习题4弯曲内力与5弯曲应力
习题解答4(弯曲内力)

M2 FS2
M3 FS3
M2 = - F×1 = - 10 kN· m
F C
FS3 = F = 10 kN M3 = 0
P73 40-1(d) a = l
12 3 O(3Fa) F M
A
F A
B
12
C
3
FS1 M1
D FD
Fy = 0
FD = 10 kN
FS1 = - F = - 10 kN
3 qa2 2
FS 图
1 qa2 2
1 M(x) = - qa×(2a- a-x) 2 3 2 = qax - qa 2 BC段: FS(x) = q ×(2a-x) = 2qa - qx 1 M(x) = q×(2a-x)× (2a-x) 2 1 2 = - qx + 2qax - 2qa2 2 1 = - q× ( 2a- x) 2 2
A 1 ql 4 C B A C
B A
C
B
l/ 2
l/ 2
1 ql 2 1 ql FS 图(q) 2
FS 图(M0)
1 ql 4 1 ql2 8 1 ql2 8
FS 图
3 ql 4
1 ql2 32 5 ql2 1 ql2 32 4
1 ql2 8
M图
M 图 ( q)
M 图(M0)
P78 42-2-1 叠加法 (过程)
F M0(Fa) C B A F
A B C A
M0(Fa) C B
a
a
F
F
3Fa
FS 图
2Fa Fa
FS 图(F)
2Fa
FS 图(M0)
Fa
《材料力学》 第五章 弯曲内力与弯曲应力

第五章 弯曲内力与应力 §5—1 工程实例、基本概念一、实例工厂厂房的天车大梁,火车的轮轴,楼房的横梁,阳台的挑梁等。
二、弯曲的概念:受力特点——作用于杆件上的外力都垂直于杆的轴线。
变形特点——杆轴线由直线变为一条平面的曲线。
三、梁的概念:主要产生弯曲变形的杆。
四、平面弯曲的概念:受力特点——作用于杆件上的外力都垂直于杆的轴线,且都在梁的纵向对称平面内(通过或平行形心主轴且过弯曲中心)。
变形特点——杆的轴线在梁的纵向对称面内由直线变为一条平面曲线。
五、弯曲的分类:1、按杆的形状分——直杆的弯曲;曲杆的弯曲。
2、按杆的长短分——细长杆的弯曲;短粗杆的弯曲。
3、按杆的横截面有无对称轴分——有对称轴的弯曲;无对称轴的弯曲。
4、按杆的变形分——平面弯曲;斜弯曲;弹性弯曲;塑性弯曲。
5、按杆的横截面上的应力分——纯弯曲;横力弯曲。
六、梁、荷载及支座的简化(一)、简化的原则:便于计算,且符合实际要求。
(二)、梁的简化:以梁的轴线代替梁本身。
(三)、荷载的简化:1、集中力——荷载作用的范围与整个杆的长度相比非常小时。
2、分布力——荷载作用的范围与整个杆的长度相比不很小时。
3、集中力偶(分布力偶)——作用于杆的纵向对称面内的力偶。
(四)、支座的简化:1、固定端——有三个约束反力。
2、固定铰支座——有二个约束反力。
3、可动铰支座——有一个约束反力。
(五)、梁的三种基本形式:1、悬臂梁:2、简支梁:3、外伸梁:(L 称为梁的跨长) (六)、静定梁与超静定梁静定梁:由静力学方程可求出支反力,如上述三种基本形式的静定梁。
超静定梁:由静力学方程不可求出支反力或不能求出全部支反力。
§5—2 弯曲内力与内力图一、内力的确定(截面法):[举例]已知:如图,F ,a ,l 。
求:距A 端x 处截面上内力。
解:①求外力la l F Y l FaF m F X AYBY A AX)(F, 0 , 00 , 0-=∴==∴==∴=∑∑∑ F AX =0 以后可省略不求 ②求内力xF M m l a l F F F Y AY C AY s ⋅=∴=-==∴=∑∑ , 0)( , 0∴ 弯曲构件内力:剪力和弯矩1. 弯矩:M ;构件受弯时,横截面上存在垂直于截面的内力偶矩。
材料力学弯曲变形答案

第一章 绪论一、是非判断题1.1 材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。
( ) 1.2 内力只作用在杆件截面的形心处。
( ) 1.3 杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。
( ) 1.4 确定截面内力的截面法,适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。
( ) 1.5 根据各向同性假设,可认为材料的弹性常数在各方向都相同。
( ) 1.6 根据均匀性假设,可认为构件的弹性常数在各点处都相同。
( ) 1.7 同一截面上正应力ζ与切应力η必相互垂直。
( ) 1.8 同一截面上各点的正应力ζ必定大小相等,方向相同。
( ) 1.9 同一截面上各点的切应力η必相互平行。
( ) 1.10 应变分为正应变ε和切应变γ。
( ) 1.11 应变为无量纲量。
( ) 1.12 若物体各部分均无变形,则物体内各点的应变均为零。
( ) 1.13 若物体内各点的应变均为零,则物体无位移。
( ) 1.14 平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。
( )1.15 题1.15图所示结构中,AD 杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。
( )1.16 题1.16图所示结构中,AB 杆将发生弯曲与压缩的组合变形。
( )二、填空题1.1 材料力学主要研究 受力后发生的 ,以及由此产生的 。
1.2 拉伸或压缩的受力特征是 ,变形特征是 。
1.3 剪切的受力特征是 ,变形特征是 。
1.4 扭转的受力特征是 ,变形特征是 。
B题1.15图题1.16图1.5 弯曲的受力特征是 ,变形特征是 。
1.6 组合受力与变形是指 。
1.7 构件的承载能力包括 , 和 三个方面。
1.8 所谓 ,是指材料或构件抵抗破坏的能力。
所谓 ,是指构件抵抗变形的能力。
所谓 ,是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。
1.9 根据固体材料的性能作如下三个基本假设 , , 。
材料力学B试的题目5弯曲应力

