程力学材料力学 (北京科技大学与东北大学)
第一章轴向拉伸与压缩
1-1:用截面法求下列各杆指定截面的内力
解:
(a):N1=0,N2=N3=P
(b):N1=N2=2kN
(c):N1=P,N2=2P,N3= -P
(d):N1=-2P,N2=P
(e):N1= -50N,N2= -90N
(f):N1=0、896P,N2=-0、732P
注(轴向拉伸为正,压缩为负)
1-2:高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示,拉杆下端以连接楔与大钟连接,连接处拉杆的横截面如图b所示;拉杆上端螺纹的内
径d=175mm。以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN,试计算大钟拉杆的最大静应力。
解: σ1=
2
1
1
850
4
P kN
S d
π
=
=35、3Mpa
σ2=
2
2
2
850
4
P kN
S d
π
=
=30、4MPa
∴σmax=35、3Mpa
1-3:试计算图a所示钢水包吊杆的最大应力。以知钢水包及其所盛钢水共重90kN,吊杆的尺寸如图b所示。
解:
下端螺孔截面:σ1=1
90
20.065*0.045P S
=15、4Mpa
上端单螺孔截面:σ2=2
P S =8、72MPa
上端双螺孔截面:σ3= 3
P S =9、15Mpa
∴σmax =15、4Mpa
1-4:一桅杆起重机如图所示,起重杆AB为一钢管,其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB的横截面面积为0、1cm2。已知起重量
P=2000N, 试计算起重机杆与钢丝绳的应力。
解: 受力分析得:
F1*sin15=F2*sin45
F1*cos15=P+F2*sin45
∴σAB=
1
1
F
S
=-47、7MPa
工程力学-材料力学第4版习题答案
第一章
参考答案1-1:解:
(a):N1=0,N2=N3=P
(b):N1=N2=2kN
(c):N1=P,N2=2P,N3=-P
(d):N1=-2P,N2=P
(e):N1=-50N,N2=-90N
(f):N1=0.896P,N2=-0.732P
注(轴向拉伸为正,压缩为负)
1-2:解:σ1=
2
1
1
850
4
P kN
S d
π
=
=35.3Mpa
σ2=
2
2
2
850
4
P kN
S d
π
=
=30.4MPa
∴σ
max
=35.3Mpa
1-3:解:
下端螺孔截面:σ1=19020.065*0.045P S
=15.4Mpa
上端单螺孔截面:σ2=2P
S =8.72MPa
上端双螺孔截面:σ3=3P
S =9.15Mpa
∴σmax =15.4Mpa
1-4:解:受力分析得:F1*sin15=F2*sin45
F1*cos15=P+F2*sin45
∴σAB=
1
1
F
S=-47.7MPa
σBC=
2
2
F
S=103.5MPa
1-5:解:
F=6P
S1=h*t=40*4.5=180mm2
S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2
∴σmax=2F
S =38.1MPa
1-6:解:(1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;
△l AC =NL EA =AC L
EA σ=-0.01mm
△l CD =CD L
EA σ=0
△L DB =DB L
EA σ=-0.01mm
(2)∴AB l ∆=-0.02mm
1-7:解:
31.8127AC AC CB CB P MPa S P MPa S σσ=
===AC AC AC L NL EA EA σε=
工程力学(静力学与材料力学)第四版习题答案
静力学部分
第一章基本概念受力图
2-1 解:由解析法,
23cos 80RX F X P P N
θ==+=∑
12sin 140RY F Y P P N
θ==+=∑
故:
161.2R F N
==
1(,)arccos
2944RY
R R
F F P F '∠==
2-2
解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有
123cos45cos453RX F X P P P KN
==++=∑
13sin 45sin 450
RY F Y P P ==-=∑
故: 3R F KN
== 方向沿OB 。
2-3 解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。 (a ) 由平衡方程有:
0X =∑
sin 300
AC AB F F -=
0Y =∑
cos300
AC F W -=
0.577AB F W
=(拉力)
1.155AC F W
=(压力)
(b ) 由平衡方程有:
0X =∑
cos 700
AC AB F F -=
0Y =∑
sin 700
AB F W -=
1.064AB F W
=(拉力)
0.364AC F W
=(压力)
(c ) 由平衡方程有:
0X =∑
cos 60cos300
AC AB F F -=
0Y =∑
sin 30sin 600
AB AC F F W +-=
0.5AB F W
= (拉力)
0.866AC F W
=(压力)
(d ) 由平衡方程有:
0X =∑
sin 30sin 300
AB AC F F -=
0Y =∑
cos30cos300
AB AC F F W +-=
0.577AB F W
= (拉力)
0.577AC F W
= (拉力)
工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版习题问题详解
第一章
参考答案1-1:解:
(a):N1=0,N2=N3=P
(b):N1=N2=2kN
