第十三章单辉祖材料力学课后答案
材料力学(单辉祖)课后习题答案
2-21 .......................................................................................................................................................8
第一章 绪 论
题号
页码
1-3 .....................................................................................................................................................1
= 152.8MPa
查题 2-6 图 σ − ε 曲线，知该杆的轴向应变为 ε = 0.0022 = 0.22%
拉力作用时，有
∆l = lε = (0.200m) × 0.0022 = 4.4 ×10−4 m = 0.44mm
拉力卸去后， ∆l = 0 2. F = 20kN 时
σ
=
F A
=
4 × 20 ×103 N π × 0.0102 m2
=
−49.2MPa
杆内的最大正应力与最大切应力分别为
σ max = σ = 100MPa
τ max
=
σ 2
=
50MPa
2-5 某材料的应力-应变曲线如图所示，图中还同时画出了低应变区的详图。试确定
材料的弹性模量 E、比例极限 σ p 、屈服极限 σ s 、强度极限 σ b 与伸长率 δ ，并判断该材料属于
分别为
FN
=
1 2
σmax A
材料力学课后习题答案13章
= 7.44 × 10− 2 m = 74.4mm
而
2 × 0.050 Fd = (300 N ) 1 1 + + 2.22 × 10 − 2
= 1.004 × 10 3 N
M max = 1.004 ×10 3 N (1.00m ) = 1.004 ×10 3 N ⋅ m
设压杆微弯平衡时的挠曲轴方程为
πx w = f sin l
式中，f 为压杆中点的挠度即最大挠度。
题 13-8 图 解：由题设可知，
w = f sin
πx , l
6
w′ =
πf πx cos l l
据此可得
λ (x ) =
q cr 所作之功为
1 x 2 * 1 ( w′) dx = 2 0 2
∫
∫
x 0
(也可通过左侧题号书签直接查找题目与解)
13-2
比为 8:3。
图示圆截面简支梁，直径为 d，承受均布载荷 q 作用，弹性模量 E 与切变模量 G 之
（1）若同时考虑弯矩与剪力的作用，试计算梁的最大挠度与最大转角； （2）当 l/d =10 与 l/d =5 时，试计算剪切变形在总变形（最大挠度与最大转角）中所占百分比。
（2）被冲击面（弹簧顶面）的静位移为
∆st =
最大冲击载荷为
Pl P 500 + = 1.516 × 10 − 5 m + m = 2.52 × 10 − 3 m 3 EI k 200 × 10
2h + + Fd = P 1 1 ∆ st
于是，杆内横截面上最大的正应力为
Fl 3 ∆= 48EI
得刚度系数
0.030 4 48 × 200 × 10 × F 48 EI 12 N = 6.48 × 10 5 N k= = 3 = 3 ∆ m m l 1.00
工程力学(静力学与材料力学)课后习题问题详解(单辉祖)
文档1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
解：1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a) B(b)(c)(d)A(e)A(a)(b) A(c)A(d)A(e)(c)(a)(b)解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F (b)(d)(e)解：1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
解：(a)F (b)W(c)(d)D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)D(e)W(f)(a)D(b)B(c)BF D1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
解：(a)(d) FC(e)WB (f)F FBC(c)(d)AT F BAF (b)(e)(b)(c)(d)(e)CA C’CDDB2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。
如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束力。
解：(1) 取整体ABCD 为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形：(2)F 1F FDF F AF D211 1.122D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o 的力F ，力的大小等于20KN ，如图所示。
材料力学(单辉祖)第十三章 能量法
第十三章能量法主讲人：张能辉1引言2-研究变形体方法：微体法，能量法引言微体法几何关系i ij u ~ε微体法静力学关系物理关系ijij εσ~平衡ij σd v ⇓V控制方程数学手段ij σ边界条件初值条件ijε3-引言能量法1P P 1P 外力作用线弹性体恢复22P 变形效应外力卸除原形i P →ij ij εσ~Hooke’s Law Lineariij u ~ε线弹性体f广义载荷δ广义位移δ∝f 引进比例常数δk f =下面看能量如何写?