(整理)题9组合变形

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组合变形

组合变形

§9-1 组合变形和叠加原理 说明:小变形前提
图示纵横弯曲问题,横截面上 内力为 FN P
M x ql q x x 2 Pv x 2 2
当变形较大时,弯矩中与 挠度有关的附加弯矩不能略 去.虽然梁是线弹性的,弯矩、 挠度与P的关系却是非线性的 因而不能用叠加法.除非梁的 刚度较大,挠度很小,轴力引起 的附加弯矩可以略去.
9.1.3叠加原理
构件在小变形和服从胡克定理的条件下,力的 独立性原理是成立的。即所有载荷作用下的内力、 应力、应变和位移等是各个单独载荷作用下的值的 叠加
说明:
1. 必须是线弹性材料,加载在弹性范围内,服从胡 克定律; 2. 必须是小变形,保证能按构件初始形状或尺寸进 行分解与叠加计算,且能保证与加载次序无关.
(3) 压缩正应力 FRAx 0.866 F A A (4) 最大弯曲正应力 1.2 FR Ay 0.6 F max Wz Wz (5)危险点的应力
A D F 1.2m
30° 1.2m
B
FRAy FNAB
FRAx A F D
30°
Fy
B
c max
0.866 F 0.6 F 94.37MPa [ ] A Wz 满足强度要求。
Fy
B
AB杆为平面弯曲与轴向压缩组合变形
Fx
§9-3 拉伸(压缩)与弯曲的组合
例题9.2 悬臂吊车如图所示,横梁用20a工字钢制成. 其抗弯刚度Wz = 237cm3,横截面面积 A=35.5cm2,总荷载 F= 34kN,横梁材料的许用应力为[]=125MPa.校核横梁 AB的强度. C
(2)内力分析,确定危险截面
已知:l=4m, []=160MPa, =5°,P=60kN 求:校核梁的强度。

材料力学组合变形习题

材料力学组合变形习题

材料力学组合变形习题L1AL101ADB (3)偏心压缩时,截面的中性轴与外力作用点位于截面形心的两侧,则外力作用点 到形心之距离e和中性轴到形心距离d之间的关系有四种答案:(A ) e=d; (B ) e>d;(C ) e越小,d越大; (D ) e越大,d越小。

正确答案是______。

答案(C )1BL102ADB (3)三种受压杆件如图。

设杆1、杆2和杆3中的最大压应力(绝对值)分别用 max1σ、max 2σ和max3σ表示,现有下列四种答案:(A )max1σ=max 2σ=max3σ; (B )max1σ>max 2σ=max3σ;(C )max 2σ>max1σ=max3σ; (D )max 2σ<max1σ=max3σ。

正确答案是______。

答案(C )1BL103ADD (1)在图示杆件中,最大压应力发生在截面上的哪一点,现有四种答案:(A )A点; (B )B点; (C )C点; (D )D点。

正确答案是______。

答案(C )1AL104ADC (2)一空心立柱,横截面外边界为正方形, 内边界为等边三角形(二图形形心重 合)。

当立柱受沿图示a-a线的压力时,此立柱变形形态有四种答案:(A )斜弯曲与中心压缩组合; (B )平面弯曲与中心压缩组合;(C )斜弯曲; (D )平面弯曲。

正确答案是______。

答案(B )1BL105ADC (2)铸铁构件受力如图所示,其危险点的位置有四种答案:(A )①点; (B )②点; (C )③点; (D )④点。

正确答案是______。

答案(D )1BL106ADC (2)图示矩形截面拉杆中间开一深度为h/2的缺口,与不开口的拉杆相比,开口处的最大应力的增大倍数有四种答案:(A )2倍; (B )4倍; (C )8倍; (D )16倍。

正确答案是______。

答案(C )1BL107ADB (3)三种受压杆件如图,设杆1、杆2和杆3中的最大压应力(绝对值)分别用 max1σ、max 2σ和max3σ表示,它们之间的关系有四种答案:(A )max1σ<max 2σ<max3σ; (B )max1σ<max 2σ=max3σ;(C )max1σ<max3σ<max 2σ; (D )max1σ=max3σ<max 2σ。

组合变形例题

组合变形例题


F A C b
h
0.5L
L0
d
D L
材料力学
本章结束
A
5 kN
C
B
D
2 kN 5 kN
300 500
2 kN
500
(a)
1.5 kN A m
7 kN
C
1.5 kN m
B
D
5 kN
12 kN
(b)
T
1.5 kN m
如图c、d、e、f 所示
x (c )
1.5 kN A m
7 kN
C
1.5 kN m
B
D
M C (1.5) 2 (2.1) 2 2.58 kNm
M
2.58 kNm 2.48 kNm
因此,得:
x (e)
d 72 mm
(f) x
直径为20mm的圆截面水平直角折杆,受垂直力P=0.2kN,已知[σ]=170MPa 试用第三强度理论确定a的许可值。
解:内力图: 危险截面:A
Tmax Pa 0.2a M max 2Pa 0.4a
所以起重机架的最大起重量取决于杆AC的强度,为
Fmax 26.7 kN
图示横梁AC~立柱CD结构,均由Q235钢制成,C、D两处均为球 铰。在跨度中点受竖向载荷F作用。已知: (1) 横梁AC的L=4000mm,b=60mm,h=120mm,材料许用应力 [ ]=160MPa。 (2) 立柱CD直径d=20mm, L0=500mm;材料参数为 E=200GPa, 许 用应力 [ ] 160MPa , p 100, s 60 , cr (3041.12 ) MPa,稳 定安全系数 nst 4 。 试确定此横梁~立柱结构的许用载荷。