(A)(B)(C)(D)弯曲应力1. 圆形截面简支梁A,B套成,A,B层间不计摩擦,材料的弹性模量2B AE E=。
求在外力偶矩e M作用下,A,B中最大正应力的比值maxminABσσ有4个答案:(A)16; (B)14;(C)18; (D)110。
答:B2. 矩形截面纯弯梁,材料的抗拉弹性模量tE大于材料的抗压弹性模量cE,则正应力在截面上的分布图有以下4种答案:答:C3. 将厚度为2 mm的钢板尺与一曲面密实接触,已知测得钢尺点A处的应变为11000-,则该曲面在点A处的曲率半径为mm。
答:999 mm4. 边长为a的正方形截面梁,按图示两种不同形式放置,在相同弯矩作用下,两者最大正应力之比max amax b()()σσ=。
(a)(b)答:2/15. 一工字截面梁,截面尺寸如图,, 10h b b t ==。
试证明,此梁上,下翼缘承担的弯矩约为截面上总弯矩的88%。
证:412, (d ) 1 8203BA z z zMy M Mt M y yb y I I I σ==⨯=⨯⎰4690z I t=41411 82088%3690M t M t=⨯⨯≈ 其中:积分限1 , 22h h B t A M =+=为翼缘弯矩6. 直径20 mm d =的圆截面钢梁受力如图,已知弹性模量200 GPa E =, 200 mm a =,欲将其中段AB 弯成 m ρ=12的圆弧,试解:1MEIρ=而M Fa =4840.78510 m , 0.654 kN 64d EII F aπρ-==⨯==33max80.654100.22010167 MPa 2220.78510M d Fad I I σ--⋅⨯⨯⨯⨯====⨯⨯ 7. 钢筋横截面积为A ,密度为 ρ,放在刚性平面上,一端加力F ,提起钢筋离开地面长度3l解:截面C 曲率为零2(/3)0, 326C Fl gA l gAl M F ρρ=-==8. 矩形截面钢条长l ,总重为F ,放在刚性水平面上,在钢条A 端作用3F解:在截面C 处, 有 10C M EIρ==2()2 0, 323AC C AC AC l F F lM l l l =⨯-⨯==即AC段可视为受均布载荷q 作用的简支梁2maxmax 22()/8/63AC M q l FlWbt bt σ===9. 图示组合梁由正方形的铝管和正方形钢杆套成,在两端用刚性平板牢固联接。
材料力学答案4弯曲内力

A
C
B 出剪力图和弯矩图。
x1
x2
解:1.确定约束力
FAy
l
FBy
M /l
M A=0, MB=0
Fs:
Ma / l
M:
FAy=M / l FBy= -M / l
2.写出剪力和弯矩方程
AC FS x1=M / l 0 x1 a
M x1=Mx1 / l 0 x1 a
剪力图和弯矩图
例1
1kN.m
A
C D B 解法2:1.确定约束力
FAY
Fs( kN) 0.89
1.5m
1.5m
2kN
1.5m
FBY
1.11
(+)
FAy=0.89 kN FFy=1.11 kN
(-)
2.确定控制面为A、C 、D、B两侧截面。
3.从A截面左侧开始画
剪力图。
19
剪力图和弯矩图
例1
x 5.确定控制面上的 弯矩值,并将其标在
M-x中。
22
剪力图和弯矩图
例2
q
D 解法2:1.确定约束力
A
B
FAy
9qa/4
4a
a qa FBy
FAy=
9 4
qa
,
FBy=
3 4
qa
Fs (+)
(-) qa
7qa/4
2.确定控制面,即A 、B、D两侧截面。
3.从A截面左测开始画
剪力图。
23
剪力图和弯矩图
Mb / l
CB FS x2 =M / l 0 x2 b
M x2 = Mx2 / l 0 x2 b
材料力学习题册1-14概念答案

第一章绪论一、是非判断题材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。
( × ) 内力只作用在杆件截面的形心处。
( × )杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。
( × )确定截面内力的截面法,适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。
( ∨ )根据各向同性假设,可认为材料的弹性常数在各方向都相同。
( ∨ )根据均匀性假设,可认为构件的弹性常数在各点处都相同。
( ∨ )同一截面上正应力σ与切应力τ必相互垂直。
( ∨ )同一截面上各点的正应力σ必定大小相等,方向相同。
( × )同一截面上各点的切应力τ必相互平行。
( × )应变分为正应变ε和切应变γ。
( ∨ )应变为无量纲量。
( ∨ )若物体各部分均无变形,则物体内各点的应变均为零。
( ∨ )若物体内各点的应变均为零,则物体无位移。
( × )平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。
( ∨ )题图所示结构中,AD杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。
( ∨ )题图所示结构中,AB杆将发生弯曲与压缩的组合变形。
( × )B题图题图二、填空题材料力学主要研究 受力后发生的,以及由此产生的 。
拉伸或压缩的受力特征是 ,变形特征是 。
剪切的受力特征是 ,变形特征是。
扭转的受力特征是 ,变形特征是 。
弯曲的受力特征是 ,变形特征是 。
组合受力与变形是指 。
构件的承载能力包括 , 和 三个方面。
所谓 ,是指材料或构件抵抗破坏的能力。
所谓 ,是指构件抵抗变形的能力。
所谓 ,是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。
根据固体材料的性能作如下三个基本假设 , , 。
认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了组成该物体的物质,这样的假设称为 。
根据这一假设构件的 、 和 就可以用坐标的连续函数来表示。
填题图所示结构中,杆1发生 变形, 杆2发生 变形,杆3发生 变形。
弯曲应力力习题