(c):N1=P,N2=2P,N3= -P
(d):N1=-2P,N2=P
(e):N1= -50N,N2= -90N
(f):N1=0.896P,N2=-0.732P
注(轴向拉伸为正,压缩为负)
1-2:解:σ1=
2
1
1
850
4
P kN
S d
π
=
=35.3Mpa
σ2=
2
2
2
850
4
P kN
S d
π
=
=30.4MPa ∴σmax=35.3Mpa
1-3:解:
下端螺孔截面:σ1=190
20.065*0.045P S
=15.4Mpa
上端单螺孔截面:σ2=2P
S =8.72MPa
上端双螺孔截面:σ3= 3P
S =9.15Mpa
∴σmax =15.4Mpa
1-4:解:受力分析得:F1*sin15=F2*sin45
F1*cos15=P+F2*sin45
∴σAB=
1
1
F
S=-47.7MPa
σBC=
2
2
F
S=103.5 MPa
1-5:解:
F=6P
S1=h*t=40*4.5=180mm2
S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm 2
∴σmax=2F
S =38.1MPa
1-6:解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;
△ l AC =NL EA =AC L
EA σ=-0.01mm
△ l CD =CD L
EA σ=0
△ L DB =DB L
EA σ=-0.01mm
(2) ∴AB l ∆=-0.02mm
1-7:解:
31.8127AC AC CB CB P MPa S P MPa S σσ=
工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版1-3章习题答案
第一章
参考答案1-1:解:
(a):N1=0,N2=N3=P
(b):N1=N2=2kN
(c):N1=P,N2=2P,N3= -P
(d):N1=-2P,N2=P
(e):N1= -50N,N2= -90N
(f):N1=0.896P,N2=-0.732P
注(轴向拉伸为正,压缩为负)
1-2:解:σ1=
2
1
1
850
4
P kN
S d
π
=
=35.3Mpa
σ2=
2
2
2
850
4
P kN
S d
π
=
=30.4MPa ∴σmax=35.3Mpa
1-3:解:
下端螺孔截面:σ1=190
20.065*0.045P S
=15.4Mpa
上端单螺孔截面:σ2=2P
S =8.72MPa
上端双螺孔截面:σ3= 3P
S =9.15Mpa
∴σ
max =15.4Mpa
1-4:解:受力分析得:F1*sin15=F2*sin45
F1*cos15=P+F2*sin45
∴σAB=
1
1
F
S=-47.7MPa
σBC=
2
2
F
S=103.5 MPa
1-5:解:
F=6P
S1=h*t=40*4.5=180mm2
S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2
∴σmax=2F
S =38.1MPa
1-6:解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;
△ l AC =NL EA =AC L
EA σ=-0.01mm
△ l CD =CD L
EA σ=0
△ L DB =DB L
EA σ=-0.01mm
(2) ∴AB l ∆=-0.02mm 1-7:解:
31.8127AC AC
CB CB
P
MPa S P
MPa S σσ====
工程力学材料力学第四版[北京科技大学及东北大学]习题答案解析
工程力学材料力学第四版[北京科技大学及东北大学]
习题答案解析
标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
工程力学材料力学
(北京科技大学与东北大学)
第一章轴向拉伸和压缩1-1:用截面法求下列各杆指定截面的内力
解:
(a):N1=0,N2=N3=P
(b):N1=N2=2kN
(c):N1=P,N2=2P,N3= -P
(d):N1=-2P,N2=P
(e):N1= -50N,N2= -90N
(f):N1=,N2=
注(轴向拉伸为正,压缩为负)
1-2:高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示,拉杆下端以连接楔与大钟连接,连接处拉杆的横截面如图b所示;拉杆上端螺纹的内
径d=175mm。以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN,试计算大钟拉杆的最大静应力。
解:σ1=
2
1
1
850
4
P kN
S d
π
=
=
σ2=2228504P kN S d π= =
∴σmax =
1-3:试计算图a 所示钢水包吊杆的最大应力。以知钢水包及其所盛钢水共重90kN ,吊杆的尺寸如图b 所示。
解:
下端螺孔截面:σ1=190
20.065*0.045P S =
=
上端单螺孔截面:σ2=
2P
S =
上端双螺孔截面:σ3= 3
P
S=
∴σmax=
1-4:一桅杆起重机如图所示,起重杆AB为一钢管,其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB的横截面面积为。已知起重量
P=2000N,试计算起重机杆和钢丝绳的应力。
解:受力分析得:
F1*sin15=F2*sin45
F1*cos15=P+F2*sin45
∴σAB=
工程力学-材料力学第4版习题答案
第一章
参考答案1-1:解:
(a):N1=0,N2=N3=P
(b):N1=N2=2kN
(c):N1=P,N2=2P,N3=-P
(d):N1=-2P,N2=P
(e):N1=-50N,N2=-90N
