工程力学C主观题第三次作业
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工程力学C主观题第三
次作业
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工程力学C主观题第三次作业
主观题(共24道小题)
22.
曲柄连杆机构的活塞上作用有力F=400N。如不计摩擦和所有构件的重量,问在曲柄OA上应加多大的力偶矩M e 方能使机构在图示位置平衡?
解:
23.
试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力,并作轴力图。
解:
24.
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。
25.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。
26.简易起重设备的计算简图如图所示。已知斜杆AB用两根不等边角钢组成,钢的许用应力。试问在提起重量为的重物时,斜杆AB是否满足强度条件?
27.
图?a所示为左端固定而右端自由的轴向受力杆件。试求Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ横截面上的轴力,并作轴力图。
28.
一横截面为正方形的砖柱分上下两段,其受力情况、各段长度及横截面尺寸如图a所示。已知F=50kN,试求荷载引起的最大工作应力。
解:首先作柱的轴力图如图b所示。
由于此柱上下两段的横截面尺寸不同,故不能应用公式(7-3)计算柱的最大工作应力,必须利用公式(7-2)求出每段柱的横截面上的正应力,然后进行比较以确定全柱的最大工作应力。
Ⅰ、Ⅱ两段柱(图a)横截面上的正应力分别为
29.一横截面为矩形的钢制阶梯状直杆,其受力情况及各段长度如图 a所示。AD段和DB段的横截面面积为BC段横截面面积的两倍。矩形截面的高度与宽度之比h / b = ,材料的许用应力、= 160 MPa。
试选择各段杆的横截面尺寸h和b。
解:首先作杆的轴力图如图b所示。
此杆为变截面杆,最大工作应力不一定出现在轴力最大的AD段横截面上。由于DB段的横截面面积与AD段相同,而轴力较小,故其工作应力一定小于AD段的。于是只需分别对AD段和BC段进行计算。
对于AD段,按强度条件要求其横截面面积A I为
30.
有一三角架如图所示,其斜杆由两根80×80×7等边角钢组成,横杆由两根10号槽钢组成,材料均为Q235钢,许用应力=120MPa。试求许用荷载[F]。
31.
图a所示为一阶梯形钢杆,AB段和BC段的横截面面积为A1?=A2?=500mm2,CD段的横截面面积为A3?=200mm2。已知钢的弹性模量E=×105?MPa。试求杆的纵向变形Δl。图中长度单位为mm。
解:此杆的轴力图如图b所示。由于各段杆的轴力和横截面面积不尽相同,故须分段利用拉压胡克定律求各段杆的纵向变形,它们的代数和才是整个杆的纵向变形Δl。
32.
试作图示各杆的轴力图,并分别指出最大拉力和最大压力的值及其所在的横截面(或这类横截面所在的区段)。
解:
(a)AB段:30?kN(拉),BC段:0 , CD段:-20 kN(压);
(b)AB段:10?kN(拉),BC段:-10 kN(压), CD段:20?kN(拉);
(c)AB段:0,
BC段:10?kN(拉),CD段:15?kN(拉)
33.
试判定图示杆系是静定的,还是超静定的;若是超静定的,试确定其超静定次数,并写出求解杆系内力所需的位移相容条件(不必具体求出内力)。图中的水平杆是刚性杆,各杆的自重均不计。
解:1次超静定
34.
35.
(1)最大切应力及两端截面间的相对扭转角;
(2)图示截面上A,B,C三点处切应力的数值及方向;
(3)C点处的切应变。
36.
(1)最大切应力;
(2)截面A相对于截面C的扭转角。
37.
38.
39.
一传动轴的计算简图如图?a所示,作用于其上的外力偶之矩的大小分别是:M A=2kN·m,M B=? kN·m,M C=1k N·m,M D=? kN·m,转向如图。试作该传动轴的扭矩图。
40.
一实心圆截面传动轴,其直径d?=40mm,所传递的功率为30?kW,转速n=14 00r/min。该轴由45号钢制成,许用切应力=40MPa,切变模量G=8×104MPa,单位长度杆的许用扭转角= 1?/m。试校核此轴的强度和刚度。
解:首先计算扭转力偶矩M。
41.
传动轴如图a所示,其转速n=300 r/min,主动轮A输入的功率P1?=500kW;若不计轴承摩擦所耗的功率,三个从动轮B、C、D输出的功率分别为P2?=150kW,P3?=150kW,P4?=200kW。该轴是用45号钢制成的空心圆截面杆,其内外直径之比a=?1/2。材料的许用切应力[t]=40MPa,其切变模量G=8×104 MPa。单位长度杆的许用扭转角=m。试作轴的扭矩图,并按强度条件和刚度条件选择轴的直径。
42.
试作图示各杆的扭矩图,并指出最大扭矩的值及其所在的横截面(或这些横截面所在的区段)。
解:(a)
T max?=?M e;(b)
T max?=?2 M e,在CD段;(c)
T max?=–3kN·m,在DE段
43.
直径50?mm的钢圆轴,其横截面上的扭矩T=kN·m,试求横截面上的最大切应力。
解:
44.
空心钢圆轴的外直径D=80mm,内直径d=mm,外力偶之矩M e=10N·m。已知钢的切变模量G=8×104MPa。① 试作横截面上切应力的分布图;② 试求最大切应力和单位长度扭转角。
解:
45.圆轴的直径d=50mm,转速为120?r/min。若该轴横截面上的最大切应力等于60?MPa,试问所传递的功率是多少?
解:P kW?=?kW
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