第五章弯曲应力力习题(共6页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第五章 弯曲应力习题一、单项选择题1、梁纯弯曲时,梁横截面上产生的应力为( ) A 、正应力 B 、拉应力 C 、压应力 D 、切应力二、填空题1、对于圆形截面的梁,其对圆心的极惯性矩I p = ;截面对过圆心的Z 轴的惯性矩I z = ;截面的抗扭截面系数W p = ;截面的抗弯截面系数W z =2、在梁弯曲变形时1ZMEI ρ=,式中ρ 表示梁中性层的曲率半径,M 表示梁横截面上的 ,I z 表示梁横截面的 ,EI z 称为梁的抗弯 。
3、梁纯弯曲时,梁纯弯曲时,横截面上的正应力沿高度方向呈 分布,横截面上距中性轴愈远的点处应力的绝对值 ,中性轴上的各点应力为 . 4、根据梁弯曲的平面假设,梁上其间存在一层既不伸长也不缩短的纤维,这一层纤维称为 。
该层与梁横截面的交线称为 。
三、计算题1、由50a 号工字钢制成的简支梁如图所示,q =30kN/m ,a =3m ,50a 号工字钢的抗弯截面系数W z =1860×10-6m 3,大梁材料的许用应力[σ]=160Mpa ,试校核梁的强度。
2、如图所示矩形截面悬臂梁,外载荷F =3kN ,梁长l =300mm ,其高宽比为h /b =3,材料的许用应力[σ]=160Mpa ,试按梁的弯曲强度条件设计该矩形截面梁的尺寸。
图3、如图所示的简支梁,梁横截面为圆形,直径D =25mm ,P =60N ,m =180N •m, a =2m ,圆形截面梁材料的许用应力[σ]=140Mpa ,试校核梁的强度。
4、如图所示悬臂梁,外伸部分长度为l ,截面为b ×4b 的矩形,自由端作用力为P 。
拟用图(a )和图(b )两种方式搁置,试求图(a )情形下梁横截面上的最大拉应力(σmax ) 和图(b )情形下梁横截面上的最大拉应力(σmax )。
弯曲应力练习题

