附录：习题解答?3-43－4变截面轴受力如图所示，图中尺寸单位为mm。若已知Me1＝1765N·m，Me2＝1171N·m，材料的切变模量G＝80.4 GPa，试求：（1）轴内最大切应力，并指出其作用位置；（2）轴的最大相对扭转角?max。dABdMxAB?AB2?2?43.63MPa?AB?4?dABIPAB32dBCdMxBC?MxBC?BC2?2?47.76MPa?BC?4?dBCIPBC32MxAB?解：1.画出扭矩图2.轴内最大切应力Mx/N·m50?max??BC?47.76MPa（最大切应力发生在BC段）11712936x3.轴的最大相对扭转角MxABlAB??0.01084radG?IPABMl?BC?xBCBC??0.01187radG?IPBC?max??AB??BC??0.02271rad?AB?
附录：习题解答?3-53－5图示实心圆轴承受外加扭转力偶，其力偶矩Me=3 kN·m，图中尺寸单位为mm。试求：1. 轴横截面上的最大切应力；2. 轴横截面上半径r＝15mm以内部分承受的扭矩所占全部横截面上扭矩的百分比；3. 去掉r=15mm以内部分，横截面上的最大切应力增加的百分比。解：1.602.（解法1）MxMe3?103?max??3??70.7MPa3??0.06WP?d161644MMd?MxMMM?d??30???r?x?r4?x4?r??r?????6.25%?dr?ddxGIPIrIPMx?d??60?32322.（解法2）Mr1?MxMx1?Ar??dA???Mx?Mx??12?Mx?0??I?2??d?????M?IxP?P?r3.横截面上切应?max???max力增加的百分比?max为MxMx4?34330???D1???D??44?0.5160??1616??????6.67DMx1??41?0.515?30?1?3???D?60?16???r4?r4?r?3??6.25%?0?d??2IP??d4?16??d?2?32r4
附录：习题解答?3-63－6同轴线的芯轴AB与轴套CD，在D处二者无接触，而在C处焊成一体。轴的A端承受扭转力偶作用，如图所示。已知轴直径d＝66 mm，轴套外直径D＝80 mm，厚度?＝6 mm；材料的许用切应力[??]＝60 MPa。试求结构所能承受的最大外力偶矩。解：对于AB轴M?AB?xAB????WPAB?d3???????66?10?3?3?60?106MxAB?WPAB????1616?3386.98N?m?3.387kN?m对于CD轴M?CD?xCD????WPCD4?D3??80?6?2??MxCD?WPCD??????1?????????2.883kN?m16???80???综上所述，结构所能承受的最大外力偶矩2.883kN·m
附录：习题解答?3-93－9已知圆轴的转速n=300 r／min，传递功率331kW，材料的[??]=60MPa，G=82GPa。要求在2m长度内的相对扭转角不超过1°，试求该轴的直径。解：由题意，圆轴所受扭矩为Mx?Me?9549?P331?9549??10536N?mn300MxMx??????d?316Mx?0.096m1Wp?d3????16MxMxd?1???????? ???????根据刚度条件?d3dxGIp2180?360G?32根据强度条件 ??max??d?432Mx132?10536360??4??0.111m9?G?????82?10?综上所述，该轴的直径为d=0.111m。附录：习题解答?3-143－14图示的铆接件中，已知铆钉直径d＝19 mm，钢板宽b＝127 mm，厚度?＝12.7 mm；铆钉的许用切应力[?]＝137 Mpa，挤压许用应力[?c]＝314 MPa；钢板的拉伸许用应力[?]＝98 MPa，挤压许用应力[?c]＝196 Mpa。假设4个铆钉所受剪力相等。试求此连接件的许可载荷。解：1.对钢板进行分析。根据各个铆钉受力相等的假设，分析受力为IIIIIIFP/4FP/4FP/4FP/4挤压强度：??c?FPcF/4?P?[?c]A?d2?FP?4[?c]?d2?4?196?106???0.019??189.2kNFN/NIFPIIIII拉伸强度：FNFP?????[?]截面I-I：?b?d??AFN3FP/4??[?]?b?2d??A?FP?[?]?b?d???98?106??127?19??103?12.7?10?3?134.4kN3FP/4FP/4截面II-II：???44x?FP??[?]?b?2d????98?106??127?2?19??103?12.7?10?3?147.7kN33
附录：习题解答?3-143－14 图示的铆接件中，已知铆钉直径d＝19 mm，钢板宽b＝127 mm，厚度?＝12.7 mm；铆钉的许用切应力[?]＝137 Mpa，挤压许用应力[?c]＝314 MPa；钢板的拉伸许用应力[?c]＝98 MPa，挤压许用应力[?c]＝196 Mpa。假设4个铆钉所受剪力相等。试求此连接件的许可载荷。2.对铆钉进行分析剪切强度：???FQA?FP/4?[?]12?d42?FP?[?]?d2?137?106???0.019??155.4kNFP/4FQ挤压强度：略。因为钢板的挤压许用应力小于铆钉的挤压许用应力，所有考虑钢板的即可。?FP?189.2kN?FP?134.4kN综上所述，[FP]=134.4kN附录：习题解答?4-24－2求下列各梁指定截面上的剪力FQ和弯矩M。解：1．确定约束力由平衡方程解得2．求解指定横截面内力CFAy（c）FCy3F?1－1：Q14kN,M1?3kN?m25kN?m22－2：FQ2?3kN,4M2??3－3：FQ3?4kN,M3??1kN?m4－4：FQ4?2kN,M4??1kN?m3