工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版4-6习题答案-2019年文档 下载本文

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在截面在截面解得

5-8 解:最大应力发生在耳轴根处 解得 5-9解:(a)(b)

(d)(e)查表

(f)

5-10 解:此横梁为变截面梁,应校核C、D二截面的强度

(1)计算C、D二截面的弯矩 (2)计算惯性矩 (3)校核横梁强度

D截面处

C截面处

5-11 解:截面A处弯矩

截面A的上缘处, 截面A的下缘处, 得

5-13 试求题5-1中截面I-I上A、B、C、D各点处的切应力。 5-14 解: 由平衡条件可得 力强度条件。 得 5-17 解:

(1)求距离 x

, 再用杠杆的弯曲正应力强度条件及销钉的剪应

由 由

, ,

若使两台吊车都不致超载,就要求

(2)选择工字钢型号

当重量P在辅助梁的中点时弯矩最大如图(b)(c)。则 由弯矩正应力强度条件,

查表,选50.b号工字钢。 5-18 解: 提示,算出无幅梁和有幅梁二种情形得罪大弯矩,使前者除以1.3应等于后者。 得到

.

第六章

习题

6—1 用积分法求以下各梁的转角方程、挠曲线方程以及指定的转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。

6-2、用积分法求以下各梁的转角方程、挠曲线方程以及指定的转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。 6-3、用叠加法求图示各梁中指定截面的挠度和转角。已知梁的抗弯刚读EI为常数。

6-4阶梯形悬臂梁如图所示,AC段的惯性矩为CB段的二倍。用积分法求B端的转角以及挠度。 6-5一齿轮轴受力如图所示。已知:a=100mm,b=200mm,c=150mm,l=300mm;材料的弹性模量E=210Pa;轴在轴承处的许用转角[]

=0.005rad。近似的设全轴的直径均为d=60mm,试校核轴的刚度。

回答:

6-6一跨度为4m的简支梁,受均布载荷q=10Kn/m,集中载荷P=20Kn,梁由两个槽钢组成。设材料的许用应力[]=160Ma,梁的许 用挠度[]=不计。

6-7两端简支的输气管道,外径D=114mm。壁厚=4mm,单位长度重量q=106N/m,材料的弹性模量E=210Gpa。设管道的许用挠度

试确定管道的最大跨度。

。试选择槽钢的号码,并校核其刚度。梁的自重忽略

6-8 45a号工字钢的简支梁,跨长l=10m,材料的弹性模量E-210Gpa。若梁的最大挠度不得超过

,求梁所能承受的布满全梁的

最大均布载荷q。 6-9一直角拐如图所示,AB段横截面为圆形,BC 段为矩形,A段固定,B段为滑动轴承。C端作用一集中力P=60N。有关尺寸如

图所示。材料的弹性模量E=210Gpa,剪切弹性模量G=0.4E。试求C端的挠度。

提示:由于A端固定,B端为滑动轴承,所以BC杆可饶AB杆的轴线转动。C端挠度由二部分组成;(1)把BC杆当作悬臂梁,受 集中力P作用于C端产生的挠度转在C锻又产生了挠度 C端的挠度

,;(2)AB杆受扭

。最后,可得

6-10、以弹性元件作为测力装置的实验如图所示,通过测量BC梁中点的挠度来确定卡头A处作用的力P,已知

,

梁截面宽b=60mm,高h=40mm,材料的弹性模量E=210Gpa。试问当百

分表F指针转动一小格(1/100mm)时,载荷P增加多少? 6-11试求以下各梁的支反力,并做弯矩图。

由图可见有三个支反力,但在平面能够力系中,只可列出二个静力平衡方程,可知此梁是静不定梁问题。 (1)选取静定基,建立变形条件

假想解除多余约束C,选取静定基如图(b),变形条件为 (2)计算变形

(3) 建立补充方程,解出多余反力 利用变形条件,可得补充方程 算出中间支座的反力,

(4) 由平衡条件求其他支座反力

因为此梁的载荷和结构有对称性,可知 (5) 作弯矩图如图c)

在中间支座处

6-12加热炉内的水管横梁,支持在三个支点上,承受纵管传来的钢锭载荷。求A、B、C处的反力。并作横梁的弯矩图。

提示:横管简化成三支点的静不定梁。

6-13在车床加工工件,已知工件的弹性模量E=220GP a,试问(1)按图(a)方式加工时,因工件而引起的直径误差是多少?

(2)如在工件自由端加上顶尖 后,按车刀行至工作中点时考虑(b),这时因工件变形而引起的直径误差又是多少?(3)二 者误差的百分比如何?

提示:(a)情形可简化成在右端作用一集中力P的静定是悬臂梁,(b)情形可简化成左端固定右端简支的静不定梁,在中点作

用一集中力P。计算直径的误差时,应是所求得挠度的二倍。 6-14、悬臂梁AB因强度和刚度不足,用同材料同截面的一根短梁AC加固,如图所示。问(1)支座C处的反力

为多

少?(2)梁AB的最大弯矩和最大挠度要比没有梁 AC支撑时减少多少?

6-15、图示一铣床齿轮轴AB,已知传动功率

,n=230rpm,D轮为主动轮。若仅考虑齿轮切向力的影响,试求此 轴的弯矩图。

参考答案

6—1 解:(a)

挠曲线微分方程为: 积

分得 (1)

(2)

在固定端A,转角和挠度均应等于零,即:

当x=0时,

把边界条件代入(1),(2)得

C=0 D=0

再将所得积分常数

(3)

求B点处转角和挠度

x=l时代入(3),(4)

(b)任意截面上的弯矩为: 挠曲线的微分方程:

转速

4)