弯曲应力练习题弯曲应力是工程力学中的重要概念,涉及到物体在受到弯曲力作用时的应力分布和变化。
掌握弯曲应力的计算方法对于力学领域的学习至关重要。
在本文中,我们将介绍一些常见的弯曲应力练习题,旨在帮助读者加深对弯曲应力的理解和运用。
1. 长方形截面材料的弯曲应力考虑一块长度为L、宽度为b、高度为h的长方形截面材料,在其最大弯曲力矩为M的作用下,我们希望计算其截面处的最大弯曲应力σ。
根据工程力学的理论,我们可以使用以下公式进行计算:σ = (M * y) / (I * c)其中,y表示距离截面中性轴的距离,I是截面的惯性矩,c是截面最大应力面的最大距离。
2. 悬臂梁的最大弯曲应力考虑一个长度为L、所受力矩为M的悬臂梁,我们希望计算其截面处的最大弯曲应力σ。
对于悬臂梁而言,最大弯曲应力出现在悬臂梁固定端。
根据工程力学的理论,我们可以使用以下公式进行计算:σ = (M * L) / (I * c)其中,M是所受力矩,L是悬臂梁的长度,I是截面的惯性矩,c是截面最大应力面的最大距离。
3. 圆柱体的弯曲应力考虑一个半径为r、所受力矩为M的圆柱体,我们希望计算其截面处的最大弯曲应力σ。
根据工程力学的理论,我们可以使用以下公式进行计算:σ = (M * r) / (I * c)其中,M是所受力矩,r是圆柱体的半径,I是截面的惯性矩,c是截面最大应力面的最大距离。
以上是三个常见的弯曲应力计算问题的解决方法。
在实际的工程应用中,我们需要根据具体情况选择合适的公式并进行计算。
同时,为了准确评估材料的弯曲性能,我们还需要了解材料的力学性质,如弹性模量、截面惯性矩等。
通过练习和实践,我们可以逐渐提高对弯曲应力问题的解决能力。
总结:本文简要介绍了弯曲应力的概念和计算方法,并提供了三个常见的弯曲应力练习题。
这些题目涉及到了不同结构的材料,如长方形截面材料、悬臂梁和圆柱体。
通过解决这些练习题,读者可以深入理解弯曲应力的计算过程,进一步掌握工程力学的基础知识。
弯曲时的内力和应力
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第七章 弯曲时的内力和应力※ 说明:本文档仅限练习。
与考试无任何联系。
如答案有误请自行修改。
如仍有疑问咨询相关教师。
Q群125207914一、填空题:1、梁产生弯曲变形时的受力特点,是梁在过轴线的平面内受到外力偶的作用或者受到和梁轴线相___________的外力的作用。
3、矩形截面梁弯曲时,其横截面上的剪力作用线必然________于外力并通过截面________。
5、梁弯曲时,任一横截面上的弯矩可通过该截面一侧(左侧或右侧)的外力确定,它等于该一侧所有外力对________力矩的代数和。
7、用截面法确定梁横截面上的剪力时,若截面右侧的外力合力向上,则剪力为______。
9、将一悬臂梁的自重简化为均布载荷,设其载荷集度为q,梁长为L,由此可知在距固定端L/2处的横截面上的剪力为_________,固定端处横截面上的弯矩为__________。
10、在梁的集中力偶左、右两侧无限接近的横截面上,剪力相等,而弯矩则发生_______,_________值等于梁上集中力偶的力偶矩。
11、剪力图和弯矩图是通过________和___________的函数图象表示的。
18、在梁的某一段内,若无分布载荷q(X)的作用,则剪力图是__________于X轴的直线。
19、在梁的弯矩图上,某一横截面上的弯矩有极值(极大值或极小值),该极值必发生在对应于剪力___________的横截面上。
21、梁在发生弯曲变形的同时伴有剪切变形,这种平面弯曲称为__________弯曲。
24、梁在弯曲时的中性轴,就是梁的___________与横截面的交线。
28、梁弯曲时,横截面中性轴上各点的正应力等于零,而距中性轴________处的各正应力为最大。
29、梁弯曲变形后,以中性层为界,靠__________边的一侧纵向纤维受压力作用,而靠__________边的一侧纵向纤维受拉应力作用。
31、等截面梁内的最大正应力总是出现在最大___________所在的横截面上。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/0ddf6b2ef705cc17552709da.png)
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=2118504P kNS dπ==35.3Mpaσ2=2228504P kNS dπ==30.4MPa∴σmax=35.3Mpa1-3: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=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 =15.4Mpa1-4:一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*sin45F1*cos15=P+F2*sin45∴σAB=11FS=-47.7MPaσBC=22FS=103.5 MPa1-5:图a所示为一斗式提升机.斗与斗之间用链条连接,链条的计算简图如图b 所示,每个料斗连同物料的总重量P=2000N.钢链又两层钢板构成,如c所示.每个链板厚t=4.5mm,宽h=40mm,H=65mm,钉孔直径d=30mm.试求链板的最大应力.解:F=6PS1=h*t=40*4.5=180mm2S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2∴σmax=2FS=38.1MPa1-6:一长为30cm的钢杆,其受力情况如图所示.已知杆截面面积A=10cm2,材料的弹性模量E=200Gpa,试求;(1)AC. CD DB 各段的应力和变形.(2)AB杆的总变形.解: (1)σAC=-20MPa,σCD=0,σDB=-20MPa;△ l AC =NL EA =AC LEA σ=-0.01mm△ l CD =CD LEA σ=0△ L DB =DB LEA σ=-0.01mm (2) ∴ABl ∆=-0.02mm1-7:一圆截面阶梯杆受力如图所示,已知 材料的弹性模量E=200Gpa,试求各段的应力和应变. 解:31.8127AC ACCB CBPMPa S PMPa S σσ====AC AC ACLNL EA EA σε===1.59*104,CBCBCBLNLEA EAσε===6.36*1041-8:为测定轧钢机的轧制力,在压下螺旋与上轧辊轴承之间装置一测压用的压头.压头是一个钢制的圆筒,其外径D=50mm,内径d=40mm,在压头的外表面上沿纵向贴有测变形的电阻丝片.若测得轧辊两端两个压头的纵向应变均为ε=0.9*10-2,试求轧机的总轧制压力.压头材料的弹性模量E=200Gpa.解:NllEAllε∆=∆=∴NEAε=62.54*10N EA Nε∴==1-9:用一板状试样进行拉伸试验,在试样表面贴上纵向和横向的电阻丝来测定试样的改变。
第六章:梁弯曲时的内力和应力

剪力图和弯矩图:以梁轴线为横坐标,分别以剪力值和弯矩值为纵坐标, 按适当比例作出剪力和弯矩沿轴线的变化曲线,称作剪力图和弯矩图。
剪力、弯矩方程便于分析和计算,剪力、弯矩图形象直观,两者对于解 决梁的弯曲强度和刚度问题都非常重要,四者均是分析弯曲问题的基础。
第三节:剪力图和弯矩图
5-5 截面
FS5 q 2 FB 5.5 kN
1 23 4
5
1 23 4
5
M5 (q 2)1 8 kN m
第三节:剪力图和弯矩图
第三节:剪力图和弯矩图
一、剪力、弯矩方程与剪力、弯矩图
剪力方程和弯矩方程:为了描述剪力与弯矩沿梁轴线变化的情况,沿梁 轴线选取坐标 x 表示梁截面位置,则剪力和弯矩是 x 的函数,函数的解 析表达式分别称为剪力方程和弯矩方程。
M 为常数,即对应弯矩图应为水平直线; 其他两段的弯矩图则均为斜直线。
第三节:剪力图和弯矩图
3)判断剪力图和弯矩图形状 AC、CD、DB 各段梁的剪力图均为水 平直线。在 CD 段,弯矩 M 为常数,对 应弯矩图应为水平直线;其他两段的弯 矩图则均为斜直线。
4)作剪力图和弯矩图
剪力图 弯矩图
第四节:弯曲时的正应力
第一节:梁的计算简图 第二节:弯曲时的内力计算 第三节:剪力图和弯矩图 第四节:弯曲时的正应力 第五节:正应力强度计算 第六节:弯曲切应力 第七节:提高梁弯曲强度的一些措施
第一节:梁的计算简图
第一节:梁的计算简图
一、梁的支座 梁的支座形式:工程中常见的梁的支座有以下三种形式。 1、固定铰支座:如图 a)所示,固定铰支座限制梁在支承处任何方向的 线位移,其支座反力可用两个正交分量表示,即沿梁轴线方向的 FAx 和 垂直于梁轴线方向的 FAy 。
第四章弯曲应力习题解