与外力有何关系?4由能量守恒WV =ε(外力功全部转化成应变能)P26488主平面微体应变能(P264 8-8)1ii εσυε2=应变能密度i =1,2,3)(,,)6外力功与应变能杆件应变能微段d x 储存应变能∫∫⋅==dVAdAdx dV dV εεευυdAxx体积分化为面积分d x dV整个梁存储应变能积分思想: 微段的叠加==dAdx dV V εεευ变∫∫∫AlV822 EA21 2NFdx EAd ml2ρ2p外力功与应变能弯曲(忽略切应力)21zM 21zM 2zEI ευ=2z lV dxEI ε=∫Conclusion外力功与应变能应变能特点C1: 与载荷终值有关，而与加载次序无关M(a) M 、F 同时作用(b)ABF (b)先F 后M (c) 先M 后F 三种加载历史等效?FM F M M FM M M M M =+=+19互等定理23互等定理讨论2F 独立加第I 组力系F 123411121:0;0;Δ→Δ→Δ先加第II 组力系，再加第I 组力系3F 2F 21110;0:Δ′→Δ′→Δ12344F ????;21211111Δ′=ΔΔ′=Δ问1F F =k Δ保证相等27互等定理线弹性体变形能特点：大小取决于加载终值而与加载次序无关21V V =414313222121Δ+Δ=Δ+Δ⇒F F F F 21F F I 组力系12I 组力系作用点43F F II 组力系，3，4力点II 组力系作用点2212,ΔΔII 组力系在I 组力系作用点引起的沿I 组力系方向的位移4131,ΔΔI 组力系在II 组力系作用点引起的沿II 组力系方向的位移28互等定理等定功的互等定理第I 组力系在第II 组力系引起位移上所做功等于第II 组力系在第I 组力系引起位移上所做功简化：If F 1---I; F 2---IIthen F =F FF =2then F 1Δ12= F 2Δ2112FF =1If F 1= F 2, then Δ12=Δ21位移互等定理弹在对于线弹性体，若在1，2处分别作用两个大小相等的载荷，则点1处由于点2处载荷引起的位移Δ12等于处由点点2处由于点1处载荷引起的位移Δ2129Example-1实测w 1 ,w 2 ,w 3方案：1F3211.三点装位移计浪费2.一个位移计逐点测费工1新方案(位移互等定理)F323.自由端加位移计逐点加载不影响原有力系30单位载荷法32Example-1E ample1qABlx已知：梁EI=const已知梁求：w=?θA=?A38Example-2M aCB B1x x FAa 2已知：刚架M B =F a 求：Δcy =?40E l3 Example-3BA1αβ2CF已知：桁架EA, l1l2? Δ?求: Δcx=? Δcy=?43Example-4 (P20 12-5)F FR已知：小曲率曲梁AB已知：小曲率曲梁，轴线曲率半径为R求：截面A和B的相对转角46E l5(P56)Example-5 (P56)F OA BϕCA B已知：小曲率曲梁，轴线曲率半径为R求求：A的铅垂位移48余能与卡氏第二定理50。
工程力学_静力学与材料力学_(单辉祖_谢传锋_著)_高等教育出版社_课后答案
工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
解：1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a)(b)c)(d)A(e)A(a)(b) A(c)A(d)A(e)(c)a)b)工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F(b)(d)(e)解：1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
解：(a)F (b)W(c)(d)D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)C (e)W(f)(a)D(b)B(c)BF D1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
解：(a)(d)FC(e)WB(f)F FBC(c)(d)AT F BAF (b)De)(b)(c)(d)(e) F ABF ACC’CDDB2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos 6005207 164 oyA C oxB C A C A C B C F F F F FF F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑AC 与BC 两杆均受拉。
材料力学答案第三版单辉祖
第二章轴向拉压应力与材料的力学性能2-1试画图示各杆的轴力图。
题2-1图解：各杆的轴力图如图2-1所示。
图2-12-2试画图示各杆的轴力图，并指出轴力的最大值。
图a与b所示分布载荷均沿杆轴均匀分布，集度为q。
；题2-2图(a)解：由图2-2a(1)可知，=2()F-xqxqaN轴力图如图2-2a(2)所示，qa F 2m ax ,N =图2-2a(b)解：由图2-2b(2)可知， qa F =Rqa F x F ==R 1N )($22R 2N 2)()(qx qa a x q F x F -=--=轴力图如图2-2b(2)所示，qa F =m ax N,图2-2b2-3 图示轴向受拉等截面杆，横截面面积A =500mm 2，载荷F =50kN 。
试求图示斜截面m -m 上的正应力与切应力，以及杆内的最大正应力与最大切应力。
题2-3图解：该拉杆横截面上的正应力为100MPa Pa 1000.1m10500N 10508263=⨯=⨯⨯==－A F σ 》斜截面m -m 的方位角， 50-=α故有MPa 3.41)50(cos MPa 100cos 22=-⋅== ασσαMPa 2.49)100sin(MPa 502sin 2-=-⋅== αστα杆内的最大正应力与最大切应力分别为MPa 100max ==σσMPa 502max ==στ 2-5 某材料的应力-应变曲线如图所示，图中还同时画出了低应变区的详图。
试确定材料的弹性模量E 、比例极限p σ、屈服极限s σ、强度极限b σ与伸长率δ，并判断该材料属于何种类型（塑性或脆性材料）。
题2-5解：由题图可以近似确定所求各量。
~220GPa Pa 102200.001Pa10220ΔΔ96=⨯=⨯≈=εσEMPa 220p ≈σ, MPa 240s ≈σMPa 440b ≈σ, %7.29≈δ该材料属于塑性材料。
2-7 一圆截面杆，材料的应力-应变曲线如题2-6图所示。
工程力学(静力学与材料力学)课后习题答案(单辉祖)
1-1试画出以下齐题中圆柱或圆盘的受力图。
与英它物体接触处的摩擦力均略去。
Rfh'l解:R(jj^A◎3F A* W ◎FA加、F BRInA1-2试画出以下各题中AB杆的受力图。
fa)Z£ZZ"X 11-3试画出以下各题中AB梁的受力图。
解:fd)(etF A◎解:A fZfd) fe)(c)fa)P1-4试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a)拱ABCD： (b)半拱AB部分：(c)踏板AB： (d)杠杆AB：(e) 方板ABCD； (0节点B。
s rn1-5试画出以下各题中指窪物体的受力图。
(a)结点A,结点B： (b)圆柱A和B及整体：(c)半拱AB,半拱BC及整体:切刀CEF及整体：2)秤杆AB,秤盘架BCD及整体。