最新9组合变形汇总

最新9组合变形汇总

例9-5:图示Z形截面杆,在自由端作用一集中力F,该杆的变 形设有四种答案:
(A)平面弯曲变形; (B)斜弯曲变形; (C)弯扭组合变形; (D)压弯组合变形。
F
F
例9-6:具有切槽的正方形木杆,受力如 图。求:
(1)m-m截面上的最大拉应力σt 和最 大压应力σc;
(2)此σt是截面削弱前的σt值的几倍?
大小有关,而与外力的大小无关;②一般情况下,I y I z 中性轴不与外力作用平面垂直;③对于圆形、正方形和正
多边形,通过形心的轴都是形心主轴,Iy Iz,
此时梁不会发生斜弯曲。
〈四〉强度校核:
对矩形截面,可以直接断定截面的 LmaxYmax必发生在
' '' 具有相同符号的截面角点处。
max
y
zP z iy2
0
根据该方程式可知中性轴是不过形心的直线。
现令:应力零线N-N,它在y、z轴上的截距分别为 a y a z 分别将
ay,0 0, az 代入 k 表达式得:
ay
iZ 2 yP
aZ
iy2 zP
由ay、az就可把应力零线的位置确定下来,应力零线就是该 截面的中性轴。上式表明ay、az 均与yp 、 zp符号相反,所以中性 轴与偏心压力分别在坐标原点的两侧,以中性轴为界,一侧受
曲。
思考题
正方形,圆形,当外力作用线通过截面形心时,为平面弯曲还 是斜弯曲?
目录
§9-3 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形
例1:一折杆由两根圆杆焊接而成,已知 圆杆直径d=100mm,试求圆杆的最大拉应力σt 和最大压应力 σc 。
解: X A 3 kN
YA 4 kN
任 意 横 截 面 x上 的 内 力 :

材料力学习题组合变形#(精选.)

材料力学习题组合变形#(精选.)

组合变形基 本 概 念 题一、选择题1. 偏心压缩时,截面的中性轴与外力作用点位于截面形心的两侧,则外力作用点到 形心的距离e 和中性轴到形心距离d 之间的关系是( )。

A .e = dB .e >dC .e 越小,d 越大D .e 越大,d 越小2.三种受压杆件如图所示,设杆1、杆2和杆3中的最大压应力(绝对值)分别用1max σ、2max σ、3max σ表示,则( )。

A .1max σ=2max σ=3max σB .1max σ>2max σ=3max σC .2max σ>1max σ=3max σD .2max σ<1max σ=3max σ 题2图3.在图示杆件中,最大压应力发生在截面上的( )。

A .A 点B .B 点C .C 点D .D 点题3图 题4图4. 铸铁杆件受力如图4所示,危险点的位置是( )。

A .①点B .②点C .⑧点D .④点5. 图示正方形截面直柱,受纵向力P 的压缩作用。

则当P 力作用点由A 点移至B 点时柱内最大压应力的比值()max A σ﹕()max B σ为( )。

A .1﹕2B .2﹕5C .4﹕7D .5﹕26. 图示矩形截面偏心受压杆件发生的变形为( )。

A .轴向压缩和平面弯曲组合B .轴向压缩,平面弯曲和扭转组合C .轴向压缩,斜弯曲和扭转组合D .轴向压缩和斜弯曲组合-41-题5图 题6图 7. 图所示悬臂梁的横截面为等边角钢,外力P 垂直于梁轴,其作用线与形心轴y 垂直,那么该梁所发生的变形是( )。

A .平面弯曲B .扭转和斜弯曲C .斜弯曲D .两个相互垂直平面(xoy 平面和xoz 平面)内的平面弯曲题7图 8. 图示正方形截面杆受弯扭组合变形,在进行强度计算时,其任一截面的危险点位置有四种答案,正确的是( )。

A .截面形心B .竖边中点A 点C .横边中点B 点D .横截面的角点D 点题8图 题9图9. 图示正方形截面钢杆,受弯扭组合作用,若已知危险截面上弯矩为M ,扭矩为T ,截面上A 点具有最大弯曲正应力σ和最大剪应力τ,其抗弯截面模量为W 。

工程力学之组 合 变 形

工程力学之组 合 变 形

工程力学第10章组合变形学习目标(1)了解组合变形的概念及其强度问题的分析方法;(2)掌握斜弯曲、拉伸(压缩)与弯曲和偏心压缩的应力及强度计算。

10.1 组合变形的概念例如,烟囱的变形,除自重W引起的轴向压缩外,还有水平风力引起的弯曲变形,同时产生两种基本变形,如图10-1(a)所示。

又如图10-1(b)所示,设有吊车的厂房柱子,作用在柱子牛腿上的荷载F,它们合力的作用线偏离柱子轴线,平移到轴线后同时附加力偶。

此时,柱子既产生压缩变形又产生弯曲变形。

再如图10-1(c)所示的曲拐轴,在力F作用下,AB 段同时产生弯曲变形和扭转变形。

10.1 组合变形的概念图10-110.1 组合变形的概念上述这些构件的变形,都是两种或两种以上的基本变形的组合,称为组合变形。

研究组合变形问题依据的是叠加原理,进行强度计算的步骤如下:(1)将所作用的荷载分解或简化为几个只引起一种基本变形的荷载分量。

(2)分别计算各个荷载分量所引起的应力。

(3)根据叠加原理,将所求得的应力相应叠加,即得到原来荷载共同作用下构件所产生的应力。

(4)判断危险点的位置,建立强度条件。

10.2例如图10-2(a)所示的横截面为矩形的悬臂梁,外力F作用在梁的对称平面内,此类弯曲称为平面弯曲。

斜弯曲与平面弯曲不同,如图10-2(b)所示同样的矩形截面梁,外力F的作用线通过横截面的形心而不与截面的对称轴重合,此梁弯曲后的挠曲线不再位于梁的纵向对称面内,这类弯曲称为斜弯曲。

