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

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工程力学--材料力学北京科大东北大学版第4版习题答案

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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

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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

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

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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

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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

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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

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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

工程力学(静力学和材料力学)第四版习题答案解析

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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

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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

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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

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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

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

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

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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

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

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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

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