工程力学材料力学(北京科大东北大学版)第4版13章习题答案

第一章

参考答案

1-1： 解：

(a):N 1=0,N 2=N 3=P (b):N 1=N 2=2kN (c):N 1=P,N 2=2P,N 3= -P (d):N 1=-2P,N 2=P (e):N 1= -50N,N 2= -90N (f):N 1=0.896P,N 2=-0.732P 注（轴向拉伸为正，压缩为负）

1-2： 解： σ1= 21

18504P kN S d π=

=35.3Mpa σ2=22

28504P 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： F 1*sin15=F 2*sin45 F 1*cos15=P+F 2*sin45

∴σAB = 1

1F S =-47.7MPa σBC =2

2F S =103.5 MPa

1-5：解: F=6P

S 1=h*t=40*4.5=180mm 2

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:

AC AC AC L

NL EA EA σε===

1.59*104, CB CB CB L

NL EA EA σε=

==

6.36*104

1-8:解: 1-9：解： 1-10：

解：[][]max 59.5MPa σσ=<

1-11：解：（1）当45o

α=，[]11.2σσ=>强度不够

（2）当60o

α=，[]9.17σσ=< 强度够

1-12：解：

1-13：解：[]max 200213MPa MPa σ=< 1-14：解： 1.78, 1.26d cm d cm

==拉杆链环

1-15 解：

22BC F Q ==70.7 kN

查表得： 45*45*3 1-16解：(1)

[]240

1601.5s

s

n σσ=

=

=MPa

(2)

1-17 解：（1）

'615440

14.521542390F n F =

==≈

1-18 解：P=119kN 1-19 解：

所以最大载荷 84kN 1-20 解： P=33.3 kN 1-21 解： 1-22 解： 1-23 解：

第二章

习题

2-1 一螺栓连接如图所示，已知P=200 kN ， =2 cm ，螺栓材料的许用切应力[τ]=80Mpa ，试求螺栓的直径。

2-2 销钉式安全离合器如图所示，允许传递的外力偶距 m=10kN·cm，销钉材料的剪切强度极限=360 Mpa，轴的直径D=30

mm，为保证m＞30000 N·cm 时销钉被剪切断，求销钉的直径 d。2-3 冲床的最大冲力为400 kN，冲头材料的许用应力[σ]=440 Mpa，被冲剪钢板的剪切强度极限=360 Mpa。求在最大冲力作用

下所能冲剪圆孔的最小直径D和钢板的最大厚度。

2-4 已知图示铆接钢板的厚度=10 mm，铆钉的直径为[τ]=140 Mpa，许用挤压应力[]=320 Mpa，P=24 kN，试做强度校核。

2-5 图示为测定剪切强度极限的试验装置。若已经低碳钢试件的直径D=1 cm，剪断试件的外力P=50.2Kn，问材料的剪切强度极

限为多少？

2-6一减速机上齿轮与轴通过平键连接。已知键受外力P=12 kN，所用平键的尺寸为b=28 mm，h=16 mm，l=60 mm，键的许用应力[τ]=87 Mpa，[]=100 Mpa。试校核键的强度。

2-7图示连轴器，用四个螺栓连接，螺栓对称的安排在直径D=480 mm的圆周上。这个连轴结传递的力偶矩m=24 kN·m，求螺

栓的直径d需要多大？材料的许用切应力[τ]=80 Mpa。

（提示：由于对称，可假设个螺栓所受的剪力相等）

2-8 图示夹剪，销子C的之间直径为0.6 cm，剪直径与销子直径相同的铜丝时，若力P=200 N，a=3 cm，b=15 cm，求铜丝与销子

横截面上的平均切应力。

2-9 一冶炼厂使用的高压泵安全阀如图所示，要求当活塞下高压液体的压强达到p=3.4 Mpa时，使安全销沿1-1和2-2两截面剪断，从而使高压液体流出，以保证泵的安全。已知活塞直径D=5.2cm，安全销采用15号钢，其剪切强度极限=320 Mpa，试确

定安全销的直径d。

参考答案

2-1解：

2-2 解：

2-3 解：

2-4 解：

2-5 解：

2-6解：

所以都满足

2-7 解：