斜弯曲是两个平面弯曲的组合,本节将讨论斜弯曲时的正应力及其强度计算。

10.2图10-210.210.2.1 正应力计算斜弯曲时,梁的横截面上同时存在正应力和切应力,但因切应力值很小,一般不予考虑。

下面结合图10-3(a)所示的矩形截面梁说明斜弯曲时正应力的计算方法。

图10-310.2.1 正应力计算10.2.1.1 外力的分解由图10-3(a)可知:10.2.1.2 内力的计算如图10-3(b)所示,距右端为a 的横截面上由F y 、F z 引起的弯曲矩分别是:10.2 10.2.1 正应力计算10.2.1.3 应力的计算由M z 和M y (即F y 和F z )在该截面引起K 点的正应力分别为:F y 和F z 共同作用下K 点的正应力为:10.210-110.210.2.1 正应力计算10.2.1.3 应力的计算通过以上分析过程,我们可以将组合变形问题计算的思路归纳为“先分后合”,具体如下:10.210.2.2 正应力强度条件同平面弯曲一样,斜弯曲梁的正应力强度条件仍为:10-2即危险截面上危险点的最大正应力不能超过材料的许用应力[σ]。

材料力学_陈振中_习题第九章组合变形

材料力学_陈振中_习题第九章组合变形

第九章组合变形9.1 试求图示各构件在指定截面上的内力分量。

9.2 人字架及承受的载荷如图所示。

试求截面I-I上的最大正应力和A点的正应力9.3 图示起重架的最大起吊重量(包括行走小车等)为P = 40kN ,横梁AC 由两根No.18槽钢组成,材料为A3钢,许用应力[σ] = 120 MPa 。

试校核横梁的强度。

9.7 图示短柱受载荷P 和H 的作用,试求固定端截面上角点A 、B 、C 及D 的正应力,并确定其中性轴的位置。

9.14 图为操纵装置水平杆,截面为空心圆形,内径d = 24 mm,外径D = 30 mm。

材料为A3钢,[σ] = 100 MPa。

控制片受力P1= 600 N。

试用第三强度理论校核杆的强度。

9.17图示皮带轮传动轴,传递功率N = 7kW,转速n =200r/min。

皮带轮重量Q = 1.8kN。

左端齿轮上啮合力Pn与齿轮节圆切线的夹角(压力角)为200。

轴的材料为A5钢,其许用应力[σ] = 80 MPa。

试分别在忽略和考虑皮带轮重量的两种情况下,按第三强度理论估算轴的直径。

9.19 飞机起落架的折轴为管状截面,内径d =70 mm ,外径D = 80 mm 。

材料的许用应力[σ] = 100 MPa ,试按第三强度理论校核折轴的强度。

若P = 1 kN ,Q = 4 kN 。

9.24 端截面密封的曲管的外径为100mm ,壁厚t = 5mm ,内压p = 8MPa 。

集中力P = 3kN 。

A 、B 两点在管的外表面上,一为截面垂直直径的端点,一为水平直径的端点。

试确定两点的应力状态。

解:在内压p 作用下,B 点应力状态分别如图9.24a ,b 所示。

σp1 = pD/(2t) = 8⨯100/(2⨯5) = 80 MPa, σp2 = pD/(4t) = 40 MPa 在集中力P 作用下,曲管受弯扭组合变形,A 点和B 点应力状态分别如图9.24c ,d 所示。

第9章组合变形

第9章组合变形

— 43 —第9章组合变形[本章重点]明确叠加原理的应用条件,杆件在拉(压)弯组合、弯扭组合变形下的强度计算。

[本章难点](1)将组合变形分解为若干基本变形。

所涉及方法有:载荷分解法、截面法和内力分解法。

(2)确定危险面、危险点。

因组合变形的构件各内力分量不一定在同一截面上达到最大值,所以对内力较大、截面较小的截面都应该列为可能的危险面并进行试算。

可能的危险点应是可能的危险截面上产生最大应力的点。

注意在较复杂的组合变形下杆件的危险截面、危险点常常不止一个。

并注意在组合变形中,一般情况下不计由剪力引起的剪应力,但要计由扭矩引起的剪应力。

[本章考点]组合变形下杆件的强度分析常常是必考内容。

主要涉及杆件拉(压)弯组合变形(含偏心拉压)的强度分析、弯扭组合变形的强度分析;也可能是其他基本变形组合情况下的强度分析。

[本章的习题分类与解题要点]本章计算题大致可分为4类:(1)拉(压)弯的组合变形。

应先画出杆件的轴力图和弯矩图,确定其危险截面,然后分别计算轴力和弯矩对应的正应力,并分别画出两类内力所对应的正应力分布图,再将其正应力叠加即可确定出危险点的位置。