[习题4-1] 试求图示各梁中指定截面上的剪力和弯矩.(a)解: 011=-Qm kN M ⋅-=-211。
kN Q 522-=-)(1225222m kN M ⋅-=⨯--=-(b)解:(1)求支座反力)(2552kN R A =⨯=(↑) )(3553kN R B =⨯=(↑) (2)求指定截面上的内力kN R Q A 211==-)(632311m kN R M A ⋅=⨯=⨯=-)(35222kN Q -=-=-)(623222m kN R M B ⋅=⨯=⨯=-(c)解:(1)求支座反力由力偶只能由偶平衡的原理可知:A 、B 支座的反力构成一约束反力偶,与主动力偶等值、共面、反向,故:)(45.210kN R A ==(↑) )(4kN R R A B ==(↓)(2)求指定截面上的内力kN R Q A 411==-; )(414111m kN R M A ⋅=⨯=⨯=-。
kN R Q A 422==-; )(66.145.122m kN R M B ⋅-=⨯-=⨯-=-(d)解:(1)求支座反力因为AB 平衡,所以:① 0=∑A M032)20221(2=⨯⨯⨯-⋅B R )(667.6320kN R B ==(↑) ② 0=∑Y020221=⨯⨯-+B A R R 020667.6=-+A R)(333.13kN R A =(↑)(2)求指定截面上的内力kN R Q A 667.121)2010(333.1311-=⨯+-==-)(531)10121(1667.611m kN M ⋅=⨯⨯⨯-⨯=-。
(e )解:(1)求支座反力由力偶只能由偶平衡的原理可知:A (左)、C (右)支座的反力构成一约束反力偶,与主动力偶等值、共面、反向,故:a M R e A 4=(↓);aM R R e A C 4==(↑) (2)求指定截面上的内力a M R Q e A 411-=-=-; 4411e e A M a a M a R M -=⋅-=⨯-=-。
弯曲时的内力和应力

一、填空题:1的作用。
3、矩形截面梁弯曲时,其横截面上的剪力作用线必然________于外力并通过截面________。
5、梁弯曲时,任一横截面上的弯矩可通过该截面一侧(左侧或右侧)的外力确定,它等于该一侧所有外力对________力矩的代数和。
7、用截面法确定梁横截面上的剪力时,若截面右侧的外力合力向上,则剪力为______。
9、将一悬臂梁的自重简化为均布载荷,设其载荷集度为q,梁长为L,由此可知在距固定端L/2处的横截面上的剪力为_________,固定端处横截面上的弯矩为__________。
10、在梁的集中力偶左、右两侧无限接近的横截面上,剪力相等,而弯矩则发生_______,_________值等于梁上集中力偶的力偶矩。
11、剪力图和弯矩图是通过________和___________的函数图象表示的。
18、在梁的某一段内,若无分布载荷q(X)的作用,则剪力图是__________于X轴的直线。
19、在梁的弯矩图上,某一横截面上的弯矩有极值(极大值或极小值),该极值必发生在对应于剪力___________的横截面上。
21、梁在发生弯曲变形的同时伴有剪切变形,这种平面弯曲称为__________弯曲。
24、梁在弯曲时的中性轴,就是梁的___________与横截面的交线。
28、梁弯曲时,横截面中性轴上各点的正应力等于零,而距中性轴________处的各正应力为最大。
29、梁弯曲变形后,以中性层为界,靠__________边的一侧纵向纤维受压力作用,而靠__________边的一侧纵向纤维受拉应力作用。
31、等截面梁内的最大正应力总是出现在最大___________所在的横截面上。
32、在平面弯曲的情况下,梁变形后的轴线将成为一条连续而光滑的平面曲线,此曲线被称为_______。
33、梁在平面弯曲变形时的转角,实际上是指梁的横截面绕其________这条线所转动的角度。
二、判断题:1、以弯曲为主要变形的杆件,只要外力均作用在过轴的纵向平面内,杆件就有可能发生平面弯曲。
第四章弯曲内力习题及答案

