工程力学(材料力学部分)西南交大版 作业答案精选ppt

l=0.9m,E=2.1×105MPa，试作轴力图，并求杆端D的水平位移ΔD 以及B、C两横截面的相对纵向位移ΔBC。
A
3 2F
2 2F
1 F
3 l/3
B2
l/3
C l/3 1 D
解：
20kN
20kN
-20kN
DF E N 1l1 A F E N 2l2 A F E N 3l3A 2 .1 2 1 1 0 1 0 13 0 0 .0 3 .023 0 .0m 4 m
参照P138例题7-10
解：
d Kdst 1
12hPEl A
P A
1
1
2110109 0.152
5103 6
5103
0.152
15.4MPa
当h=0时
d11P A25 0 1 .130 25 0.1M 4a P
整理
7
P156 7-16 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
单位：KN.m
-
3
11
P183 8-4 实心圆轴的直径d=100mm，长l=1m，作用在两个端面上的外力 偶之矩均为Me=14kN.m，但转向相反。材料的切变模量G=8×104MPa。 试求：（1）横截面上的最大切应力，以及两个端面的相对扭转角；（2）
图示横截面上A、B、C三点处切应力的大小及指向。
所以 AC、BC、AD、BD均为拉杆，故
a
B
2F12 k5 N F1225 17 .76 k 5N 2
A点 FAC
FAD 由静力平衡方程得 FAB F
FAB
AB为压杆，故 F15k0N
所以 Fmax整理150kN
4
P155 7-8 横截面面积A=200mm2的杆受轴向拉力F=10kN作用， 试求斜截面m-n上的正应力及切应力。
4
4
拉杆头部满足挤压强度条件。
整理
9
P157 7-20 矩形截面木拉杆的接头如图所示，已知b =250mm， F=50KN，木材的顺纹许用挤压应力[σbs]=10MPa, 顺纹许用 切应力[τ]=1MPa 。试求接头处所需的尺寸l和a。
F
F
解：
F bl
50103 0.25l
1MPa
a
50103 l 0.251106 0.2m200m m
基础力学2 作业
（7-11章）
整理
1
P153 7-1（b） 试作杆的轴力图，并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）。
10kN
20kN
30kN 20kN
A
B
C
D
1m
1m
1m
解：
10kN
20kN
10kN
最大拉力为20kN，在CD段；最大压力为10kN，在BC段。
整理
2
m
F=10kN
解：
n 300
0F A NF A210 01 103 0 0 65M 0aP
2
3000co2 s3005 023 3.5 7MaP
s i2 n 3 00 s6 i0n 0 3 3 000 2 0 2 5 4 0 2 .7 M 1 a P
整理
5
P155 7-10 等直杆如图示，其直径为d=30mm。已知F=20kN,
ll
PF b
FP
b
F sab
5a001.2053 b
s10MPa
50103 a0.2510106 0.02m20mm
整理
10
P183 8-1(c) 作图示杆的扭矩图，并指出最大扭矩的值及其所 在的横截面。
1.5kN.m 1kN.m
1.5kN.m
2kN.m
3kN.m
A
B
C
D
E
1.5
+
0.5
+
-
1
整理
相容条件（不必具体求出内力）。图中的水平杆是刚性的，各
杆的自重均不计。
l1 1sin531
解：
1
Δl1
α
Δl2
aα
aβ
β
a
2
δ1 δ2
1.5a
l2 2sin 222
1 22
a
l1
3 5
2
2
6
2
l2
2 2
2
5
l1
FN1l1 EA
l2
FN 2l2 EA
FN1l1 l2 6 2 2a24
FN2 l1 l2 5 2.5a 25
h
d h 0 .0 2 0 .0 1 2
拉杆头部满足剪切强度条件
d
（2）挤压面：
Abs 4
D2 d2
50kN
挤压力：Fbs=F
5 0 1 0 3
5 0 1 0 3
b s
1 0 2 .1 M P a b s 2 4 0 M P a
D 2 d 2 0 .0 3 2 2 0 .0 2 2
B CF E N A 2l22.1 2 10 0 111 03 0 0 .3 .032 40.04m m
整理4
6
P156 7-14 直径为d=0.3m,长为l=6m的木桩，其下端固定。如在 离桩顶面高1m处有一重量为P=5kN的重锤自由落下，试求桩内
最大压应力。已知木材E=10×103MPa，如果重锤骤然放在桩顶 上，则桩内最大压应力又为多少？
整理
8
P156 7-18 试校核图示拉杆头部的剪切强度和挤压强度。 已知：D=32mm，d=20mm，h=12mm，材料的许用切应力 []=100Mpa，许用挤压应力[bs]=240Mpa。
解：（1）剪切面：A=πdh；剪力：Fs=F
D
5 0 1 0 35 0 1 0 3 6 6 .3 5 M P a 1 0 0 M P a
P153 7-2 试求图示直杆横截面1-1、2-2和3-3上的轴力，并作轴 力图。如横截面面积A=200mm2，试求各横截面上的应力。
3
2
1
20kN
10kN 20kN
3 a
2 a
a1
解：
10kN
10kN
20kN
12200011 0306 10M 0aP
2
10103 200106
50MPa
3
10103 20010整6理50MPa
3
P154 7-5 铰接正方形杆系如图所示，各拉杆所能安全地承受的 最大轴力为[FNt]=125kN,压杆所能安全地承受的最大轴力为 [FNc]=150kN,试求此杆系所能安全地承受的最大荷载F的值。
解： 根据对称性只分析A、C点
Aa
C点
FAC
FC
DF
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F FBC
由静力平衡方程得
FAC FBC
2F 2
Me
T
A
A τA
100
Me
B
CB
O τC τB
解:(1)
maxW Tp
14103
0.13
71.3MaP
16
G TpIl81 11 0 4 0 130 1 0.140.01r7a 8d 1.002
32
整理
25
(2)
ABma x7.3 1Ma P
C m 2ax35.7MaP
12
P183 8-5 空心钢圆轴的外直径D=80mm，内直径d=62.5mm，外力偶之矩为 Me=10N.m，但转向相反。材料的切变模量G=8×104MPa。试求：（1）横 截面上切应力的分布图；（2）最大切应力和单位长度扭转角。