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1、工程力学C主观题第三次作业主观题22. 曲柄连杆机构的活塞上作用有力F=400N。如不计摩擦和所有构件的重量,问在曲柄OA上应加多大的力偶矩Me方能使机构在图示位置平衡？解：23. 试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力,并作轴力图。解：24. 试求图示等直杆横截面1-1,2-2和3-3上的轴力,并作轴力图。若横截面面积 ,试求各横截面上的应力。 25.试求图示阶梯状直杆横截面1-1,2-2和3-3上的轴力,并作轴力图。若横截面面积 ,并求各横截面上的应力。 26.简易起重设备的计算简图如图所示。已知斜杆AB用两根 不等边角钢组成,钢的许用应力。试问在提起重量为的重物时,斜杆AB是否满足强度
2、条件？27. 图a所示为左端固定而右端自由的轴向受力杆件。试求-、-、-横截面上的轴力,并作轴力图。 28. 一横截面为正方形的砖柱分上下两段,其受力情况、各段长度及横截面尺寸如图a所示。已知F=50kN,试求荷载引起的最大工作应力。 解：首先作柱的轴力图如图b所示。 由于此柱上下两段的横截面尺寸不同,故不能应用公式7-3计算柱的最大工作应力,必须利用公式7-2求出每段柱的横截面上的正应力,然后进行比较以确定全柱的最大工作应力。 、两段柱图a横截面上的正应力分别为29. 一横截面为矩形的钢制阶梯状直杆,其受力情况及各段长度如图 a所示。AD段和DB段的横截面面积为BC段横截面面积的两倍。矩形截
3、面的高度与宽度之比h / b = 1.4,材料的许用应力、= 160 MPa。试选择各段杆的横截面尺寸h和b。 解：首先作杆的轴力图如图b所示。 此杆为变截面杆,最大工作应力不一定出现在轴力最大的AD段横截面上。由于DB段的横截面面积与AD段相同,而轴力较小,故其工作应力一定小于AD段的。于是只需分别对AD段和BC段进行计算。 对于AD段,按强度条件要求其横截面面积AI为30. 有一三角架如图所示,其斜杆由两根80807等边角钢组成,横杆由两根10号槽钢组成,材料均为Q235钢,许用应力=120MPa。试求许用荷载F。 31. 图a所示为一阶梯形钢杆,AB段和BC段的横截面面积为A1=A2=5
4、00mm2,CD段的横截面面积为A3=200mm2。已知钢的弹性模量E=2.0105MPa。试求杆的纵向变形l。图中长度单位为mm。 解：此杆的轴力图如图b所示。由于各段杆的轴力和横截面面积不尽相同,故须分段利用拉压胡克定律求各段杆的纵向变形,它们的代数和才是整个杆的纵向变形l。32. 试作图示各杆的轴力图,并分别指出最大拉力和最大压力的值及其所在的横截面或这类横截面所在的区段。解： AB段：30kN,BC段：0 , CD段：-20 kN；AB段：10kN,BC段：-10 kN, CD段：20kN；AB段：0,BC段：10kN,CD段：15kN 33. 试判定图示杆系是静定的,还是超静定的；若
5、是超静定的,试确定其超静定次数,并写出求解杆系内力所需的位移相容条件不必具体求出内力。图中的水平杆是刚性杆,各杆的自重均不计。解：1次超静定34.35. 1最大切应力及两端截面间的相对扭转角；2图示截面上A,B,C三点处切应力的数值及方向；3C点处的切应变。36. 1最大切应力； 2截面A相对于截面C的扭转角。 37.38. 39. 一传动轴的计算简图如图a所示,作用于其上的外力偶之矩的大小分别是：MA=2kNm,MB=3.5 kNm,MC=1kNm,MD=0.5 kNm,转向如图。试作该传动轴的扭矩图。40. 一实心圆截面传动轴,其直径d=40mm,所传递的功率为30kW,转速n=1400r
6、/min。该轴由45号钢制成,许用切应力=40MPa,切变模量G=8104MPa,单位长度杆的许用扭转角= 1/m。试校核此轴的强度和刚度。 解：首先计算扭转力偶矩M。41. 传动轴如图a所示,其转速n=300 r/min,主动轮A输入的功率P1=500kW；若不计轴承摩擦所耗的功率,三个从动轮B、C、D输出的功率分别为P2=150kW,P3=150kW,P4=200kW。该轴是用45号钢制成的空心圆截面杆,其内外直径之比a=1/2。材料的许用切应力t=40MPa,其切变模量G=8104 MPa。单位长度杆的许用扭转角=0.3/m。试作轴的扭矩图,并按强度条件和刚度条件选择轴的直径。 42.
7、试作图示各杆的扭矩图,并指出最大扭矩的值及其所在的横截面或这些横截面所在的区段。解：Tmax=Me；Tmax=2 Me,在CD段；Tmax=3kNm,在DE段43. 直径50mm的钢圆轴,其横截面上的扭矩T=1.5kNm,试求横截面上的最大切应力。解： 44. 空心钢圆轴的外直径D=80mm,内直径d=62.5mm,外力偶之矩Me=10Nm。已知钢的切变模量G=8104MPa。 试作横截面上切应力的分布图； 试求最大切应力和单位长度扭转角。解：45.圆轴的直径d=50mm,转速为120r/min。若该轴横截面上的最大切应力等于60MPa,试问所传递的功率是多少？解： PkW=18.5kW EDUCATION /