q 2qa a a a
A C
D
B
第四章 弯曲内力习题
一、填空题
1、如果一段梁内各横截面上的剪力Q 为零,而弯矩M 为常量,则该段梁的弯曲称为 ;如果该梁各横截面上同时存在剪力Q 和弯矩M ,则这种弯曲为 。
二、计算题
1、作下列两梁的弯矩图。
求出支座处的约束反力、弯矩的最大绝对值,并把该值标注在弯矩图上。
2、作下列梁的弯矩图。
求出支座处的约束反力、弯矩的最大绝对值,并把该值标注在弯矩图上。
3、下列梁的弯矩图。
第四章 弯曲内力习题答案
一、填空题
1 纯弯曲 横力弯曲(或剪切弯曲)
二、计算题
1、 图4.2.2 图4.2.4.1 图4.2.4.2
图4.2.4.3 Pa
25
6q a 22
3q a
2、
3、
22m ax 22B B ql R ql M ql M === 15.75kN 20.25kN 41kN.m
A D m ax R =R =M =m ax A
B R R P M P a
===⨯2m ax 716656A B R qa R qa M qa ==-
= 22q l。
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=2118504P kNS dπ==35.3Mpaσ2=2228504P kNS dπ==30.4MPa∴σmax=35.3Mpa1-3: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=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 =15.4Mpa1-4:一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*sin45F1*cos15=P+F2*sin45∴σAB=11FS=-47.7MPaσBC=22FS=103.5 MPa1-5:图a所示为一斗式提升机.斗与斗之间用链条连接,链条的计算简图如图b 所示,每个料斗连同物料的总重量P=2000N.钢链又两层钢板构成,如c所示.每个链板厚t=4.5mm,宽h=40mm,H=65mm,钉孔直径d=30mm.试求链板的最大应力.解:F=6PS 1=h*t=40*4.5=180mm 2S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm 2∴σmax=2F S =38.1MPa1-6:一长为30cm 的钢杆,其受力情况如图所示.已知杆截面面积A=10cm2,材料的弹性模量E=200Gpa,试求;(1) AC. CD DB 各段的应力和变形.(2) AB 杆的总变形.解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;△ l AC =NL EA =AC LEA σ=-0.01mm△l CD =CD LEA σ=0△L DB =DB LEA σ=-0.01mm(2) ∴ABl∆=-0.02mm1-7:一圆截面阶梯杆受力如图所示,已知材料的弹性模量E=200Gpa,试求各段的应力和应变.解:31.8127ACACCBCBPMPaSPMPaSσσ====ACACACLNLEA EAσε===1.59*104,CBCBCBLNLEA EAσε===6.36*1041-8:为测定轧钢机的轧制力,在压下螺旋与上轧辊轴承之间装置一测压用的压头.压头是一个钢制的圆筒,其外径D=50mm,内径d=40mm,在压头的外表面上沿纵向贴有测变形的电阻丝片.若测得轧辊两端两个压头的纵向应变均为ε=0.9*10-2,试求轧机的总轧制压力.压头材料的弹性模量E=200Gpa.解:QNllEAllε∆=∆=∴NEAε=62.54*10N EA Nε∴==1-9:用一板状试样进行拉伸试验,在试样表面贴上纵向和横向的电阻丝来测定试样的改变。
材料力学习题册答案第5节弯曲应力

第 五 章 弯 曲 应 力一、是非判定题一、设某段梁经受正弯矩的作用,那么靠近顶面和靠近底面的纵向纤维别离是伸长的和缩短的。
( × )二、中性轴是梁的横截面与中性层的交线。
梁发生平面弯曲时,其横截面绕中性轴旋转。
( √ )3、 在非均质材料的等截面梁中,最大正应力m axσ不必然出此刻maxM的截面上。
( × )4、等截面梁产生纯弯曲时,变形前后横截面维持为平面,且其形状、大小均维持不变。
( √ )五、梁产生纯弯曲时,过梁内任一点的任一截面上的剪应力都等于零。
( × ) 六、操纵梁弯曲强度的要紧因素是最大弯矩值。
( × ) 7、横力弯曲时,横截面上的最大切应力不必然发生在截面的中性轴上。
( √ )二、填空题一、应用公式y I Mz=σ时,必需知足的两个条件是 知足平面假设 和 线弹性 。
二、跨度较短的工字形截面梁,在横力弯曲条件下,危险点可能发生在 翼缘外边缘 、 翼缘腹板交接处 和 腹板中心 处。
3、 如下图的矩形截面悬臂梁,其高为h 、宽为b 、长为l ,那么在其中性层的水平剪力=S FbhF23 。
x4、梁的三种截面形状和尺寸如下图,那么其抗弯截面系数别离为226161bH BH -、 H Bh BH 66132- 和 Hbh BH 66132- 。
三、选择题一、如下图,铸铁梁有A ,B ,C 和D 四种截面形状能够供选取,依照正应力强度,采纳( C )图的截面形状较合理。
二、 如下图的两铸铁梁,材料相同,经受相同的载荷F 。
那么当F 增大时,破坏的情形是 (C )。
A 同时破坏 ;B (a )梁先坏 ;C (b )梁先坏3、为了提高混凝土梁的抗拉强度,可在梁中配置钢筋。
假设矩形截面梁的弯矩图如下图,那么梁内钢筋(图中虚线所示)配置最合理的是( D )ABCD四、计算题一、长为l 的矩形截面梁,在自由端作用一集中力F ,已知m h 18.0=,m b 12.0=,m y 06.0=,m a 2=,kN F 1=,求C 截面上K 点的正应力。
材料力学期末总复习题及答案

材料力学模拟试题一、填空题(共15分)1、 (5分)一般钢材的弹性模量E = 210 GPa ;吕材的弹性模量E = 70 GPa2、 (10分)图示实心圆锥杆受扭转外力偶作用,材料的剪切弹性模量为G ,该杆的man τ1、(5(A )各向同性材料;(B )各向异性材料; (C 正确答案是 A 。
2、(5分)边长为d 杆(1)是等截面,杆(2荷系数d k 和杆内最大动荷应力d σ论:(A )()(,)()(1max 21d d d k k σ<<(B )()(,)()(1max 21d d d k k σ><(C )()(,)()(1max 21d d d k k σ<>(D )1max 21()(,)()(d d d k k σ>>正确答案是 A 。
三、计算题(共75分) 1、(25应力相等,求:(1)直径比21/d d ; (2)扭转角比AB φ解:AC 轴的内力图:(105);(10355M Nm M BC AB ⨯=⨯= 由最大剪应力相等:8434.05/3/16/1050016/10300321323313max==⨯=⨯==d d d d W M n n ππτ 由;594.0)(23232;41221242411=••=•=⇒∴⋅=d M M M d G d G a M GI l M n n n n BC AB P n ππφφφ(2)2、(3、(15分)有一厚度为6mm 的钢板在板面的两个垂直方向受拉,拉应力分别为150Mpa 和55Mpa ,材料的E=2.1×105Mpa ,υ =0.25。
求钢板厚度的减小值。
解:钢板厚度的减小值应为横向应变所产生,该板受力后的应力状态为二向应力状态,由广义胡克定律知,其Z 向应变为:0244.010)55150(101.225.0)(69-=⨯+⨯-=+-=y x z E σσνε则 mm t Z Z 146.0-=⨯=∆ε材料力学各章重点一、 绪论1.各向同性假设认为,材料沿各个方向具有相同的 A 。
材料力学习题册答案-第4章 弯曲内力