而此类组合变形的危险点均为单向应力状态,故可直接利用强度条件进行强度计算。

(2)偏心拉压组合变形。

其本质为拉(压)弯的组合,常要求确定截面核心(在土木工程中)。

(3)圆截面轴的弯扭组合。

先画出轴的受力简图,并根据受力图画出轴的扭矩、弯矩图(对两个平面弯曲要计算合成弯矩),确定出危险截面。

这类轴常用塑性材料,可直接用扭矩和弯矩(合成弯矩)所表示的第三或第四强度理论进行强度计算。

(4)斜弯曲及其他形式的组合变形。

矩形截面杆弯弯组合变形的,可先分析横截面上的内力,判断杆件受到哪几种基本变形。

叠加危险面上各基本变形对应的应力。

若危险点处于单向应力状态或纯剪应力状态,则可分别直接用正应力和切应力表示强度条件进行强度计算;若危险点处于平面或空间的复杂应力状态,则还需计算三个主应力,并以此选择合适的强度条件或理论进行计算。

组合变形

组合变形

第八章组合变形§8-1 组合变形和叠加原理一、组合变形的概念:构件的基本变形:拉压、剪切挤压、扭转、弯曲。

由两种或两种以上基本变形的组合---称为组合变形。

如:梁的弯曲和拉压变形的组合。

轴的扭转和弯曲变形的组合。

梁的弯曲与剪切变形的组合(横力弯曲)。

李禄昌liluchang二、叠加法---解决组合变形问题的基本方法*:1、叠加原理:复杂外力进行简化、分解为几组静力等效载荷。

→ →每一组载荷对应着一种基本变形。

→ →分别计算一种基本变形的内力、应力、应变、挠度。

→ →将所有结果叠加,便是构件发生组合变形时的内力、应力、应变、挠度。

2、叠加原理的几个原则*:⑴、分量(内力、应力、应变、位移)与外力成线性关系。

⑵、与外力加载的先后顺序无关,⑶、材料服从胡克定律(线弹性变形)。

⑷、应用原始尺寸原理。

注意:各分量叠加时,同方向的相同分量可以用代数和叠加。

如:正应力与正应力、切应力与切应力。

3、叠加原理应用的基本步骤:xxσ(1) 、将载荷进行分解,产生几种基本变形;(2)、分析每种基本变形,确定危险截面;(3)、计算构件在每种基本变形情况下的危险截面内的应力;(4)、将各基本变形情况下的应力叠加,确定最危险点;**(5)、计算主应力,选择适合的强度理论,进行强度校核。

而不同方向的分量,应采用不同的求和方法,如:正应力与切应力之间。

σσσ'''=+τττ'''=+22p στ=+xτ不要用这个公式。

斜弯曲PϕyzxyzlP zP yP 不考虑剪应力Kk σσσ'''=+y z z y M z M y I I -sin cos z yP z P y I I ϕϕ=--cos y yyM z P zI I σϕ''=-=-sin ,z z zM y P y I I σϕ'=-=-如果是圆截面?§8-2 弯曲与拉伸的组合变形一、受力及变形特点:xyzlFF轴向拉伸F偏心拉伸zMyM附加力偶1、轴向力:产生拉压正应力:()()12x x zN x M x yA I σσσ=+=+注意两个应力正负号。

09组合变形习题

09组合变形习题
03.(5)
图示矩形截面拉杆中间开一深度为h/2的缺口,与不开口的拉杆相比,开中处的最大应力的增大倍数有四种答案:
(A) 2倍;(B) 4倍;(C) 8倍;(D) 16倍;
正确答案是_________________。
04.三种受压杆件如图,设杆1、2、和杆3中的最大压应力(绝对值)分别用 、 和 表示,它们之间的关系有四种答案:
18.试作用图示空间折杆的内力图,(弯曲剪应力图可略)。
19.矩形截面木受力如图,已知 , , ,试验算木条的强度和刚度。
20.图示矩形截面简支梁受均布载荷作用,载荷作用方向如图示, ,简支梁受均布载荷时平面弯曲的跨度挠度值 ,试求该梁的最大总挠度及挠曲线平面的位置。
21.悬重物架,如图所示。已知载荷 。
08用第三强度理论校核图示杆的强度时,有四种答案:
(A) ;
(B) ;
(C) ;
(D) ;
正确答案是__________________。
09.按第三强度理论计算等截面直杆弯扭组合变形的强度问题时,应采用的强度公式有四种答案:
(A) ;
(B) ;
(C) ;
(D) ;
正确答案是__________________。
06.图示正方形截面杆承受弯扭组合变形,在进行强度计算时,其任一截面的危险点位置有四种答案:
(A)截面形心;( B )竖边中点A点;( C )横边中点B点;( D )横截面的角点D点;
正确答案是__________________。
07.折杆危险截面上危险点的应力状态,现有四种答案:
正确答案是__________________。
第九章 组合变形部分
填空题
01.( 5 )偏心压缩实际不就是____________和____________的组合变形问题。

材料力学期末试卷(含答案)