解:(c}rd'iff)(c}(d)杠杆AB,卜 ______ RT I F -. F ]「I]匚「□KF」解：(a) uz(e}F“F-(d)__ 4Vr(e)w2-2杆AGBC 在C 处狡接，另一端均与墙而铁接，如图所示，片和F2作用在销钉C l ：, “445N, £=535 N ・不汁杆重.试求两杆所受的力。
解：（1）取节点C 为研究对象，画受力图，注意AG BC 都为二力杆,（2）列平衡方程:4FjX- + FMsin6(r -耳=0 F 揖- Fffc - F^c cos 60" = 0:'=201 N F 肌—164NAC 与BC 两杆均受拉。
2-3水平力F 作用在刚架的6点，如图所示。
如不讣刚架重量，试求支座A 和D 处的约束解：（1）取整体ABCD 为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形:FJ 乩旦丄=乙上BC AB AC 2"4 F 产导小2F2-4在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45°的力F ，力的大小等于2O KN,如图所示q 若梁的自重不ih 试求两支座的约束力。
工程力学(静力学与材料力学)课后习题答案(单辉祖)
1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
解：1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a) B(b)(c)(d)A(e)A(a)(b) A(c)A(d)A(e)(c)(a)(b)解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F (b)(d)(e)解：1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
解：(a)F (b)W(c)(d)D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)D(e)W(f)(a)D(b)B(c)BF D1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
解：(a)(d)FC(e)WB(f)F FBC(c)(d)AT F BAF (b)(e)(b)(c)(d)(e)CAA C’CDDC ’B2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos 6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。
如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束力。
解：(1) 取整体ABCD 为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形：(2)F 1F FDF F AF D211 1.122D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o 的力F ，力的大小等于20KN ，如图所示。
单辉祖材料力学-第十三章考虑材料塑性的强度计算
第十三章
考虑材料塑性的强度计算
§13—1 概述 §13—2 轴向拉压超静定问题的极限荷载
§13—3 扭转轴的极限扭矩
§13—4 弯曲梁的极限弯矩 §13—5 弯曲梁的极限荷载
2
§13—1
概述
一、前面讨论杆件的强度计算都是以许用应力为条件进行的强度
计算，由此确定的荷载——破坏荷载（强度荷载）。
并且认为当构件或结构的工作到达许用应力时，就发生破坏。 对脆性材料——许用应力为其强度极限； 对塑性材料——许用应力为其屈服极限。 实际证明对塑性材料制成的超静定结构或横截面上应力非均
A AC AL
SSy SCy (依此确定轴的位置 y )
M
z
(dA) y S ydA S ( y)dA
A A拉 A压
S (S拉z S压z ) M jx M P
14
max
Ms M s M s W s W W
M P S ( S拉z S压z ) fWS f=Mp/Ms=( S拉z S压z )/W
例：试求矩形截面梁的弹性极限弯矩 M max与塑性极限弯矩 M P之比。 解：
M max
bh h bh2 M P WS s 2S拉z s 2 s s 2 4 4
bh2 W s s 6
M max 2 MP 3
15
§13—5
弯曲梁的极限荷载
F
图示梁，当最大的弯矩（C截面） 等于极限弯矩时，整个C截面完全 屈服，其邻近截面也发生局部塑性 变形。此时截面C处的微小梁段虽 然仍能承受极限弯矩，但已如同铰 链一样失去抵抗弯曲变形的能力。 这种由于塑性变形所形成的“铰 链”——塑性铰；梁既变为塑性机 构处于极限状态。梁在极限状态的 荷载——极限荷载。
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实用文档3-1 已知梁AB 上作用一力偶，力偶矩为M ，梁长为l ，梁重不计。
求在图a ，b ，c 三种情况下，支座A 和B 的约束力解：(a) 受力分析，画受力图；A 、B 处的约束力组成一个力偶；列平衡方程：0 0 B B A B M M F l M F lMF F l=⨯-==∴==∑(b) 受力分析，画受力图；A 、B 处的约束力组成一个力偶；列平衡方程：0 0 B B A B M M F l M F lMF F l=⨯-==∴==∑(c) 受力分析，画受力图；A 、B 处的约束力组成一个力偶；(a)(b)(c)BBF列平衡方程：0 cos 0 cos cos B B A B M M F l M F l MF F l θθθ=⨯⨯-==∴==∑3-2 在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆AB 上作用有主动力偶，其力偶矩为M ，试求A和C 点处的约束力。
解：(1) 取BC 为研究对象，受力分析，BC 为二力杆，画受力图；B C F F =(2) 取AB 为研究对象，受力分析，A 、B 的约束力组成一个力偶，画受力图；()''30 0.35420.354B B AC M M F a a M F a MF F a=⨯+-===∴==∑ 3-3 齿轮箱的两个轴上作用的力偶如题图所示，它们的力偶矩的大小分别为M 1=500 Nm ，M 2=125 Nm 。
求两螺栓处的铅垂约束力。
图中长度单位为cm 。
FC解：(1) 取整体为研究对象，受力分析，A 、B 的约束力组成一个力偶，画受力图；(2) 列平衡方程：12125001250 0 750 50750 B B A B M M M Fl M M F Nl F F N--=⨯-+====∴==∑ 3-5 四连杆机构在图示位置平衡。
