周建方版材料力学习题解答【第八章】

内容发布更新时间 : 2024/6/4 15:03:11星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

?2??1,所以,连杆将在xz平面内先失稳

对Q235钢,?s?61.6,?p?100

所以?s??2??p

由直线公式 ?cr?a?b?2?304?1.12?61.77?234.8MPa 所以 Fcr?σcr?A?234.8?10?6.47?106?3?1.52?106N

Fcr1.52?106工作安全系数 ncr???3.27 33465?10465?10

2.4m0.8mB1.8m图 8-728-44 图8-72所示为一简单拖架,其撑杆AB为圆截面木杆,若架上受集度为q?50kN/mA的均布载荷作用,AB两端为柱形铰,材料的许用应力[?]?11MPa,试求撑杆所需的直径d。

题8-44图 解:由CD杆平衡 ,

?MC?0, FBA?1.8?2.4?3.2?q?1.6?0 33.2?1.6?50?103?177.8KN 所以 FBA?1.8?2.4/3FBA177.8?103???????11?106 对AB杆,由强度条件 ??1212A?d?d44所以 d?0.143m 由稳定性要求 ??uFNl4l4?312?u?1?? iddd?12???20?? 当??80时,折减系数??1.02?0.55?d?100??????12??20??3F177.8?10??11?106 ??BA???????1.02?0.55?d12A?100??d??4??此时d无合理解。 当??80时,??223000?2?20.83d2

FBA177.8?103????20.83d2????20.83d2?11?106

12A?d4所以 d?0.177m

撑杆AB所需直径d至少为0.177m。

8-45 长为6m的压杆由两根槽钢组成(图8-73),两端铰支,承受工作压力F?400kN。设限定两槽钢腹板间距离为100mm。材料的许用应力[?]?160MPa,试选择合适的槽钢型号。

yz100解:由稳定性条件,

F???σ? A图 8-73题8-45图

因A, ?均是未知量,所以用试凑法确定压杆的截面。

400?103?322?5?10m?50cm先假定?=0.5,则A? 60.5?160?10选用2个16槽钢

A?2?25.15?50.30cm2,

Iz?2?934.5?1869cm4

Iy?283.4?25.15??5?1.75??2458cm4

2??imin?Iz1869??6.10cm A50.30??ulimin?1?6?98.36 ?26.10?10据此查表,得?=0.615 压杆许可压力,

A???σ??50.30?10?4?0.615?160?106?495?103N?495KN

远大于F?400KN,表示截面选取过大,应该减小

400?103再取?=0.6,则A??4.167?10?3m2?41.67cm2 60.6?160?10选用2个16a槽钢

A?2?21.95?43.9cm2,Iz?2?866.2?1732.4cm4 Iy?273.3?21.95??5?1.8??2176.5cm4

2??imin?Iz1732.4??6.28cm A43.9??ulimin?1?6?95.54 ?26.28?10据此查表,得?=0.633 压杆许可压力,

A???σ??43.9?10?4?0.633?160?106?444.6?103N?444.6KN

许可压力已接近压杆上的实际压力,所以选定2个16a槽钢。

8-46 在图8-74所示结构中,AB为圆形截面杆,直径d?80mm,A端固定,B端为球铰,BC为正方形截面杆,边长b?70mm,C端为球铰。AB及BC杆可以各自独立发生弯曲变形且互不影响,两杆的材料均为Q235钢。已知l?3m,稳定安全系数[ncr]?2.5。试求此结构的许可载荷F。

1.5lAdBlFCbb图 8-74 题8-46图 解:BC杆 ??ul312?1??148.5 ?3i70?10 对Q235钢,

?p?100,所以 ???p

由欧拉公式 ?cr?2E?2?200?109?2??89.5MPa 2?148.5Fcr??cr?A?89.5?106?70?10?3所以, BC杆许可载荷F???2?439KN

Fcr439??175.6KN ?ncr?2.5 AB 杆, ??ul1.5?3?0.7??157.5 i80?10?3/4 ???p?100 由欧拉公式?cr?2E?2?200?109?2??79.6MPa 2?157.56?3所以 Fcr??cr?A?79.6?10???40?10??2?400KN

400?160KN 2.5所以此结构许可载荷F?160KN

AB杆许可载荷F?

8-47 图8-75所示结构,用Q235钢制成。?s?280MPa,E?200GPa,AB梁为I16Ⅰ字钢,强度安全系数n?2。BC杆为直径d?40mm圆钢,稳定安全系数[ncr]?3。试求该结构的载荷。

FA0.5m0.5mC图 8-751.3m 题8-47图 解: 由AB梁的平衡,FA?FBC?对AB梁, MmaxF 2?FA?0.5?由强度条件 ?max?MmaxWFF?0.5? 24F?s280?1064 ??1773F???????6n2141?10 得,F?78.96KN 对BC杆, FN?FBC? ??uF?压? 2l4l4?1.3?u?1??130 id40?10?3 对Q235钢, ?p?100,所以

由欧拉公式,?cr???p

?2E?2?200?109?2??116.8MPa 2?130Fcr??cr?A??cr??20?10?3??2?146.8KN

FcrFcr146.8?103????ncr??3 由稳定性条件, ncr?FNF/2F/2 所以,F?97.87KN 所以此结构许可载荷F?78.96KN

8-48 试根据下列两种情况选用不同的强度理论,设计受扭薄壁圆筒的壁厚(图8-76)并进行比较。(1)材料为铸铁,许用拉、压应力之比为[?材料为Q235。

?]/[??]?0.25,??0.25;(2)

R?图 8-76

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