《工程力学第二版(范钦珊唐静静著)高等教育出版社课后答案第10章组合受力与变形杆件的强度计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程力学第二版(范钦珊唐静静著)高等教育出版社课后答案第10章组合受力与变形杆件的强度计算（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第10章组合变形与变形杆件的强度计算10-1根据杆件横截面正应力分析过程，中性轴在什么情形下才会通过截而形心？试分析下列答案中哪一个是正确的。（A）姙=0或胚=0,耳h0:（B）My=Mz=0f忌工0;（C）My=Q9胚=0,凡hO;（D）M严0或胚工0,=0o正确答案是一D解：只要轴力0,则截而形心处其拉压正应力一定不为零，而其弯曲正应力一定为零,这样使其合正应力一定不为零，所以其中性轴一定不通过截而形心，所以答案选（D）。10-2关于中性轴位置，有以下几种论述，试判断哪一种是正确的。（A）中性轴不一定在截面内，但如果在截而内它一定通过形心；（B）中性轴只能在截而内并11必须通过截面形心；（
2、C）中性轴只能在截而内，但不一定通过截而形心；（D）中性轴不一定在截面内，而1L也不一定通过截而形心。正确答案是DQ解：中性轴上正应力必须为零。由上题结论中性轴不一定过截而形心：另外当轴力引起的拉（压）应力的绝对值大于弯矩引起的最大压（拉）应力的绝对值时，中性轴均不在截面内，所以答案选（D）。10-3图示悬臂梁中，集中力Fpi和Fp2分别作用在铅垂对称而和水平对称而内，并1L垂直于梁的轴线，如图所示。已知Fpi=16kN,Fp2=800N,Z=lm,许用应力同=160MPa。试确定以下两种情形下梁的横截面尺寸：1. 截而为矩形，h=2b；2. 截而为圆形。1截面为矩形Mr=甩x2Z=SOONx
3、2m=1600NmMz=I=1600Nxlm=1600Nm666x160。+竺翌勺sox”2b33x2.4豎“0356”356mmV160X1062.截面为圆形Mv=Fyi=1600Nxlm=1600NmM：=耳1x2Z=SOONx2m=1600NmM=M；+M；=a/16002+16002=2262.7Ninamax“LJ空竽亠160XTTd36t/32x2262.7d3/t-=0.0524m=52.4nunVnxl60xl0610-4旋转式起重机由工字梁脑及拉杆EC组成，A.B.C三处均可以简化为钱链约束。起重荷载Fp=22kN,Z=2nieC知b=100MPa。试：选择曲梁的工字钢的号码
4、。解.1.受力分析起重荷载位于曲梁中点时，梁处于危险状态。这时，梁承受弯曲与轴向圧缩的共同作用。=0,；xi+cx/sin30=0,氐=?；=22kN2曲梁在E点承受的轴向床缩力=ccos30=19052N0所以，选择No.16工字钢。22xlO3Nx2m4xl60xl06Pa=110x106m3=110cm32.强度设计靑先按照弯曲强度设讣，然后再对弯曲与床缩载荷共同作用时的强度进行校核。#No.16I】字钢的横截面而积与弯曲截面系数分別为:A=26.1cm2=26.1xlO4m2,W=141cm3=141xl06m3再校核弯曲与压缩载荷共同作用时的强度咕冬+胆AAW1905222xlQ3x
5、2_26.1x10+4xl41xl0-6=7.3xl06Pa+78xl06Pa=85.3MPa习題10-7图应变片M=Fpe习题10-8解图10-8承受偏心拉力的矩形截面杆如图所示。今用实验法测得杆左右两侧的纵向应变勺和乞。证明偏心距0与勺、5之间满足下列关系：解：1,2两处均为单向应力状态，其正应力分别为:1处：”2L+缪=空（1+竺）bxhbhbhh7111(a)(b)得2齐6e1-2_Ebhh_+s2歼hIbh由此得石一&he=x勺+6610-9图中所示为承受纵向荷载的人骨受力简图。试：1. 假定骨骼为实心圆截面，确定横截面上的应力分布；2. 假定骨骼中心部分(其直径为骨骼外直径的一半)
6、山海绵状骨质所组成，忽略海绵状承受应力的能力，确定横截面2占上的应力分布；#3确定1.2两种情形下，骨骼在横截面2上最大圧应力之比。解：1crNi=耳_445x1(/占71x26.7?=-0.795NIPaMz445x61x10-=14.526MPanx26.73xlO9#习题10-9解图cr二=14526-0.795=13.73MPa几=-14.526-0.795=-15.32MPa沿尹方向应力分布如图(C)所示，中性轴为445xlO6%唆=26八(26.7“-4x445x12=-o.795xi=-1.06MPanx2672(l-)3#Mz生=14.526X=15.494MPa匹2兀&一(J