已知OA=60cm ，BC=40cm ，作用BC 上的力偶的力偶矩大小为M 2=1N.m ，试求作用在OA 上力偶的力偶矩大小M 1和AB 所受的力F AB 所受的力。
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工程力学(静力学与材料力学)课后习题答案(单辉祖)精品文档，放心下载，放心阅读1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略精品文档，超值下载解：1-2 试画出以下各题中AB杆的受力图。
(a)(b)(c)(d)A(e)(a)(c)(d)A(e)解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)(c)(a)(b)(a)(b)(c)(a)(c)F (b)1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
(d) (e)(a)F (b) W(c)(d)DF Bx(a)(b)(c)(d) D(e)W(f)解：1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
(a)D(b)CB(c)BF D(d)F C(e)WB (f)F AB F BC(b)解：(a)(b)(c)AF ATF AF BAFCAA C’C(e)(e)DDB2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。
如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束力。
解：(1) 取整体ABCD 为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形：F 1F FF F AF D(2) 由力三角形得211 1.1222D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o 的力F ，力的大小等于20KN ，如图所示。
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材料力学答案单辉祖版全部答案通过整理的材料力学答案单辉祖版全部答案相关文档，渴望对大家有所扶植，感谢观看！其次章轴向拉压应力与材料的力学性能2-1 试画图示各杆的轴力图。
题2-1图解：各杆的轴力图如图2-1所示。
图2-12-2试画图示各杆的轴力图，并指出轴力的最大值。
图a与b所示分布载荷均沿杆轴匀整分布，集度为q。
题2-2图(a)解：由图2-2a(1)可知，轴力图如图2-2a(2)所示，图2-2a (b)解：由图2-2b(2)可知，轴力图如图2-2b(2)所示，图2-2b 2-3图示轴向受拉等截面杆，横截面面积A=500mm2，载荷F=50kN。
试求图示斜截面m-m上的正应力与切应力，以及杆内的最大正应力与最大切应力。
题2-3图解：该拉杆横截面上的正应力为斜截面m-m的方位角故有杆内的最大正应力与最大切应力分别为2-5某材料的应力-应变曲线如图所示，图中还同时画出了低应变区的详图。
试确定材料的弹性模量E、比例极限、屈服极限、强度极限与伸长率，并推断该材料属于何种类型（塑性或脆性材料）。
题2-5 解：由题图可以近似确定所求各量。
,,该材料属于塑性材料。
2-7一圆截面杆，材料的应力-应变曲线如题2-6图所示。
若杆径 d =10mm，杆长l =200mm，杆端承受轴向拉力F = 20kN作用，试计算拉力作用时与卸去后杆的轴向变形。
题2-6图解：查上述曲线，知此时的轴向应变为轴向变形为拉力卸去后，有，故残留轴向变形为2-9图示含圆孔板件，承受轴向载荷F作用。
已知载荷F =32kN，板宽b =100mm，板厚15mm，孔径d =20mm。
试求板件横截面上的最大拉应力（考虑应力集中）。
题2-9图解：依据查应力集中因数曲线,得依据，得2-10图示板件，承受轴向载荷F作用。
已知载荷F=36kN，板宽b1=90mm，b2=60mm，板厚=10mm，孔径d =10mm，圆角半径R =12mm。
试求板件横截面上的最大拉应力（考虑应力集中）。
工程力学(静力学与材料力学)课后知识题目解析(单辉祖)
精品文档，放心下载，放心阅读1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
解：(a)B(b) (c)(d)A(e)A(a)(b)A(c)A(d)A(e)1-2 试画出以下各题中AB杆的受力图。
(d)(c)(a)(b)解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F (b)(d)(e)(a)F(b)W(c)(d)D(e)F Bx1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
解：(a)(b)(c)(d)D(e)W(f)(a)D(b)B(c)B F D1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
(d) FC(e)WB (f)F FBC(b)解：(a)(c)(d)AF ABF ATF BAF(e).(b)(c)(d)F ACAC’C.(e)DDB.2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。
如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束F 1F力。
解：(1) 取整体ABCD 为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形：(2) 由力三角形得211 1.122D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o 的力F ，力的大小等于20KN ，如图所示。
材料力学(单辉祖)课后习题答案
2.求重量最轻的α值
FN1
=
F sinα
，FN2
=
Fctanα
5
由强度条件得
A1
=
[σ
F ]sinα
，A2
=
F [σ ]
ctanα
结构的总体积为
V
=
A1l1
+
A2l2
=
F [σ ]sinα
⋅
l cosα
+
Fl [σ]
ctanα
=
Fl [σ ]
(
2 sin2α
+ ctanα)
由
dV dα
=
0
得
3cos2α −1 = 0
=
0.090m 0.060m
= 1.5
R d
=
