工程力学-材料力学第4版习题答案

第一章

参考答案1-1：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：解：σ1=

2

1

1

850

4

P kN

S d

π

=

=35.3Mpa

σ2=

2

2

2

850

4

P kN

S d

π

=

=30.4MPa

∴σ

max

=35.3Mpa

1-3：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 =15.4Mpa

1-4：解：受力分析得：F1*sin15=F2*sin45

F1*cos15=P+F2*sin45

∴σAB=

1

1

F

S=-47.7MPa

σBC=

2

2

F

S=103.5MPa

1-5：解:

F=6P

S1=h*t=40*4.5=180mm2

S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2

∴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:

31.8127AC AC CB CB P MPa S P MPa S σσ=

===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: Nl

l EA

l l ε∆=

∆=∴N

EA

ε=62.54*10N EA N

ε∴==1-9：解：

208,0.317

E GPa ν==

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：

[]

3

60,200200200*1013.3100*150*10Y p kN

S P kN

S MPa A σσ-==∴=====<∑1-13：解：[]max 200213MPa MPa

σ=<1-14：解： 1.78, 1.26d cm d cm

==拉杆链环1-15

解：

BC F ==70.7kN

70.70.505140

F S F

S σσ=

∴=== 查表得：45*45*3

1-16解：(1)

[]2401601.5s s n σσ=

==MPa [][]24

P S P d

σσπ≤∴≤24.4D mm

∴=(2)

2119.51602P P MPa MPa

S d σπ===≤⎛⎫ ⎪⎝⎭1-17解：（1）

2

*250*6154402D F P A N π⎛⎫=== ⎪⎝⎭78.4AC F MPa S σ==300 3.8378.4

s n σσ∴===[][]''''60*3.14*15*1542390F S

F S N

σσ====

'61544014.521542390

F n F ===≈1-18解：P=119kN

1-19解：

::3:4:5

35()44

AB BC AB BC S P S S P S P =∴==拉，[][][]112841123

4

84AB AB S A kN S P kN

P kN σ=====同理所以最大载荷84kN

1-20解：P=33.3kN

1-21解：

71,,12123

A B C P F F P F P ===1-22解：

10MAX MPa

σ=-1-23

解：

A B X R R R

=∴==∑t r l l ∆=∆t AB l l t

α∆=21211111223533

131.3cd R AC DB CD AC CD CD AF CD MAX Rl Rl l l l l EA EA Rl Rl Rl l EA EA EA EA t EA t R l S MPa A ααασ∆=∆+∆+∆=

+=

+=∴===

=第二章

习题

2-1一螺栓连接如图所示，已知P=200kN ，=2cm ，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=360Mpa ，轴的直径D=30