答案:(a)?FN?max=3kN ;(b)?FN?max=10kN ;(c)?FN?max=FP; (d)?FN?max=5kN ;(e)?FN?max=FP ;(a)?FN?max=2FP ; (a)?FN?max=FP+Al?g 。
2-3 桁架结构受力如图所示,其上所有杆的横截面均为20×50mm的矩形。试求杆CE和杆DE横截面上的正应力。
答案: ?CE=15MPa ,?DE=50MPa
2-4 图示正方形结构,各杆材料均为铸铁,拉伸许用应力为?? t? =50 MPa ,压缩许用应力为?? c? =60 MPa ,各杆横截面面积均为25 cm2 。试求此结构的许用荷载?Fp?值。
答案: ?FP?=150kN
2-5 图示气缸内径D=560mm ,内压p=2.5MPa ,活塞杆直径d=100mm ,所用材料的屈服应力? s =300MPa 。试:
(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为???1=60 MPa ,求所需的螺栓数。
答案:(1)?=75.9MPa ,n=3.95;(2)nˊ=14.1?16个
2-6 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=4000 mm2 ,???w =20 MPa ,杆3、4为A1=A2=4000 mm2,???s =120 MPa 。试求许可荷载?Fp?值。
答案:?FP?=57.6kN
2-7 图示为一高10 m的石砌桥墩,其横截面的两端为半圆形,尺寸如图示。已知轴心压力FP =1000 kN ,石料的密度?= 2347kg/m3,试求在桥墩底面上的压应力大小。
答案:?=-0.339MPa。
2-8 变截面直杆如图所示。已知A1=8cm2,A2=4cm2,E=200GPa 。求杆的总伸长量。
答案:?l=0.075mm。
2-9 设CF为刚体,BC为铜杆,DF为钢杆,两杆的横截面面积分别为A1和A2,弹性模量分别为E1和E2。如果要求CF始终保持水平位置,试求x 。
答案:x=(l l1E2A2)/(l1E2A2+l2E1A1)。
2-10 图示结构中,AB为水平放置的刚性杆,1、2、3杆材料相同,其弹性模量E=210GPa ,已知l=1m,A1=A2=100mm2,A3=150mm2 ,FP=20kN 。试求C点的水平位移和铅垂位移。
答案:?Cx=0.476mm ,?Cy=0.476mm。
2-11 图示圆锥形杆受轴向拉力作用,求此杆的伸长。
答案:?l=(4FPl)/(?Ed1d2)。
2-12 在图示结构中,AB为刚性杆,CD为由三号钢制造的斜拉杆。已知FP1=5kN ,FP2=10kN ,l=1m ,杆CD的截面积A=100mm2 ,钢的弹性模量E=200GPa 。试求杆CD的轴向变形和刚杆AB在端点B的铅垂位移。
答案:?lCD=2mm ,?By=5.65mm。
第三章 扭转
【重点难点】
(1)对于变扭矩、变截面的受扭圆轴应分段计算扭转角,再求和得总扭转角;此类轴的最大切应力不一定是在扭矩最大的横截面上。