R b2
=
0.012m 0.060m
=
0.2
查圆角应力集中因素曲线，得
K 2 ≈ 1.74
故有
σ max
= K2σn2
=
K2F b2 δ
=
1.74 × 36 ×103 N 0.060 × 0.010m2
= 1.04 ×108 Pa
= 104MPa
3. 结论
2-18 .......................................................................................................................................................7
2-21 .......................................................................................................................................................8
单辉祖《材料力学》课后习题答案
单辉祖《材料力学》课后习题答案1 （也可通过左侧题号书签直接查找题目与解）1-3 图示矩形截面杆，横截面上的正应力沿截面高度线性分布，截面顶边各点处的正应力均为σ max 100MPa，底边各点处的正应力均为零。
试问杆件横截面上存在何种内力分量，并确定其大小。
图中之 C 点为截面形心。
题1-3 图解：由题图所示正应力分布可以看出，该杆横截面上存在轴力FN 和弯矩M z ，其大小分别为1 1 N FN σ max A × 100 × 10 62 × 0.100m × 0.040m 2.00 × 10 5 N 200kN 2 2 m h h 1 1M z FN FN h × 200 × 103 N × 0.100m 3.33 × 10 3 N m 3.33kN m 2 3 6 6 1-4 板件的变形如图中虚线所示。
试求棱边AB 与AD 的平均正应变以及A 点处直角BAD 的切应变。
1 题1-4 图解：平均正应变为0.1 ×10-3 m ε AB ε x 1.00 × 10 3 0.100m 0.2 × 10 3 m ε AD ε y 2.00 × 10 3 0.100m 由转角0.2 × 10 3 m α AD 2.00 × 10 3 rad 0.100m 0.1 × 10 3 m α AB 1.00 × 10 3 rad 0.100m得A 点处直角BAD 的切应变为γ A γ BAD α AD α AB 1.00 × 10 3 rad 2 第二章轴向拉压应力与材料的力学性能题号页码2-3 ................................................................................................................ .........................................12-5 ..................................................................... ....................................................................................22-7 .......................... ...................................................................................................................... .........22-9 ..................................................................................................... ....................................................32-10 ........................................................ ...............................................................................................32-15 ................................................................................................................................... ....................42-16 ........................................................................................ ...............................................................52-18 ............................................. ..........................................................................................................62-19 .. ...................................................................................................................... ...............................72-21 ............................................................................. ..........................................................................72-22 .................................. .....................................................................................................................8 （也可通过左侧题号书签直接查找题目与解）2-3 图示轴向受拉等截面杆，横截面面积A500mm2，载荷F50kN。
