《材料力学习题答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料力学习题答案（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、.第二章 轴向拉伸与压缩 2-1 试求图示直杆横截面1-1、2-2、3-3上的轴力，并画出轴力图。 2-2 图示中部对称开槽直杆，试求横截面1-1和2-2上的正应力。解： 1轴力 由截面法可求得，杆各横截面上的轴力为 2应力 MPaMPa MPaMPa精品. 2-3 图示桅杆起重机，起重杆AB的横截面是外径为、内径为的圆环，钢丝绳BC的横截面面积为。试求起重杆AB和钢丝绳BC横截面上的应力。解： 1轴力 取节点B为研究对象，受力如图所示，： ： 由此解得： kN， kN 2应力 起重杆横截面上的应力为 MPaMPa 钢丝绳横截面上的应力为MPaMPa 2-4 图示由铜和钢两种材料组成的等直杆，
2、铜和钢的弹性模量分别为和。若杆的总伸长为，试求载荷F和杆横截面上的应力。钢铜解： 1横截面上的应力 由题意有 由此得到杆横截面上的应力为 MPaMPa 2载荷 NkN精品. 2-5 图示阶梯形钢杆，材料的弹性模量，试求杆横截面上的最大正应力和杆的总伸长。解： 1最大正应力 由于杆各横截面上的轴力相同，故杆横截面上的最大正应力发生在BC段的任一横截面上，即 2杆的总伸长 G 2-6 图示电子秤的传感器为一空心圆筒形结构，圆筒材料的弹性模量。在秤某一沿圆筒轴向作用的重物时，测得筒壁产生的轴向线应变。试求此重物的重量G。解：圆筒横截面上的轴力为 由胡克定律 精品.可以得到此重物的重量为 第三章 材料
3、的力学性质 拉压杆的强度计算 3-1 图示水压机，若两根立柱材料的许用应力为，试校核立柱的强度。解： 立柱横截面上的正应力为 所以立柱满足强度条件。 3-2 图示油缸盖与缸体采用6个螺栓连接。已知油缸内径，油压。若螺栓材料的许用应力，试求螺栓的内径。解： 由于内压的作用，油缸盖与缸体将有分开的趋势，依靠六个螺栓将它们固定在一起。 油缸盖受到的压力为 精品. 由于6个螺栓均匀分布，每个螺栓承受的轴向力为 由螺栓的强度条件 可得螺栓的直径应为 3-3 图示铰接结构由杆AB和AC组成，杆AC的长度为杆AB长度的两倍，横截面面积均为。两杆的材料相同，许用应力。试求结构的许用载荷。解：由： 可以得到：即
4、AC杆比AB杆危险，故 kN kN由： 可求得结构的许用载荷为 kN 3-4 承受轴力作用的等截面直杆，若任一截面上的切应力不超过，试求此杆的最小横截面面积。解：由切应力强度条件可以得到mm2mm2精品. 3-5 试求图示等直杆AB各段内的轴力。解： 为一次超静定问题。设支座反力分别为和 由截面法求得各段轴力分别为 ， 静力平衡方程为： 变形协调方程为 物理方程为 ， ， 由联立解得：，故各段的轴力分别为：，。 3-6 图示结构的横梁AB可视为刚体，杆1、2和3的横截面面积均为A，各杆的材料相同，许用应力为。试求许用载荷。解： 为一次超静定问题。精品. 由对称性可知，。 静力平衡条件： 变形协
5、调条件： 即 即 由解得： 由AD、BF杆强度条件，可得该结构的许用载荷为 3-7 图示铰接正方形结构，各杆的材料均为铸铁，其许用压应力与许用拉应力的比值为，各杆的横截面面积均为A。试求该结构的许用载荷。 解： B点受力如图(a)所示，由平衡条件可得： 由对称性可知，AD、BD、AC、BC四杆受拉，拉力均为，由拉杆的强度条件 可得 D点受力如图(b)所示，由平衡条件可得： CD杆受压，压力为，由压杆的强度条件 可得 由可得结构的许用载荷为。 3-8 图示横担结构，小车可在梁AC上移动。已知小车上作用的载荷，斜杆AB为圆截面钢杆，钢的许用应力精品.。若载荷F通过小车对梁AC的作用可简化为一集中力
