《材料力学习题(7)第十二章 哈工业大材料力学本科生试卷和课后题目》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料力学习题(7)第十二章 哈工业大材料力学本科生试卷和课后题目（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、材料力学习题第 12 章12-1 一桅杆起重机，起重杆 AB 的横截面积如图所示。钢丝绳的横截面面积为 10mm2。起重杆与钢丝的许用力均为 MPa120，试校核二者的强度。习题 2-1 图 习题 12-2 图12-2 重物 F=130kN 悬挂在由两根圆杆组成的吊架上。AC 是钢杆，直径 d1=30mm，许用应力st=160MPa。BC 是铝杆，直径 d2= 40mm, 许用应力 al= 60MPa。已知 ABC 为正三角形，试校核吊架的强度。12-3 图示结构中，钢索 BC 由一组直径 d =2mm 的钢丝组成。若钢丝的许用应力 =160MPa,横梁AC 单位长度上受均匀分布载荷 q =3
2、0kN/m 作用，试求所需钢丝的根数 n。若将 AC 改用由两根等边角钢形成的组合杆，角钢的许用应力为 =160MPa，试选定所需角钢的型号。12-4 图示结构中 AC 为钢杆，横截面面积 A1=2cm2；BC 杆为铜杆，横截面面积 A2=3cm2。 st = 160MPa， cop = 100MPa，试求许用载荷 F。习题 12-3 图 习题 12-4 图12-5 图示结构，杆 AB 为 5 号槽钢，许用应力 = 160MPa，杆 BC 为 bh= 2 的矩形截面木杆，其截面尺寸为 b = 5cm, h = 10cm,许用应力 = 8MPa，承受载荷 F = 128kN，试求：（1）校核结构
3、强度；（2）若要求两杆的应力同时达到各自的许用应力，两杆的截面应取多大？习题 12-5 图 习题 12-6 图12-6 图示螺栓，拧紧时产生 l = 0.10mm 的轴向变形，试求预紧力 F，并校核螺栓强度。已知d1=8mm, d2=6.8mm, d3=7mm, l1=6mm, l2=29mm, l3=8mm; E=210GPa, =500MPa。12-7 图示传动轴的转速为 n=500r/min，主动轮 1 输入功率 P1=368kW，从动轮 2 和 3 分别输出功率P2=147kW 和 P3=221kW。已知=212MPa， =1/m, G =80GPa。（1）试按第四强度理论和刚度条件确
4、定 AB 段的直径 d1 和 BC 段的直径 d2。（2）若 AB 段和 BC 段选用同一直径，试确定直径 d。（3）主动轮和从动轮的位置如可以重新安排，试问怎样安排才比较合理？12-8 图示钢轴，d 1 = 4d2/3, M=1kNm，许用应力=160MPa， =0.5/m, G=80GPa，试按第三强度理论和刚度条件设计轴径 d1 与 d2。 习题 12-7 图 习题 12-8 图12-9 图示钢轴所受扭转力偶矩分别为 M1=0.8kNm，M 2=1.2kNm 及 M3=0.4kNm。已知：l1=0.3m,l2=0.7m, =100MPa, =0.25/m, G=80GPa。试按第三强度理
5、论和刚度条件求轴的直径。12-10 图示组合轴，套筒和芯轴借两端刚性平板牢固地连接在一起。设作用在刚性平板上的力矩M=2kNm，套筒和芯轴的切变模量分别为 G1=40GPa，G 2=80GPa。许用应力分别为 1=85MPa， 2=110MPa。试按第三强度理论分别校核套筒与芯轴的强度。习题 12-9 图 习题 12-10 图12-11 图示槽形截面悬臂梁， F=10kN, M=70kNm, t=35MPa, c=120MPa，试校核其强度。12-12 图示简支梁，由四 块 尺 寸 相 同 的 木 板 胶 合 而成，试校核其强度。已知：F =4kN, l = 400mm, b = 50mm,
6、h = 80mm,板的许用应力 =7MPa，胶缝的许用应力=5MPa。习题 12-11 图 习题 12-12 图12-13 图示外伸梁由 25a 工字钢制成，其跨度 l=6m, 全梁上受均布载荷 q 作用，为使支座处截面A、 B 上及跨度中央截面 C 上的最大正应力均为 140MPa，试求外伸部分的长度 a 及载荷集度 q。12-14 某四轮吊车之轨道为两工字形截面梁，设吊车重力 W=50kN，最大起重量 F=10kN，工字钢的许用应力为 = 160MPa， = 80MPa，试选择吊车梁的工字钢型号。习题 12-13 图 习题 12-14 图12-15 矩形截面简支梁由圆形木料制成，已知 F
7、= 5kN, a = 1.5m, = 10MPa。若要求在圆木中所截取的梁抗弯截面系数具有最大值，试确定此矩形截面 bh的值及所需木料的最小上径 d。习题 12-15 图12-16 如图所示支承楼板的木梁，其两端支承可视为铰支，跨度 l = 6m, 两木梁的间距 a = 1m,楼板受均布载荷 q=3.5kN/m2 的作用。若 = 100MPa, = 10MPa，木梁截面为矩形，b/h = 2/3，试选定其尺寸。习题 12-16 图12-17 图示为一承受纯弯曲的铸铁梁，其截面为形，材料的拉伸和压缩的许用应力之比 t/c=1/4,求水平翼板的合理宽度 b。12-18 图示轧辊轴直径 D = 28