工程力学(静力学和材料力学)课后习题答案解析(单辉祖)
WORD 格式.整理版1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去。
解：1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a) B(b)(c)(d)A(e)A(a)(b) A(c)A(d)A(e)(c)(a)(b)解：1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F (b)(d)(e)解：1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。
解：(a)F (b)W(c)(d)D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)D(e)W(f)(a)D(b)B(c)BF D1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。
解：(a)(d)FC(e)WB(f)F FBC(c)(d)AT F BAF (b)(e)(b)(c)(d)(e)CAA C’CDDC ’B2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点C 为研究对象，画受力图，注意AC 、BC 都为二力杆，(2) 列平衡方程：12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC ox BC ACAC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2-3 水平力F 作用在刚架的B 点，如图所示。
如不计刚架重量，试求支座A 和D 处的约束力。
解：(1) 取整体ABCD 为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形：(2)F 1F FDF F AF D211 1.122D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o的力F ，力的大小等于20KN ，如图所示。
第十三章单辉祖材料力学课后答案
求切口处相对位移 ∆e / e ' 的过程列于下表：
i 1 2 3 4 5
li
a a a a
F Ni
− 1 − 1 − 1 − 1
1
FNi
2 2 2 2 −
F Ni FNi li
2 2 2
FN 5
FN 5 a
2 2 2
(F − FN5 ) (F − FN5 )
−
(FN5 − F )a (FN5 − F )a
Me 2l
载荷状态及单位状态如图 13-2(b)之（1） 、 （2）所示。
弯矩方程为
M (x1 ) = FBx x1 ，
M
(x 2 ) =
F Bx l −
q 2 x2 2
M ( x1 ) = x1 ，
将其代入
M (x 2 ) = l
∆Bx =
积分后，得
1 EI
∫ M(x )M (x )dx
0 1 1
弯矩方程为
M (ϕ ) = M e − F Ay R sin ϕ
M (ϕ ) = − R sin ϕ
将其代入
6
ΔAy =
积分后，得
1 EI
∫
π 2 0
M (ϕ )M (ϕ )Rdϕ
∆Ay =
代入协调条件
R2 π FAy R − M e EI 4
Δ Ay = 0
得
FAy =
进而求得
A 的水平位移。
题 13-3 图 （a）解：此为一度静不定问题。 由对称性可得
FBy = FCy =
F （↑） 2
，求ΔCx 的载荷状态及单位状态可示如图（1）和（2） 。 又由于对称性（θA=0）
弯矩方程为
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题号
静不定问题分析
页码
13-1 ................................................................................................................................................................1 13-2 ................................................................................................................................................................2 13-3 ................................................................................................................................................................5 13-4 ................................................................................................................................................................7 13-5 ................................................................................................................................................................9 13-7 .............................................................................................................................................................. 