7、)15cr囂=15.494-1.06=14.43MPab二=-15.494-1.06=-16.55NIPa二c为中性轴,沿y轴应力分布如图(d)615.32=0.92616.5510-10正方形截而杆一端固定，另一端口由，中间部分开有切槽。杆口由端受有平行于杆轴线的纵向力Fp。若己知Fp=lkN,杆各部分尺寸如图中所示。试求：杆内横截面上的最大正应力，并指出其作用位置。#解：X=5xl0xl06=50xl0m25x10-26-#=Wx52xl0.9=xl0m3-624%=lkNMv=1000x5xl03=5NmMz=1000x2.5xl03=2.5n-100052.5+50111224Jx06
8、=14014Pa#最大正应力作用位置位于中间开有切槽的横截而的左上角点力，如图（a）所示。10-11等截面钢轴如图所示。轴材料的许用应力a=60MPao若轴传递的功率N=25马力，转速w=12r/min,试解最大剪应力理论确定轴的直径。解：轴的受力与内力（忽略剪力）图如图所示。m=7.02=7.02=1.463kNmn12#m_1.463x2DJI0.4=7.32kN#=L463x2=5g5kNDJI0.5从内力图上可以看出Q以左截而为危险截而其上之弯矩和扭矩分别为+M：=J0.78-+0.244-=0.817kNniM、=1.463kNm应用最大剪应力理论#crr3=yj(J2+4r于是有d
9、332x1.676穴b=q龙60x10=00658m=65.8mm+M；+M；32.463+0.817r.#10-12手摇饺车的车轴曲如图所示。轴材料的许用应力切=80MPa。试按最大剪应力理论校核轴的强度。解：车轴受力简图与内力图如图所示。C左侧截而为危险截面，其上之弯矩和扭矩分别为M=100Nm,M、=75Nm忽略剪力。根据应力分布，久、E为危险点。久点应力状态如图所示，其中M32Mo=,W册WP7Td3应用最大剪应力理论，对于图示应力状态,其强度条件为yja2+4r2332x1.676刘6所以，车轴曲不安全。32=0658m=65.8mm龙60x10-3#!Fp=500N习题10-12图
10、D么400100M(Nm)习题10-12解图M.(Nm)10-13N032a普通热轧I字钢简支梁,受力如图所示。已知用尸60kN材料之6=160MPa试校核梁的强度。习題10-13图解：总弯矩最大值为460x44=60kNm#将其矢量向八Z轴分解得,其分量#Mrny3X=Mm3Xsin5=60sin5=5.23kNmMrmax=M喚cos5=60cos5=59.77kNm山型钢表査得N032aI】字钢My=70.76cm3M.=692.2an3梁内最大应力为Mg+523xl(T359.77xlO370.76xlO-6692.2x10“=73.9+86.4=160.3MPaa=160MPa但是不
11、超过5%,故可以认为是安全的。*10-14一圆截面悬臂梁如图所示，同时受到轴向力、横向力和扭转力矩的作用。#(1)试指出危险截而和危险点的位置。C)仙出危险点的应力状态。(3)按最大剪应力理论建立的下而两个强度条件哪一个正确?解：(1)危险截面在B处，其上之内力分量分别为习题10-14解图a方向如习题10-14解图a所示。根据上述内力分量引起的应力分布，危险点在a点。（2）危险点的应力状态如习题10-14解图b示，其中眞M.FpMa=+=+AWAWM、T=-確按照最大剪应力理论，其强度条件为03=a/o*2+4r3(j习题10-14解图b将67、厂表达式代入后，得故，所给的第二个表达式是正确的。第一个不正确。10-15承受内压的圆柱形薄壁容器，若已知内压p=l5MPa,平均直径D=lm,材解：按第三强度理论5齐討料为低碳钢，其许用应力7=100MPa,试按第三强度理论设计此容器的壁厚5。轻竺=竺啤=0.0075吩7.5mm2a2xl00xl0610-16薄壁圆柱形锅炉的平均直径为1250mm,最大内压为23个大气压（1大气压=O.IMPa）,在高温下工作时材料的屈服极限Q=1825MPa若规定安全系数为1.8,试按最大切应力理论设计锅炉的壁厚。解：在内压作用下，纵向和环向应力分别为q=g=23X0.1