材料力学期末试卷(含答案)
10.压杆稳定问题中,欧拉公式成立的条件是: 。
11.圆轴扭转时的强度条件为 ,刚度条件为 。
13.莫尔强度理论的强度条件为 。
14.进行应力分析时,单元体上切应力等于零的面称为主平面,其上应力称为主应力。
二、单项选择题(每题2分,共20分)
1.所有脆性材料,它与塑性材料相比,其拉伸力学性能的最大特点是(C)。
(2) (2分)
即有 ,宜采用经验公式(3分)
(2分)
(3) 工作安全系数:
(3分)
压杆稳定性满足。
A.强度低,对应力集中不敏感;
B.相同拉力作用下变形小;
C.断裂前几乎没有塑性变形;
D.应力-应变关系严格遵循胡克定律。
2.在美国“9.11”事件中,恐怖分子的飞机撞击国贸大厦后,该大厦起火燃烧,然后坍塌。该大厦的破坏属于(A)
A.强度坏;B.刚度坏;C.稳定性破坏;D.化学破坏。
3.细长柱子的破坏一般是(C)
C. ;D.为铝杆,在相同的拉力用下(A)
A.铝杆的应力和钢杆相同,而变形大于钢杆
B.铝杆的应力和钢杆相同,而变形小于钢杆
C.铝杆的应力和变形都大于钢杆
D.铝杆的应力和变形都小于钢杆
三、阶梯形钢杆的两端在 时被固定,杆件上下两段的面积分别是 , ,见图1。当温度升高至 时,试求杆件各部分的温度应力。钢材的 , 。(15分)
A.强度坏;B.刚度坏;C.稳定性破坏;D.物理破坏。
4.不会引起静定结构产生内力的因素是(D)
A.集中力;B.集中力偶;C.分布力;D.温度变化。
5.“顺正逆负”的正负规定适用于(A)。
A.剪力;B.弯矩;C.轴力;D.扭矩。
6.多余约束出现在(B)中。
A.静定结构;B.超静定结构;C.框架结构;D.桁架。

组合变形

组合变形
三向受拉应力状态。
1 b
断裂破坏仅与最大正应力有关。适用于脆性材料的二向或
2最大正应变理论(第二强度理论) :
由于
1 1 [ 1 ( 2 3 )] E
1 b
当最大正应变等于强度极限对应的正应变时,断裂破坏。
b
b
E
1 ( 2 3 ) b
m
x
m m
Pz

z Py y
m

z
P
P
y
Py P sin Pz P cos
矩形截面梁,作用集中力P与Z轴成角,确定m—m截面的应力
m
m
Mz
z
Mz My
m
z
My
m
M
y
y
Py P sin Pz P cos M yz Iy
Mzy Iz
M y Pz x Px cos M cos M z Py x Px sin M sin
z y cos sin 0 Iy Iz
过形心的斜直线
最大、最小正应力,a、b两点。
斜弯曲时中性轴斜率与弯矩作用面的关系
z y cos sin 0 中性轴方程 Iy Iz z Iy tan tan y Iz
z


y
中性轴
当 I y I z 时, 说明载荷作用面与中性层不垂直 当 Iy Iz 时
1 3 2
对应第四强度理论
1 1 2 2 2 3 2 3 1 2 3 2


复杂应力状态危险点单元体的强度条件:
ri [ ]
ri

第11章 组合变形精选全文

第11章 组合变形精选全文

F
Fe
FN=aF
aM
b
ca P
b
bM y2 yc
a
F
aM
F A
Feyc Iz
1400103 1.8105 106
1400103 0.7 0.2 8.0109 1012
32.3MPa [t ] 35MPa
b
F
bM
F A
Fey2 Iz
1400103 1.8105 106
1400103 0.7 0.5 8.0109 1012
[例11-3-1] 最大吊重为 P=20kN的简易吊车,如图所
示择D,工A字B梁为型工号字。A3钢梁,许用X应A Y力A [σ]=10T0MPa,Ty 试选
A
Tx C
B
F
A
30° C B
FN
2m
1m F
_ 52kN
20kN·m
解:(1)选工字梁为研究对
象受力如图所示:
M
-
MA 0 : T 2sin 30 3F 0
cos
Fz—变形量(挠度):
z
Fzl 3 3EI y
Fl 3 3EI y
sin
ωz
αz
则,F引起的总变形量为:
φ
2 y
z2
ω
F
ωyy
且tan z Iz tan tan
中性轴
y Iy
15
tan Iz tan tan
可见:
Iy
(1)对于矩形、工字形一类的截面 ,Iy ≠Iz,则 α = β ≠ φ ,这表示挠
=
+
31
F M
F
M
A
=
A
A

45-48-第09章-组合变形--王亲猛课件资料

45-48-第09章-组合变形--王亲猛课件资料

y
应力分布图
s
s
应力: s FN
A
s M max
Wz
叠加:同向应力相加,反向相减
即可得出杆上最大拉、压应力。
(4)强度条件:
s max
s
s max
s
8
例9-1 起重机的横梁用25a号工字钢制成如图,梁长 l 4m,拉杆与横梁夹角 为30,电葫芦自重为 4k,N最大起吊重量为 20k,N许用应力为 [s ] 100MPa
300 500
500
解: (1)外力分析
5kN
d
A
C
B
D
2kN 5kN
2kN
力学简图
1.5kNm 7kN z
1.5kNm
建立坐标系 x
5kN
5kN 7kN
y
22
1.5kNm 7kN z 1.5kNm
5kN y
MT
12kN 1.5kNm
y 5kN 12.5k
N
Mz
z
1.5kNm
7kN
12kN 2.25kNm
A F
m1=Fr1 A
F F、P 使轴弯曲
m1、m2 使轴受扭
C
E
B
P
m2=Pr2 E
B
C
P
弯扭组合
(Combination of bending and torsion)
4
9.1 组合变形概述 (Summary)
讨论组合变形强度问题的基本思路 由于材料力学讨论线弹性、小变形,各载荷的
(1)将外力作局用部相等互效独变立换,(互分不解影或响平。移因)此并在分计组算:反使力每、一内组力 只产生力一、种应基力本、变变形形;时都可以应用叠加原理。