(f):N1=0.896P,N2=-0.732P
注(轴向拉伸为正,压缩为负)
1-2:解:σ1=
2
1
1
850
4
P kN
S d
π
=
=35.3Mpa
σ2=
2
2
2
850
4
P kN
S d
π
=
=30.4MPa
∴σ
max
=35.3Mpa
1-3:解:
下端螺孔截面:σ1=19020.065*0.045P S
=15.4Mpa
上端单螺孔截面:σ2=2P
S =8.72MPa
上端双螺孔截面:σ3=3P
S =9.15Mpa
∴σmax =15.4Mpa
1-4:解:受力分析得:F1*sin15=F2*sin45
F1*cos15=P+F2*sin45
∴σAB=
1
1
F
S=-47.7MPa
σBC=
2
2
F
S=103.5MPa
1-5:解:
F=6P
S1=h*t=40*4.5=180mm2
S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2
∴σmax=2F
S =38.1MPa
1-6:解:(1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;
△l AC =NL EA =AC L
EA σ=-0.01mm
△l CD =CD L
EA σ=0
△L DB =DB L
EA σ=-0.01mm
(2)∴AB l ∆=-0.02mm
1-7:解:
31.8127AC AC CB CB P MPa S P MPa S σσ=
===AC AC AC L NL EA EA σε=
工程力学材料力学第四版习题答案解析
工程力学材料力学
(北京科技大学与东北大学)
第一章轴向拉伸和压缩
1-1:用截面法求下列各杆指定截面的内力
解:
(a):N1=0,N2=N3=P
(b):N1=N2=2kN
(c):N1=P,N2=2P,N3= -P
(d):N1=-2P,N2=P
(e):N1= -50N,N2= -90N
(f):N1=0.896P,N2=-0.732P
注(轴向拉伸为正,压缩为负)
1-2:高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示,拉杆下端以连接楔与大钟连接,连接处拉杆的横截面如图b所示;拉杆上端螺纹的内
径d=175mm。以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN,试计算大钟拉杆的最大静应力。
解:σ1=
2
1
1
850
4
P kN
S d
π
=
=35.3Mpa
σ2=
2
2
2
850
4
P kN
S d
π
=
=30.4MPa
∴σmax=35.3Mpa
1-3:试计算图a所示钢水包吊杆的最大应力。以知钢水包及其所盛钢水共重90kN,吊杆的尺寸如图b所示。
解:
下端螺孔截面:σ1=1
90
20.065*0.045P S
=15.4Mpa
上端单螺孔截面:σ2=2P S =8.72MPa 上端双螺孔截面:σ3= 3P S =9.15Mpa
∴σmax =15.4Mpa
1-4:一桅杆起重机如图所示,起重杆AB为一钢管,其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB 的横截面面积为0.1cm2。已知起重量
P=2000N,试计算起重机杆和钢丝绳的应力。
解:受力分析得:
F1*sin15=F2*sin45
F1*cos15=P+F2*sin45
∴σAB=
1
1
F
S
=-47.7MPa
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第七章
习题
7-1 直径d=2cm的拉伸试件,当与杆轴成斜截面上的切应力
时,杆表面上将出现滑移线。求此时试件的拉力P。
7-2在拉杆的某一斜截面上,正应力为,切应力为。试求最大正应力和最大切应力。
7-3 已知应力状态如图a、b、c所示,求指定斜截面ab上的应力,并画在单元体上。
7-4已知应力状态如图a、b、c所示,求指定斜截面ab上的应力,并画在单元体上。
7-5求图示各单元体的三个主应力,最大切应力和它们的作用面方位,并画在单元体图上。
7-6 已知一点为平面应力状态,过该点两平面上的应力如图所示,求及主应力、主方向和最大切应力。
7-7 一圆轴受力如图所示,已知固定端横截面上的最大弯曲应力为
40MPa,最大扭转切应力为30 Mpa,因剪力而引起的最大切
应力为6kPa.
(1)用单元体画出在A、B、C、D各点处的应力状态;(2)求A点的主应力和最大切应力以及它们的作用面的方位。
7-8 求图示各应力状态的主应力、最大切应力以及它们的作用面的方位。
7-9 设地层为石灰岩,波松比,单位体积重。试计算离地面400m深处的压应力。
7-10 图示一钢制圆截面轴,直径d=60mm,材料的弹性模量E=210Gpa。波松比,用电测法测得A点与水平面成方向
的线应变,求轴受的外力偶矩m。
7-11 列车通过钢桥时,在大梁侧表面某点测得x和y向的线应变
,材料的弹性模量E=200Gpa,
波松比,求该点x、y面的正应力和。
7-12 铸铁薄壁管如图所示,管的外直径D=200mm,壁厚t=15mm,内压p=4MPa,轴向压力P=200Kn,许用应力,波
松比,试用第二强度理论校核该管的强度。
7-13 薄壁锅炉的平均直径为1250mm,最大内压为23个大气压(1大气压),在高温下工作,屈服点
。若安全系数为,试按第三、第四强度理论设计锅炉的壁厚。
参考答案
7-2解已知:
解:
7-3 (a)解
已知:
=0解:
(b) 解
已知:
=0解
(c) 解
已知:
解:
7-4(a) 解
已知:
解:
(b) 解
已知:
解:
(c) 解
已知:
解:
7-5
7-6 已知一点为平面应力状态,过该点两平面上的应力如图所示,求及主应力、主方向和最大切应力。
7-7 答=56MPa =36MPa =-16MPa