材料力学复习题(答案)(4)

2020-02-22 14:27

Iy?1370cm4,Wy?152cm3) 解:对梁AC受力分析,

梁AC的变形为压弯组合变形,当集中力P作用在跨度中点时梁的跨度中点弯矩为最大值,危险截面为梁跨度中点截面。危险点为该危险截面的顶边上 静力学平衡方程为:

?MC?0,RA?3.5?sin30o?P?3.5?0.5

RA?P?40kN,RCx?RAcos30o?34.6kN,RCy?P?RAsin30o?20kN

梁的轴力为:FN??RCx??34.6kN

梁跨度中点的最大弯矩为:M?RCy?3.5?0.5?35kN.m 危险点的最大正应力为:

?maxFNM34.6?10335?103???????120MPa(压应力) ?4?6AWy2?29.3?102?152?10最大应力等于许用应力,梁满足强度要求。

??17、图示钢制悬臂梁,承受水平平面力F1和铅垂平面力F2作用,两力均垂直于AC杆,已知F1=800N,F2=1600N,l = 1m,h=60mm,b=30mm,许用应力[σ]=160MPa,试校对强度。

解:画出弯矩图(斜弯曲)

固定端截面为危险截面

Mymax?1600N.mMzmax?1600N.m

11W1??0.06?0.032,W2??0.03?0.062

66?max?MymaxW1?Mzmax1600?61600?6???266.67MPa????,不符合强度W20.06?0.0320.03?0.062要求。

18、如图所示,用直径d=80mm的实心圆杆制成水平放置的T形结构ABCD,A端固定,CD⊥AB,在C、D两处分别作用竖向力2F、F,已知[σ]=100MPa,试用第三强度理论确定许用载荷[F]。

解:危险截面在A处。

MA?4F?2F?6F,TA=1.5F,

?r3?22MA?TA32?WZ0.083?(6F)2?(1.5F)2?[?]

解得:F?0.812kN

压杆稳定

19、一根直径为160mm的圆形截面压杆,杆长为9m,两端为固定端约束。已知材料的弹性模量E=206Gpa,?P =100 ,a=577Mpa,b=3.74Mpa,计算该压杆的临界载荷。

d?l0.5?9解:??0.5,i??40mm,????112.5??p,细长杆

4i0.04?2E?2?206?109??0.162Pcr??crA?2?A???3.225MPa

?112.52420、实心圆截面压杆的直径D=40mm,长L=600mm,两端铰支,材料为Q235

钢,σp=200MPa,σs = 240 MPa,E=200Gpa,a=304MPa,b=1.12MPa,压杆受到的最大工作压力为Pmax=40kN,许用的安全系数为nst=10,试校核杆的稳定性。

?2E304?240?100,?2??57.1 解:????60 ?1??p1.12i40/4?L1?600?2????1(属于中长杆)

?cr?a?b??304?1.12?60?236.8MPa

n??cr?APmax236.8???402/4??7.44?nst 340?10 ∴不安全

21、圆截面压杆直径为d=160mm,长度为L1=5m,两端铰支,材料为Q235钢,σp=200MPa,σs=240MPa,E=200GPa, a=304MPa,b=1.12MPa,许用的安全系数为nst=10,试确定压杆的最大工作压力。

?2E304?240?100,?2??57.1,??1,i?40(mm) 解: ?1??p1.12??

?Li?125??1,所以该杆为大柔度杆

?2EPcr?2?A?2540(kN)

?n?Pcr2540??nst?10 PPp?254(kN)

22、已知压杆BD为20号槽钢,最小惯性半径为i=20.9mm,A=32.837cm2,材

料为A3钢,λ1=100,λ2=62,a=304Mpa,b=1.12,P=40kN,稳定安全系数

为nst=5,试校核BD杆的稳定性。 解:(1)研究杆AC的受力情况 01.5m0.5mM?0:1.5Fsin30?2P?0?A

C8 Ao?F?P?106.7kNB30P3

(2)研究BD杆的稳定性 μ=1,L=1500/cos300=1732mm D ???L?82.9,属于中长杆

XA 30oB YP AF

i?cr?a?b??211.1MPa Pcr??crA?693.2(kN) PcrF?693.2106.7?6.5?nst,安全


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