(整理)题10-组合变形

(整理)题10-组合变形

组合变形1. 偏心压缩杆,截面的中性轴与外力作用点位于截面形心的两侧,则外力作用点到形心的距离e 和中性轴到形心的距离d 之间的关系有四种答案:(A) e d =; (B) e d >; (C) e 越小,d 越大; (D) e 越大,d 越大。

答:C2. 三种受压杆件如图所示,杆1、杆2与杆3中的最大压应力(绝对值)分别为max1σ、max 2σ和max 3σ,现有下列四种答案:(A)max1max 2max 3σσσ==; (B)max1max 2max 3σσσ>=; (C)max 2max1max 3σσσ>=; (D)max1max3σσσ<=max2。

答:C3.重合)。

立柱受沿图示a-a(A)斜弯曲与轴向压缩的组合; (B)平面弯曲与轴向压缩的组合; (C)斜弯曲; (D)平面弯曲。

答:B4. (A) A 点; (B) B 点; (C) C 点; (D) D 点。

答:C5. 图示矩形截面拉杆,中间开有深度为/2h 的缺口,与不开口的拉杆相比,开口处最大正应力将是不开口杆的 倍: (A) 2倍; (B) 4倍; (C) 8倍; (D) 16倍。

答:C6. 三种受压杆件如图所示,杆1、杆2与杆3中的最大压应力(绝对值)分别为max1σ、max 2σ和max 3σ,现有下列四种答案:(A)max1max 2max3σσσ<<; (B)max1max 2max3σσσ<=; (C)max1max3max 2σσσ<<; (D)max1max 3max 2σσσ=<。

答:C7. 正方形等截面立柱,受纵向压力F移至B 时,柱内最大压应力的比值max maxA B σσ(A) 1:2; (B) 2:5; (C) 4:7; (D) 5:2。

答:C8. 图示矩形截面偏心受压杆,其变形有下列四种答案:(A)轴向压缩和平面弯曲的组合; (B)轴向压缩、平面弯曲和扭转的组合; (C)缩和斜弯曲的组合;(D)轴向压缩、斜弯曲和扭转的组合。

组合变形练习题

组合变形练习题

组合变形练习题一、选择1、应用叠加原理旳前提条件是:。

A:线弹性构件;B:小变形杆件;C:线弹性、小变形杆件;D:线弹性、小变形、直杆;2、平板上边切h/5,在下边相应切去h/5,平板旳强度。

A:减少一半; B:减少不到一半;C:不变; D:提高了;3、AB杆旳A处靠在光滑旳墙上,B端铰支,在自重作用下发生变形,AB杆发生变形。

A:平面弯曲B:斜弯;C:拉弯组合; D:压弯组合;4、简支梁受力如图:梁上。

A:AC段发生弯曲变形、CB段发生拉弯组合变形B:AC段发生压弯组合变形、CB段发生弯曲变形C:两段只发生弯曲变形D:AC段发生压弯组合、CB段发生拉弯组合变形5、图示中铸铁制成旳压力机立柱旳截面中,最合理旳是。

6、矩形截面悬臂梁受力如图,P2作用在梁旳中间截面处,悬臂梁根部截面上旳最大应力为: 。

A:σmax=(My2+M z2)1/2/WﻩﻩﻩB:σmax=M y/W y+MZ/WZC:σmax=P1/A+P2/A ﻩﻩﻩD:σmax=P1/W y+P2/W z7、塑性材料制成旳圆截面杆件上承受轴向拉力、弯矩和扭矩旳联合伙用,其强度条件是。

A:σr3=N/A+M/W≤|σ| B:σr3=N/A+(M2+T2)1/2/W≤|σ|C:σr3=[(N/A+M/W)2+(T/W)2]1/2≤|σ|D:σr3=[(N/A)2+(M/W)2+(T/W)2]1/2≤|σ|8、方形截面等直杆,抗弯模量为W,承受弯矩M,扭矩T,A点处正应力为σ,剪应力为τ,材料为一般碳钢,其强度条件为: 。

A:σ≤|σ|, τ≤|τ| ;B: (M2+T2)1/2/W≤|σ| ;C:(M2+0.75T2)1/2/W≤|σ|; D:(σ2+4τ2)1/2≤|σ| ;9、圆轴受力如图。

该轴旳变形为:A:AC段发生扭转变形,CB段发生弯曲变形B:AC段发生扭转变形,CB段发生弯扭组合变形C:AC段发生弯扭组合变形,CB段发生弯曲变形D:AC、CB均发生弯扭组合变形二、填空1、图示构造中,m-m面发生变形。

(整理)题9组合变形

(整理)题9组合变形

(整理)题9组合变形组合变形1. 偏⼼压缩杆,截⾯的中性轴与外⼒作⽤点位于截⾯形⼼的两侧,则外⼒作⽤点到形⼼的距离e 和中性轴到形⼼的距离d 之间的关系有四种答案: (A) d e =; (B) d e >; (C) e 越⼩,d 越⼤; (D) e 越⼤,d 越⼤。

