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1、材料力学第2版答案第二章轴向拉伸和压缩2-1试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。解：；解：；解：；。(d)解：。2-2一打入地基内的木桩如图所示，沿杆轴单位长度的摩擦力为f=kx2，试作木桩的轴力图。解：由题意可得：?Fdx=F,有1/3kl3=F,k=3F/l3lFN=?3Fx2/l3dx=F(x1/l)3x12-3石砌桥墩的墩身高l=10m，其横截面面尺寸如图所示。荷载F=1000KN，材料的密度=103kg/m3，试求墩身底部横截面上的压应力。解：墩身底面的轴力为：N?(F?G)?F?Al?g2-3图?1000?(3?2?12)?10?(kN)墩身底面积：A?(3?2?
2、12)?(m2)因为墩为轴向压缩构件，所以其底面上的正应力均匀分布。?N?2-4图示一混合屋架结构的计算简图。屋架的上弦用钢筋混凝土制成。下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成，其截面均为两个75mm8mm的等边角钢。已知屋面承受集度为均布荷载。试求拉杆AE和EG横截面上的应力。的竖直解：1）求内力取I-I分离体=得取节点E为分离体，故(转载于:写论文网:材料力学第2版答案)2）求应力758等边角钢的面积A=cm2(拉)2-5图示拉杆承受轴向拉力面的夹角，试求当其方向。解：，杆的横截面面积。如以表示斜截面与横截，30，45，60，90时各斜截面上的正应力和切应力，并用图表示2-6一木桩柱受力如图所
3、示。柱的横截面为边长200mm的正方形，材料可认为符合胡克定律，其弹性模量E=10GPa。如不计柱的自重，试求：作轴力图；各段柱横截面上的应力；各段柱的纵向线应变；柱的总变形。解：2-7图示圆锥形杆受轴向拉力作用，试求杆的伸长。解：取长度为dx截离体。则微元体的伸长量为：lFdxFFldxd(?l)?dx?，?l?0EA(x)E0A(x)EA(x)r?rd?d1dr?r1xx?1，?，r?21?x?r1?2l2l2r2?r1ld?d1dd?d1d?d?d1x?1)?du?2dxA(x)?2x?1?u2，d(22l22l2?2l22ld?ddx2ldu2l?221du?(?2)dx?du，A(x
4、)?(d1?d2)d2?d1?uu因此，lFFldx2Fldu?l?dx?(?)0EA(x)E0A(x)?E(d1?d2)?0u2ll?l?2Fl2Fl1?1?d?dd?E(d1?d2)?u?E(d?d)?0112?2x?1?2?2l?0?2Fl11?d?ddd1?E(d1?d2)?21l?1?22?2l?第二章轴向拉伸和压缩2-12-22-32-42-52-62-72-82-9下页2-1试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。解：；解：；解答超详细解：；。(d)解：。返回2-2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。若横截面面积上的应力。解：，试求各横截
5、面返回2-3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。解：返回2-4图示一混合屋架结构的计算简图。屋架的上弦用钢筋混凝土制成。下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成，其截面均为两个75mm8mm的等边角钢。已知屋面承受集度为应力。的竖直均布荷载。试求拉杆AE和EG横截面上的解：1）求内力取I-I分离体=得取节点E为分离体，故2）求应力758等边角钢的面积A=cm2(拉)返回2-5(2-6)图示拉杆承受轴向拉力，杆的横截面面积。如以表示斜截面与横截面的夹角，试求当，30，45，60，90时各斜截面上的正应力和切应力，并用图表示其方向。解：
6、材料力学_高教第二版_范钦珊_第9章习题答案第9章杆类构件的静力学设计91关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有如下结论：应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；应力不增加塑性变形很快增加，因而认为材料失效；应力不增加塑性变形很快增加，但不意味着材料失效。正确答案是92韧性材料应变硬化之后，材料的力学性能发生下列变化：屈服应力提高，弹性模量降低；屈服应力提高，韧性降低；屈服应力不变，弹性模量不变；屈服应力不变，韧性不变。正确答案是93关于条件屈服应力有如下论述：弹性应变为%时的应力值；总应变为%时的应力值；塑性应变为%时的应力值；弹性应变为时的应力值。