6、，试确定斜杆AB的直径d。解： 由几何关系，有 取AC杆为研究对象： 由此可知：当时， 由 可得 3-9 图示联接销钉。已知，销钉的直径，材料的许用切应力。试校核销钉的剪切强度，若强度不够，应改用多大直径的销钉。解： 1校核销钉的剪切强度 MPaMPa 销钉的剪切强度不够。 2设计销钉的直径 由剪切强度条件，可得 mmmm 3-10 图示凸缘联轴节传递的力偶矩为，凸缘之间用四个对称分布在精品.圆周上的螺栓联接，螺栓的内径，螺栓材料的许用切应力。试校核螺栓的剪切强度。解： 设每个螺栓承受的剪力为，则由 可得 螺栓的切应力 MPaMPa 螺栓满足剪切强度条件。 3-11 图示矩形截面木拉杆的接头。
7、已知轴向拉力，截面的宽度，木材顺纹的许用挤压应力，顺纹的许用切应力。试求接头处所需的尺寸l和a。解：1 由挤压强度条件可得mmmm2 由剪切强度条件可得mmmm精品. 3-12 图示螺栓接头。已知，螺栓的许用切应力，许用挤压应力。试求螺栓所需的直径d。解：1 由螺栓的剪切强度条件可得mmmm2 由螺栓的挤压强度条件可得mmmm综合1、2，螺栓所需的直径为mm。 3-13 图示结构的AB杆为刚性杆，A处为铰接，AB杆由钢杆BE与铜杆CD吊起。已知CD杆的长度为，横截面面积为，铜的弹性模量；BE杆的长度为，横截面面积为，钢的弹性模量。试求CD杆和BE杆中的应力以及BE杆的伸长。解：为一次超静定问题
8、。 静力平衡条件： ： 变形协调方程：即： 即： 由解得： 各杆中的应力： 钢杆伸长： 精品. 3-14 由两种材料粘结成的阶梯形杆如图所示，上端固定，下端与地面留有空隙。铜杆的，；钢杆的，在两段交界处作用有力F。试求：(1) F为多大时空隙消失；(2) 当时，各段内的应力；(3) 当且温度再上升时，各段内的应力。钢铜 解： 1由可得 NkN 2当时，空隙已消失，并在下端产生支反力，如图所示，故为一次超静定问题。 (1) 静力平衡方程： 即 (2) 变形协调方程： 即： 即： 由解得： kN， kN MPaMPa MPaMPa 3当且温度再上升20时，仍为一次超静定问题，此时静力平衡方程仍为式
9、，而变形协调方程为即即： 由解得： kN， kN MPa MPa精品.第五章 梁的基础问题 5-1 试用截面法求图示梁中横截面上的剪力和弯矩。解：(a) 将梁从n-n横截面处截开，横截面的形心为O，取右半部分为研究对象，设n-n横截面上的剪力弯距方向如图所示。： ， ： ， (b) 对整个梁： ， 精品. 将梁从n-n横截面处截开，横截面的形心为O，取左半部分为研究对象，设n-n横截面上的剪力弯距方向如图所示。： ： 5-2 试用截面法求图示梁中1-1横截面和2-2横截面上的剪力和弯矩。设1-1横截面和2-2横截面无限接近于载荷作用位置。解：(a) 以整个梁为研究对象，求得支反力： 由截面法，分别以1-1横截面的左半部分和2-2横截面的右半部分为研究对象，求得： ， ， (b) 以整个梁为研究对象，求得支反力： ，由截面法，分别以1-1横截面的左半部分和2-2横截面的右半部分为研究对象，求得： ， ， 5-3 试写出图示梁的内力方程，并画出剪力图和弯矩图。(a)解： 1求支反力： ， ： ， 2列内力方程 精品. 3作内力图(b) 解： 1求支反力： ， ： ， 2列内力方程 3作内力图 5-4 试画出图示梁的剪力图和弯矩图。精品.