答:C2. 三种受压杆件如图所⽰,杆1、杆2与杆3中的最⼤压应⼒(绝对值)分别为1m ax σ、2m ax σ和3m ax σ,现有下列四种答案: (A)3max 2max 1max σσσ==; (B)3max 2max 1max σσσ=>; (C)3max 1max 2max σσσ=>; (D)3max 1max σσσ=3.形形⼼重合)。

⽴柱受沿图⽰a-a (A) 斜弯曲与轴向压缩的组合; (B)平⾯弯曲与轴向压缩的组合; (C) 斜弯曲; (D)平⾯弯曲。

答:B4. 铸铁构件受⼒如图所⽰,种答案:(A) A 点; (B) B 点; (C) C 点; (D) D 点。

答:C5. 图⽰矩形截⾯拉杆,中间开有深度为2h的缺⼝,与不开⼝的拉杆相⽐,开⼝处最⼤正应⼒将是不开⼝杆的倍:(A) 2倍; (B) 4倍; (C) 8倍; (D) 16倍。

答:C6. 三种受压杆件如图所⽰,杆1、杆2与杆3中的最⼤压应⼒(绝对值)分别为1m ax σ、2m ax σ和3m ax σ(A)max32max 1max σσσ<<; (B)3max 2max max1σσσ=<; (C)2max max3max1σσσ<<; (D)2max 3max 1max σσσ<=。

答:C7. 正⽅形等截⾯⽴柱,受纵向压⼒F 作⽤。

当⼒F 作⽤点由A 移⾄B 时,柱内最⼤压应⼒的⽐值maxB A σσ有四种答案:(A) 1:2; (B) 2:5; (C) 4:7; (D) 5:2。

答:C8. 图⽰矩形截⾯偏⼼受压杆,其变形有下列四种答案: (A) 轴向压缩和平⾯弯曲的组合; (B)轴向压缩、平⾯弯曲和扭转的组合; (C)缩和斜弯曲的组合;(D)轴向压缩、斜弯曲和扭转的组合。

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组合变形1. 偏心压缩杆,截面的中性轴与外力作用点位于截面形心的两侧,则外力作用点到形心的距离e 和中性轴到形心的距离d 之间的关系有四种答案: (A) d e =; (B) d e >; (C) e 越小,d 越大; (D) e 越大,d 越大。

答:C2. 三种受压杆件如图所示,杆1、杆2与杆3中的最大压应力(绝对值)分别为1m ax σ、2m ax σ和3m ax σ,现有下列四种答案: (A)3max 2max 1max σσσ==; (B)3max 2max 1max σσσ=>; (C)3max 1max 2max σσσ=>; (D)3max 1max σσσ=<max2。

答:C3.形形心重合)。

立柱受沿图示a-a (A) 斜弯曲与轴向压缩的组合; (B)平面弯曲与轴向压缩的组合; (C) 斜弯曲; (D)平面弯曲。

答:B4. 铸铁构件受力如图所示,种答案:(A) A 点; (B) B 点; (C) C 点; (D) D 点。

答:C5. 图示矩形截面拉杆,中间开有深度为2h的缺口,与不开口的拉杆相比,开口处最大正应力将是不开口杆的 倍:(A) 2倍; (B) 4倍; (C) 8倍; (D) 16倍。

答:C6. 三种受压杆件如图所示,杆1、杆2与杆3中的最大压应力(绝对值)分别为1m ax σ、2m ax σ和3m ax σ(A)max32max 1max σσσ<<; (B)3max 2max max1σσσ=<; (C)2max max3max1σσσ<<; (D)2max 3max 1max σσσ<=。

答:C7. 正方形等截面立柱,受纵向压力F 作用。

当力F 作用点由A 移至B 时,柱内最大压应力的比值maxmaxB A σσ有四种答案:(A) 1:2; (B) 2:5; (C) 4:7; (D) 5:2。

答:C8. 图示矩形截面偏心受压杆,其变形有下列四种答案: (A) 轴向压缩和平面弯曲的组合; (B)轴向压缩、平面弯曲和扭转的组合; (C)缩和斜弯曲的组合;(D)轴向压缩、斜弯曲和扭转的组合。

答:C9. 矩形截面梁的高度mm 100=h ,跨度m 1=l 。

梁中点承受集中力F ,两端受力kN 301=F ,三力均作用在纵向对称面内,mm 40=a 。

若跨中横截面的最大正应力与最小正应力之比为35。

试求F解:偏心距mm 102=-=a he跨中截面轴力 1N F F =跨中截面弯矩e F Fl M 1max 4-=(正弯矩),或 41m a x Fle F M -=(负弯矩) 则356464211211minmax=---+=bh e F Fl bhF bh e F FlbhF σσ,得kN 7.1=F或356464211211minmax=---+=bh Fl e F bhF bhFl e F bhF σσ,得kN 7.0=F12. 图示混凝土坝,坝高m 2=l ,在混凝土坝的右侧整个面积上作用着静水压力,水的质量密度331kg/m 10=ρ,混凝土的质量密度332kg/m 102.2⨯=ρ。