11 13-8 ..............................................................................................................................................................13 13-10 ............................................................................................................................................................15 13-11 ............................................................................................................................................................16 13-12 ............................................................................................................................................................18 13-13 ............................................................................................................................................................20 13-14 ............................................................................................................................................................22 13-15 ............................................................................................................................................................23 13-16 ............................................................................................................................................................28 13-18 ............................................................................................................................................................30 13-20 ............................................................................................................................................................31 13-21 ............................................................................................................................................................32
（ 也可通过左侧题号书签直接查找题目与解）
13-1
试判断图示各结构的静不定度。
1
题 13-1 图 解： （a）在平面受力时，一个封闭框有三个多余约束，此问题又多一个外约束，故为四度静不 定。 （b）若无中间铰，两边的刚架分开，二者均为静定刚架。安此中间铰，使相连处在 x、y 两个 方向的相对位移均受到约束，故为二度静不定。 另一种分析方法是搭结构法，以左边的静定刚架为基础，搭上右边的刚架需要加三个约束，中 间铰已提供了两个，右下端只需再加一个约束就可以了，可现在加了三个约束（固定端） ，故为二 度静不定。 （c）在平面受力时，一个圆环有三个多余约束，安一个中间铰，减少一个约束，现安有两个 中间铰，故为一度静不定。 （d）在平面受力时，一个封闭框有三个多余约束，此框在左上角和右下角各有一个中间铰， 减去两个约束，故为一度静不定。
13-2
图示各刚架，弯曲刚度 EI 均为常数。试求支反力，并画弯矩图。
题 13-2 图
2
（a）解：法 1，常规解法 此为一度静不定问题。 解除 B 处水平约束（见图 13-2 之 1） ，代以多余反力 FBx 。
由 ∑ M A = 0 ，得
FBy =
据图（1） 、图（2） ，列弯矩方程如下：
Me − FBx l
A 的水平位移。
题 13-3 图 （a）解：此为一度静不定问题。 由对称性可得
FBy = FCy =
F （↑） 2
，求ΔCx 的载荷状态及单位状态可示如图（1）和（2） 。 又由于对称性（θA=0）
弯矩方程为
M (ϕ ) = FCx Rsinϕ −
F R(1 − cosϕ ) 2
M (ϕ ) = Rsinϕ
l
1
+
1 EI
∫ M(x )M (x )dx
0 2 2
l
2
∆Bx =
代入协调条件
1 4 ql 4 3 F l − Bx EI 6 3
∆Bx = 0
4
得
FBx =
弯矩图如图（3）所示。
ql 8
13-3
图示圆弧形小曲率杆，弯曲刚度 EI 为常数。试求支反力。对于题(b)，并计算截面
Me 2l
载荷状态及单位状态如图 13-2(b)之（1） 、 （2）所示。
弯矩方程为
M (x1 ) = FBx x1 ，
M
(x 2 ) =
F Bx l −
q 2 x2 2
M ( x1 ) = x1 ，
将其代入
M (x 2 ) = l
∆Bx =
积分后，得
1 EI
∫ M(x )M (x )dx
0 1 1
将其代入
5
∆Cx =
积分后，得
1 EI
∫
π 2 0
M (ϕ )M (ϕ )Rdϕ
∆Cx
代入协调条件
R3 π F FCx − = EI 4 4
∆Cx = 0
得
FCx =
进而求得
F （←） π F （→） π
FBx =
（b）解：此为一度静不定问题。
。 求 ∆Ay 的载荷状态及单位状态可示如图（1）和（2）
FN 5 a
2
FN 5
FN5
2
2a
2 F N 5a
8
∑
由此得
(2 + 2 )F