第四章 梁的弯曲内力一、 判断题1. 若两梁的跨度、承受载荷及支承相同,但材料和横截面面积不同,则两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。
( × )2. 最大弯矩必然发生在剪力为零的横截面上。
( × )3. 若在结构对称的梁上作用有反对称载荷,则该梁具有对称的剪力图和反对称的弯矩图。
图 4-1 二、 填空题1.图 4-2 所示为水平梁左段的受力图,则截面 C 上的剪力 SC F =F ,弯矩C M =2Fa 。
2.图 4-3 所示外伸梁 ABC ,承受一可移动载荷 F ,若 F 、l 均为已知,为减小梁的最大弯矩值,则外伸段的合理长度 a= l/3 。
图 4-2 图4-33. 梁段上作用有均布载荷时,剪力图是一条 斜直 线,而弯矩图是一条 抛物 线。
4. 当简支梁只受集中力和集中力偶作用时,则最大剪力必发生在 集中力作用处 。
三、 选择题1. 梁在集中力偶作用的截面处,它的内力图为( C )。
A Fs 图有突变, M 图无变化 ;B Fs 图有突变,M 图有转折 ;C M 图有突变,Fs 图无变化 ;D M 图有突变, Fs 图有转折 。
2. 梁在集中力作用的截面处,它的内力图为( B )。
A Fs 有突变, M 图光滑连续 ;B Fs 有突变, M 图有转折 ;C M 图有突变,凡图光滑连续 ;D M 图有突变, Fs 图有转折 。
3. 在图4-4 所示四种情况中,截面上弯矩 M 为正,剪力 Fs 为负的是( B )。
图 4-44.梁在某一段内作用有向下的分布力时,则在该段内, M 图是一条( A )。
A 上凸曲线; B下凸曲线;C 带有拐点的曲线;D 斜直线。
5.多跨静定梁的两种受载情况分别如图4-5 ( a )、( b )所示,以下结论中( A )是正确的。
力F 靠近铰链。
图4-5A 两者的 Fs 图和 M 图完全相同;B 两者的 Fs 相同对图不同;C 两者的 Fs 图不同, M 图相同;D 两者的Fs图和 M 图均不相同。
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答案: B
A
0.89kN
1kN m
C
D
E F
2kN
B
1.11kN
1.5m
1.5m
1.5m
3. 梁受力如图,剪力图和 弯距图正确的是( )。
P
P P
a
Pa
2a
a
(A)
P
Q Q Q
Pa Pa Pa Pa
M M M M
(B)
P
P
(C)
P
P P
Pa Pa
P
P
(D)
3 3
mB
2.列方程作图(a)所示梁的剪力图与弯距图
P
m Pa
mB 3Pa
A x
x
2a
C
B
2a
x
YB P
(a)
解:如图(a)建x轴,列方程作Q、M图的步骤如下: 1)求支承约束力 用整梁平衡条件求得YB P、mB 3Pa(图( a))。 2)列Q x 、M x 方程 AC段Q x P (0<x 2a) M x Px (0 x<2a) CB段Q x P (2a x<4a) M x PxPa (2a<x<4a)
2
0
A
a
(c )
2 O 2
M2
Q2
mO ( F ) M 2 qa a 2qa 2 0
对Q2的说明同1 );M 2为正值,说明它实际转向与所设 相同,即逆时针,按弯距+、-号规定也应为正值。
3)求3-3截面上Q3、M 3 方法同上,由图(d)有
1 q0 l 6
C
l/ 3
1 q0 l 3
Q
b
M图(图(c))M A 0,M B 0,M x 为三曲线, 由dQ/dx Q x 可知,M x 的斜率开始为正值,越来越 小,经0(C面)变成负的,绝对值越来越大,它使M曲 线形成“上凸”(在规定M 坐标下)的三次曲线。在C 面(x l / 3)弯距取极值 1 l 1 q0 l 1 2 M 极 q0l q l 0 6 3 6 l 3 9 3 1 1 ) Q max = q0l,(x l); M max q0l 2 (x l / 3)。 6 9 3
(a)
a
解:现用设正法 1)求1-1截面上Q1、M 1 用截面1 1截取梁左段为研究对象。如图(b)所示,设 截面上作用有正向Q1、M 1,O为截面形心。由静力平衡条件
Y qa Q
1
0
A
q
YA
Q1 qa mO ( F ) M 1 qa a 0 M 1 qa 2
)给定分段面(控制面)上Q、M 值并连线作图 根据AC、CB段Q x P,知Q图为一水平线(图(b))。 AC段M x Px,M A M O 0,M C左 M 2a 2 Pa 弯距图为一斜直线(斜率为 P)。CB段M x PxPa, M C右 M 2a Pa,M B左 3Pa,弯距图为一斜直线(斜 率也为-P),得M图如图(c)。
h/4
h
答案:
7 M 8
M
h/4
b
4.图示横截面为等腰梯形的纯弯梁受弯距M 作用,已知 B 3b、h 2b则最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力之比 ( max)( t / max) c为(