试求坝解由 13. 解14. 答15.16.p20. 图示水平直角折杆受铅直力F 作用。

圆轴AB 的直径mm 100=d ,mm 400=a ,GPa 200=E ,25.0=ν。

在截面D 顶点K 处,测得轴向线应变401075.2-⨯=ε。

试求该折杆危险点的相当应力3r σ。

解又=σσ21. ][=σ解 σ22. 1=z F 解T 由4r σ23. ][=σ解由3r σ24. 解由 w C 得 F C 25. 102=F 解M =T 由4r σ=26. 6=F 拉应力[(1)(2)(3)解:(1)(2)(3)=σ=τ1σt 11r σ27. 悬臂梁AB 的横截面为等边三角形,形心在C 点,承受均布载荷q ,其作用方向及位置如图所示,该梁的变形有四种答案: (A)平面弯曲; (B)斜弯曲; (C)纯弯曲; (D)弯扭组合。

答:A28. 开口薄壁管一端固定一端自由,自由端受集中力F梁的横截面和力F 的作用线如图所示,C 为横截面形心,该梁的变形有四种答案:(A)平面弯曲; (B)斜弯曲; (C)平面弯曲+扭转;(D)斜弯曲+扭转。

答:D29. 悬臂梁的自由端受垂直于梁轴线的力F 作用,力作用方向与梁横截面形状分别如图所示,则图(a)的变形为___________________; 图(b)的变形为___________________; 图(c)的变形为___________________。

答:斜弯曲;平面弯曲;斜弯曲+扭转30. 按照第三强度理论,图示杆的强度条件表达式有四种答案: (A)][)(4)(2p2σ≤++W TW M A F z ; (B)][p σ≤++W T W M A F z ; (C)][)()(2p2σ≤++W TW M A F z ; (D)][)(4)(2p2σ≤++W T W M A F z 。

答:D31. 图示水平的直角刚架ABC ,各杆横截面直径均为cm 6=d ,cm 40=l ,cm 30=a ,自由端受三个分别平行于x 的力作用,材料的许用应力120][=σ第三强度理论确定许用载荷[F ]。

解:截面A 处, F F 3N =, F T 6.0=, M 由][4223r στσσ≤+=x x,得17.2≤F (c)(b)正方形(a)x截面由σ则32. 解:33.34. 图示圆杆的直径mm 200=d ,两端承MPa 102003⨯=E ,3.0=ν,MPa 170][=σ445103-⨯=ε解:杆表面点K 处 MPa 20π42==d Fx σ利用斜截面的应力公式与广义胡克定律得νεσντ+--=12/)1(45E x x则][MPa 4.913224r στσσ<=+=,满足强度条件。

35. 图示圆截面钢杆的直径mm 20=d ,承受轴向力F ,力偶m N 801e ⋅=M ,m N 1002e ⋅=M ,MPa 170][=σ。

试用第四强度理论确定许用力[F ]。

解:横截面外圆周上的点31e 2π32π4d M d F +=σ,32e π16d M =τ。

由][3224r στσσ≤+=,得kN 6.8=F 。

36. 图示圆杆的直径mm 100=d ,长度m 1=l 2F 、3F ,kN 1201=F ,kN 502=F ,603=F 度理论校核杆的强度。

解:危险截面在固定端处22321]2)([)2(l F F d F M -+=,23d F T = MPa 1341=+=zW M A F σ,3.15p ==W Tτ则][MPa 4.1374223r στσσ<=+=37. 梁的斜弯曲是两个互相垂直平面内最主要的特点是______________________________。

答:平面弯曲;挠曲面与弯矩作用面不重合38. 矩形截面梁产生斜弯曲,某横截面尺寸与弯矩矢量方向如图所示,则中性轴与z 轴所成的角度为________________。

答:︒=87.828arctan39. 边长为a 的正方形截面梁产生拉弯组合变形,内力关系为12N aF M M z y ==,则中性轴与z 轴所成的角度为_______,截面形心到中性轴的距离为_______。

答:45°;2a40. 画出图示空心截面的截面核心的大致形状。

答:41. 画出图示正六边形截面的截面核心的大致形状。

答:42. 画出图示T 形截面的截面核心的大致形状。

答:43. 边长为a 的正方形截面,其截面核心的边界为______________形,顶点到正方形形心的距离为________________。

答:正方;6a44. 图示截面外边界为矩形,内边界为边长a 的正方形,其截面核心的边界为_______形,在z 轴上的截距为_______。

答:菱;a 602345. 等边三角形截面的截面核心的边界为_______________形,核心边界的某个顶点和三角形截面形心的连线与该顶点对应的中性轴所成的角度为__________。

答:等边三角;90°46. 圆截面杆受弯矩M 与扭矩T 作用产生弯扭组合变形,T M =。

横截面上全应力值相等的点位于______________线上。

答:椭圆47. 圆截面杆受弯矩M 与扭矩T 作用产生弯扭组合变形,T M =。

按最大切应力强度理论,横截面上相当应力值相等的点位于______________线上。

答:椭圆48. 矩形截面直杆发生扭转与弯曲组合变形,按照最大切应力强度理论,横截面上角点的相当应力有四种答案:(A)σσ=3r ; (B)τσ23r =; (C)223r τσσ+=; (D)223r 3τσσ+=。

(σ、τ分别表示该点处非零的正应力与切应力大小) 答:A49. 圆截面直杆,轴向拉伸时轴线的伸长量为1ΔL ,偏心拉伸时轴线的伸长量为2ΔL ,设两种情况的作用力相同,两个伸长量的关系有四种答案:(A)21ΔΔL L >; (B)21ΔΔL L <;(C)21ΔΔL L =; (D)不确定。

答:C50. 偏心拉伸直杆中的最大拉应力必大于最大压应力。

该论断正确与否?( ) 答:非。

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