8、0mm,l = 450mm, b = 100mm，轧辊材料的许用应力 = 100MPa。试根据轧辊轴的强度求轧辊能承受的最大轧制力 F（F = qb） 。习题 12-17 图 习题 12-18 图12-19 某操纵系统中的摇臂，右端所受的力 F1=8.5kN，截面 1-1 和 2-2 均为高宽比 h/b=3 的矩形，材料的许用应力 = 50MPa。试确定 1-1 及 2-2 两个横截面的尺寸。12-20 为了起吊 W = 300kN 的大型设备，采用一台 150kN 和一台 200kN 的吊车及一根辅助梁 AB，如图所示。已知钢材的许用应力 = 160MPa，l = 4m。试分析和计算：（1）
9、设备吊在 AB 的什么位置（以到 150kN 吊车的间距 a 表示） ，才能保证两台吊车都不会超载？（2）若以普通热轧工字型钢作为辅梁，确定工字钢型号。习题 12-19 图 习题 12-20 图12-21 图示结构中， ABC 为 No 10 普通热轧工字型钢梁，钢梁在 A 处为铰链支承，B 处用圆截面钢杆悬吊。已知梁与杆的许用应力均为 = 160MPa。试求：（1）许可分布载荷集度 q；（2）圆杆直径 d。习题 12-21 图12-22 组合梁如图所示，已知 q = 40kN/m, F = 48kN，梁材料的许用应力 = 160MPa。试根据形变应变能强度理论对梁的强度作全面校核。习题 12
10、-22 图12-23 梁受 力 如 图 所 示 ， 已 知 F = 1.6kN, d = 32mm, E = 200GPa。若要求加 力 点 的 挠 度 不 大 于 许 用挠 度 v = 0.05mm，试校核梁的刚度。习题 12-23 图12-24 一端外伸的轴在飞轮重力作用下发生变形，已知飞轮重 W = 20kN，轴材料的 E = 200GPa。轴承 B 处的许用转角 = 0.5。试设计轴径 d。习题 12-24 图12-25 简易桥式起重机的最大载荷 F = 20kN，起重机梁为 32a 工字钢，E = 210GPa, l = 8.76m，规定许用挠度v = l/500。试校核梁的刚度。1
11、2-26 图示承受均布载荷的简支梁由两根竖向放置普通槽钢组成。已知 q = 10kN/m, l = 4m，材料的 = 100MPa，许用挠度v = l/1000, E = 200GPa。试确定槽钢型号。习题 12-25 图 习题 12-26 图12-27 图示三根压杆，它们的最小横截面面积相等，材料相同，许用应力 = 120MPa，试校核三杆的强度。12-28 矩形截面杆在自由端承受位于纵向对称面内的纵向载荷 F，若已知 F = 60kN，试求：（1）横截面上点 A 的正应力取最小值的截面高度 h；（2）在上述 h 值下点 B 的正应力值。习题 12-27 图 习题 12-28 图12-29
12、已知木质简支梁，横截面为矩形，l = 1m, h = 200mm, b = 100mm。受力情况如图所示，F = 4kN。 = 20MPa。校核强度。12-30 有一用 10 号工字钢制造的悬臂梁，长度为 l，端面处承受通过截面形心且与 z 轴夹角为 的集中力 F 作用。试求当 为何值时，截面上危险点的应力值为最大。习题 12-29 图 习题 12-30 图 12-31 两槽钢一端固定，另一端装一定滑轮，拉力 F 可通过定滑轮与拉力为 40kN 的 W 力平衡，构件的主要尺寸见图， = 80MPa，试选择适当的槽钢型号。12-32 由三根木条胶合而成的悬臂梁的如图所示，跨长 l = 1m，若胶
13、合面上的许用切应力为0.34MPa，木材的许用弯曲正应力为 = 10MPa，许用切应力 = 1MPa，试求许可载荷 F。习题 12-31 图 习题 12-32 图12-33 手摇式提升机如图所示，最大提升力为 W = 1kN，提升机轴的许用应力 = 80MPa。试按第三及第四强度理论设计轴的直径。12-34 图示一齿轮传动轴，齿轮 A 上作用铅垂力 F1 = 5kN，齿轮 B 上作用水平方向力 F2 = 10kN。若 = 100MPa，齿轮 A 的直径为 300mm，齿轮 B 的直径为 150mm，试用第四强度理论计算轴的直径。习题 12-33 图 习题 12-34 图12-35 电动机功率
14、P = 9kW，转速 n = 715rpm，皮带轮直径 D = 250mm，电动机轴外伸长度 l = 120mm，轴的直径 d = 40mm, 轴材料的许用应力 = 60MPa。试按最大切应力理论校核轴的强度。习题 12-35 图12-36 图示传动轴，传递的功率 P = 7kW，转速 n = 200rpm。齿轮 A 上作用的力 F 与水平切线夹角20（即压力角） 。皮带轮 B 上的拉力 F1 和 F2 为水平方向，且 F1 = 2F2。若轴的 = 80MPa，试对下列两种情况，按最大切应力理论设计轴的直径。（1）忽略皮带轮的重力 W。（2）考虑皮带轮的自重 W = 1.8kN。习题 12-36 图12-37 圆截面等直杆受横向力 F 和绕轴线的外力偶 M 作用。由实验测得杆表面 A 点处沿轴线方向的线应变401o，杆表面 B 点处沿与母线成 45方向的线应变445107.3o。并知杆的抗弯截面系数 W = 6000mm3，弹性模量 E = 200GPa，泊松比 v = 0.25，许用应力 = 140MPa。试按第三