5 答案: 7
)。
M
b h
B
二、选择题
1.图示梁CB段的剪力、弯距方程为Q (x)=-3m / 2a, 3mx M (x)= m,其相应的适用区间分别为( )。 2a
Q
Pa
答案: D
4.纯弯梁的横截面形状、尺寸如图(a)、(b)、(c)所示。 h 它们都是在2b 2h的矩形内对称于y轴挖空一个面积为b 的 2 小矩形。在相同弯距作用下,它们最大弯曲正应力大小的排 序是( )。 (A)(a)>(b)>(c) (C)(a)<(b)<(c) y b (B)(b)>(a)>(c) (D)(b)<(a)<(c) y y b b
(a)
m Pa
2P
A
C
B
a
2P
a
P
B
YB P
A
(b)
()
Pa
() ()
C
YA P
m Pa
P
B
(c)
A
P YA 2
Pa
P 2
()
1 Pa 2
YB
P 2
叠加
将分段面上的Q、M相应值相加,然后按相应
图上线型(现均为直线),连线即可得总Q、M图(d), 3 3 并有 Q max = P、 M max Pa。 2 2
答案:
4.平面弯曲是指梁的横截面变形前是平面, 受力变弯后仍为平面的弯曲。 ( )
答案:
四、计算题
1.梁受力如图(a)所示,求1-1,2-2,3-3面上的剪力 与弯距。其中1-1面与2-2面分别在紧靠外力偶m作用面C 的左则与右则。
qa
m 2qa2
A
1 2 3 1 2a 3
q
mB
C
2
B
YB
a
1Q1
a
O1
M1
(b ) Q1为负值,说明它实际方向向上。同时,按剪力
+、-号规定也应为负值,说明它实际转向为顺时针, 按弯距+、-号规定也应为负值。
2)求2-2截面上Q2、M 2 取截面,设正后研究对象受力如图(c)
qa
2qa 2
Y qa Q
Q2 qa M 2 qa 2
qa
2qa 2 q
A
3 3
M3 Q3
a Y qa q 2 -Q3 0 (d ) Q3 qa 3a a a mO ( F ) M 3 qa q 2qa 2 0 2 2 4 3 M 3 qa 2 8 对Q3、M 3的说明同2)。
)列Q x 、M x 方程 本题载荷为x的一次函数,Q x 、M x 分别为二次、三次 曲线方程,利用方程辅以微分关系作图较为方便。应注意 此时不能再用R代替分布载荷来写内力方程了(为什么?) q0 取x面左段为研究对象,x面上载荷集度为q x x。 l 1 1 1 1 q0 2 Q x q0l q x x q0l x x l 6 2 6 2 l 1 1 1 1 1 q0 3 M x q0l x q x x x q0lx x x l 6 2 3 6 6 l
3 Pa 2
()
1 P 2
Pa
()
3 P 2
()
(d )
5.图a所示为一T字形铸铁梁,已知受弯时抗拉许用应力
t 30MPa,抗压 c 60MPa。试校核此梁是否安全。
图示截面尺寸长度单位为mm。
9kN 4kN
y
80 20
A
C
1m 1m
B
1m
D
z0
yc z
20
C
120
弯曲内力与弯曲应力
一、填空
1)图示外伸梁受均布载荷作用,欲使MA = MB = -MC。
则要求 l / a 的比值为( );欲使MC =0,则要求比值为
( )。
q
A B
l/2
C
a
l/2
a
答案: l / a 2 2;l / a 2。
3. 图示矩形截面纯弯梁受弯距M 作用,梁发生弹性变形, 横截面上图示阴影面积上承担的弯距为( )。
(A)(a x 2a),(a x 2a) (C)(a x 2a),(a x 2a)
A
(B)(a x 2a),(a x 2a) (D)(a x 2a),(a x 2a)
m
C
B
2m
D
x
a
a
YB = 3m 2a
a
答案: C
YA =
3m 2a
2.梁受力如图所示,指kN定截面C、D、E、F上正确的 Q、M 值应为( )。 (A)QC 0.89kN,M C 0.89 1.5 1 2.335kN m (B)QD 0.89kN,M D 0.89 1.5 1 0.335kN m (C)QE 1.11kN,M E 1.111.5 1.665kN m (D)QF 1.11kN,M F 1.111.5 1.665kN m
a
C
a/2
4)取右段平衡求Q3、M 3 为此应先由整梁平衡(见图(a))求出固定端约束力 1 YB 2qa,mB qa 2。取右段,设正后(注意此时Q3、 2 q Q3 M 3的正值方向)如图(e) a M3 B Y Q q 2qa 0 3 2 a/2 Y B (e) Q3 qa a a a 1 mO ( F ) M 3 q 2qa qa 2 0 2 4 2 2 3 M 3 qa 2 8 结果与取左段相同,符合同一截面上两侧的内力为 作用反作用关系。因此4)也可作为步骤3)所得结果 正确性的校核。
2h
h 2
答案: A
h 2
h
h 2
h h
h
2b
(a)
2b
(b)
2b
(c)
三、判断题
1.在集中力作用处,梁的剪力图要发生突变,弯距图的斜率 要发生突变。
答案:
2.在Q=0处,弯距必取 M max 。 ( )