7、正确答案是94螺旋压紧装置如图所示。现已知工作所受的压紧力为F=4kN，旋紧螺栓螺纹的内径d1=，固定螺栓内径d2=。两根螺栓材料相同，其许用应力?=。试校核各螺栓之强度是否安全。(a)习题9-4图解：?MB?0，FA=2kN?Fy?0，FB=6kNFAXXXX?4?，安全。AA2?10?6d14F6000?4?B?B?，安全。AB2?6?10495现场施工中起重机吊环的每一侧臂AB和BC，均由两根矩形截面杆组成，连接处A、B、C均为铰链，如图所示。已知起重载荷FP=1200kN，每根矩形杆截面尺寸比例为b/h=，材料的许用应力?=。试设计矩形杆的截面尺寸b和h。解：由对称性得受力图?Fy?0
8、，4FNcos?FP?A?FN?习题9-5图2FFP?4cos?4?1200?1096023?105N2N960?420?h?FNF?N2?106?b?h=118mm，b=96图示结构中BC和AC都是圆截面直杆，直径均为d=20mm，材料都是Q235钢，其许用应力?=157MPa。试求该结构的许可载荷。解：?Fx?0，FB?2FA?Fy?0，FP?23FA?FB?FP?0221?FB2FB?d241?32FP?d?241?3?202?10?4?157?10624?由、得：习题9-6图?2(1?3)2(1?3)FA?d2?(a)224比较、式，得FP=kN讨论：习题中所给“有人说”的解法不对，因
9、为保持平衡时，两杆内应力并不是正好都同时达到许用应力。97图示汽缸内径D=560mm，内压p=，活塞杆直径d=100mm，所以用材料的屈服应力?s=300MPa。试：FP?1求活塞杆横截面上的正应力和工作安全系数；2若连接缸体与缸盖的螺栓直径d1=300mm，螺栓所用材料的许用应力?1=60MPa，求所需的螺栓数。解：1?(D2?d2)pd24?4?300?s?D2?d2d2p?5602?10021002?(D2?d2)2F?p4n?Fd12?1?(D2?d2)pd12?1?(5602?1002)?30?602?14个习题9-7图498起重机结构简图如图所示，其中钢丝缆绳AB的横截面面积为50
10、0mm2，许用应力?=40MPa。试求起重机的许可起重W。解：DEABDE?ADsin?15?1022?10?MD?0FAB?DE?W?5W?习题9-8图FAB?5W?6?500?10?500?10?6?40?106?即：W=kN(a)99图示的杆系结构中杆1、2为木制，杆3、4为钢制。已知各杆的横截面面积和许用应力如下：杆1、2为A1=A2=4000mm2，?w=20MPa，杆3、4为A3=A4=800mm2，?s=120MPa。试求许可载荷FP。5FP344?Fx?0，F1?F3?FP5344图?Fx?0，F4?F3?FP535?Fy?0，F2?F3?FP3|F1|?|F2|解：图?Fy?
11、0，F3?习题9-9图|F1|?wA14FP?A1?w333FP?A1?w?4000?10?6?20?106?60kN44F3?F4P(a)FF3?sA35(b)FP?A3333FP?A3?120?106?800?10?6?55FP=kN910图示半径为R的长圆杆，材料为理想弹塑性材料，受轴向拉力FP作用。假定加载过程中杆横截面始终保持平面，杆的弹性模量自中心至周边呈线性变化，中心处的弹性模量为E0，周边处为。材料的屈服应力自中心至表面处均为?s。试求中心和表面开始屈服时的外加载荷。解：1中心开始屈服时：FF?s?P?P2ARFP?R2?s2表面开始屈服时：表面应力：?A?s1?s?s?(?s?s)?s?(1?)?(r)?习题9-10图中心应力：?0?FP?2rdr?(r)Rrr21?2?s?(1?)22RR1?2?s?(1?)?R2?sR911某种材料的试样，直径d=10mm，标距l0=100mm，由拉伸试验测得其拉伸曲线如图所示，其中d为断裂点。试：1求此材料的延伸率为多少？2由此材料制成的构件，承受拉力FP=40kN，若取安全因数ns=，求构件所需的横截面面积。解：1由题图d点：?l0?28mm故延伸率?l028?28%l01002由题图b点：d=10mm，Fs=20kNFs4Fs?Ad4F?1?PA1?s?即4Fsd2?FPA1
