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1、第六章 杆件的强度设计练习题一、填空题：1.当梁的材料是钢时，应选用_与中性轴对称_ 的截面形状；若是铸铁，则应采用_与中性轴不对称_的截面形状。2.塑性材料的弯扭组合变形圆轴的强度条件为_。3.轮与轴的平键联接，已知轴径为d，传递力偶矩m。键材料许用剪应力，许用挤压应力bc，平键尺寸bhl，则该平键剪切强度条件为_， 挤压强度条件为_。4.下图所示木榫联结结构中，剪切面的面积为A= lb ，挤压面的面积为Abc= ab 。 5.图（a）所示杆件中，BC段是哪几种基本变形的组合： 弯曲、扭转 6.弯扭组合变形是指杆件在产生 弯曲 变形的 同时，还产生 扭转 变形。二、选择题1.横截面上最大弯曲
2、拉应力等于压应力的条件是_B_。 A、梁材料的拉、压强度相等 B、截面形状对称于中性轴 C、同时满足以上两条2.有一受偏心压力P的铸铁材料柱，偏心距为e，从强度考虑，以下方案哪个较为合理？（ D ）A、 应取偏心距尽可能大，使截面上只出现拉应力B、 应取偏心距尽可能小，使截面上只出现拉应力C、 应取偏心距尽可能大，使截面上只出现压应力D、 应取偏心距尽可能小，使截面上只出现压应力3. 矩形截面梁在横向力作用下发生平面弯曲时，同一横截面上最大正应力点和最大剪应力点的应力情况是（ B ）A、最大正应力点的剪应力一定为零，最大剪应力点的正应力不一定为零B、最大正应力点的剪应力一定为零，最大剪应力点的
3、正应力也一定为零C、最大剪应力点的正应力一定为零，最大正应力点的剪应力不一定为零 D、 最大正应力点的剪应力和最大剪应力点的正应力都不一定为零4. 图示矩形截面采用两种放置方式，从弯曲正应力强度观点，承载能力（b）是（a）的（ A ） A、2倍 4020(a)2040(b)B、4倍C、6倍 D、8倍5. 矩形截面梁受弯曲变形，如果梁横截面的高度增加一倍时，则梁内的最大正应力为原来的多少倍？梁的最大挠度为原来的多少倍？（ B ）A、正应力为1/2倍，挠度为1/4倍B、应力为1/4倍，挠度为1/8倍C、正应力和挠度均为1/4倍D、无法确定6.插销穿过水平放置的平板上的圆孔，在其下端受有拉力P，则插
4、销的剪切面积和挤压面积分别等于 B 。A、pdh、pD2 B、pdh、p(D2d2) C、pDh 、pD2 D、pDh、p(D2d2)7.图示结构中，拉杆剪切面形状是： D ，面积是： D ；挤压面形状是： C ，面积是： B 。 （形状：A、圆形， B、矩形，C、外方内圆平面， D、圆柱面。 面积：A、a2 ， B、a2- d2/4，C、ab， D、db。） 8.铸铁悬臂梁在自由端受到向下的集中力P作用，如图所示，在P和梁的跨度一定时，应选下列（ C ）截面形状较合理。 A、矩形截面梁； B、工字形截面梁；C、T字形截面梁； D、倒T字形截面梁。 9.提高梁的弯曲刚度的主要措施有： B、C、
5、E、F （多重选择）A、减小载荷； B、改善载荷作用情况； C、缩短梁的长度； D、选用优质材料； E、加大截面尺寸； F、增加约束。10.图示杆件在F的作用下，将产生组合变形，其危险点在 B （A点、B点），其强度条件是 A 。 A、; B、;C、; D、。三、计算题1.图示铸铁制外伸梁，截面为T形，受力如图，截面对形心轴Z的轴惯矩Iz=7.63*10(-6)m4。已知材料的许用拉应力+=30 MPa，许用压应力-=100MPa，试校核梁的正应力强度。 解：1、计算弯矩；C截面MC=+3kNm，B截面MB=-4kNm；2、校核梁的正应力强度；最大压应力在B截面最大拉应力在C截面所以，强度不够
6、。2.试校核电机轴的强度。已知： 解：1、扭矩T=外力偶矩 弯矩 2、校核强度强度足够。3.图示梁AD为工字钢，Wz=49103mm3。B点由钢制圆杆BC悬挂，已知圆杆直径d=30mm，梁和杆的许用应力均为=180Mpa。试求许可均布载荷q 。. 解：1、计算内力；圆杆轴力FN=2.25q，最大弯矩在B截面Mmax=0.5q。 2、按圆杆强度求许可载荷； 3、按梁的强度求许可载荷； 所以，许可载荷q=17.64kN/m。4.图示结构中的AB杆视为刚体，斜杆 CD为直径d20mm的圆形杆，许用应力160MPa。试求结构的许可载荷P 解：1、求斜杆内力； 解出FCD=2.02P。 2、求许可载荷P
7、 5.横截面为正方形（边长为a）的钢制梁AB，受力如图所示。已知a=50mm, L =1m，P=1500N，许用应力=160MPa。试校核AB梁的强度. 解：计算最大弯矩Mmax=1500Nm； 校核强度 所以强度足够。6.两杆用铰链连成支架，AB杆圆截面直径d1 =20mm，BC杆圆截面直径d2 =10mm，材料许用应力=140MPa，在铰接点B受垂直力F=10 kN。试校核两杆的强度。 解：，所以，两杆强度均足够。7.圆截面杆受集中力P和力偶m的作用，已知P=0.5kN，m=1.2kN.m，材料许用应力=120Mpa，力P的剪切作用略去不计，试用第三强度理论确定圆杆的直径d。 解： 8.拉
8、伸试样的夹头如图所示，已知试样尺寸d0=10mm，d=14mm，材料的许用切应力=80MPa， 许用挤压应力bc=250MPa。若试样拉断时的最大拉力Fmax=40kN，求（1）设计试样端部圆头尺寸D和h；（2）计算该拉伸试样的强度极限b。 解：（1）根据剪切强度和挤压强度列方程； ；解出：h=11.4mm，D=20mm。（2）拉伸试样的强度极限9.台钻受力F=20kN，铸铁立柱材料的许用应力 =40MPa，试设计立柱的直径d。解：先按弯曲强度设计，再进行拉弯组合强度校核； ，取d=130mm。 校核拉弯组合强度：10.简支梁跨度l=5m，全长受均布载荷q的作用 ，材料许用应力=120Mpa，
9、（1）试设计梁的截面尺寸。选用圆截面；（2）选用高宽比h/b=2/3的矩形截面。解：最大弯矩Mmax=1/8ql2=25kNm； （1） （2）11.图中所示为链条中的一环，已知直径d=40mm，拉力F = 10kN。A）试求环内的最大正应力max； B）若将圆环焊好，则链环横截面上的正应力是原来的百分之多少？ 解： A） B）12.传动轴直径d=40mm，许用应力=60Mpa，功率由B输入，P=15kW，A轮输出2/3P， C轮输出1/3P。传动轴转速n=500r/min。试校核该轴的扭转强度。 解：计算扭矩 校核强度13.图示销钉连接中，已知Fp=2kN，1=8mm，2=5mm，销钉的直径
10、d=6销钉的许用切应力=60MPa，许用挤压应力bs=200MPa。试校核销钉的剪切强度和挤压强度。解：剪切强度挤压强度14.用平键连接轴和手柄，键的尺寸bhl= 10836mm，轴径d=35mm，手柄长度l1=175mm，材料的许用切应力=60MPa，许用挤压应力=120MPa。试确定手柄端部作用力F的许可值。 解：计算键联结允许载荷F 剪切： 挤压： F的许可值：15.图示轮轴的电动机功率P=8kW，转速n=955r/min，带轮直径D=200mm，紧边拉力是松边拉力的两倍，材料许用应力=140MPa。试按第三强度理论设计轴的直径。 解：1、计算外力， 2、计算内力T=Me=80Nm，Mmax=30.8Ft/4=480Nm； 3、设计轴的直径； 。8
