度极限 ,因此试件的直径不能过大,否则有可能试件尚未断裂,杆CD先断裂,根据强度条件,试件的最大应力理应满足下式:
?1?P???b? 2?d4解上式得试件的最大直径为 d?(2)杆的强度条件为 ?2?4P???b?4?100?103?m?17.8mm 6??400?10?P?s ACDn解上式得CD杆的横截面积为 ACD2?100?1032??m?833mm2 6??s?240?10nP(3)测弹性模量时,试件的最大应力不应超过其弹性极限?p,即 ?3?P???p?2?? ?d4解上式得
P????p???d24?(200?106??4?0.01)2N?15.7kN
所以测弹性模量时,所加载荷最大不应超过15.7kN。
17、如图所示三角架,BC为钢杆,AB为木杆。BC杆的横截面面积为A2?6cm,许用应
2力为???2?160MPa。AB杆的横截面面积为A1?100cm,许用应力为???1?7MPa。试
2求许可吊重P。
C 钢 30?A 木 P B 解 钢杆BC的强度设计:
令NBC????2A2?160?10?6?10N?96kN
6?4 NBC?2P1?48kN 1,P木杆AB的强度设计:
令NAB????1A21?7?10?100?10N?70kN
6?4 NAB?3P2,P2?NAB3?40.4kN
所以 P?P2?40.4kN
析 结构中有两种不同材料的杆件,在设计结构的许可荷载时,可以令一种材料达到许用应力,而前一杆件暂不考虑。然后再令另一种材料达到其许用应力,而前一杆件暂不考虑,这时设计出另一种情况下的许可荷载,取较小的许可荷载作为结构的许可荷载。
18、 有两种材料组成的变截面杆如图所示,若钢的许用应力???1?160MPa,铜的许用应力???2?120MPa,钢的弹性模量E1?200GPa,铜的弹性模量E2?100GPa。求:(1)杆的许用荷载?P?。(2)在许用荷载作用下,该杆的伸长量?l。横截面积AAB?ABC200mm,
2ACD?100mm2。
铜 P A 1m B 1m C 1m D 钢 钢 P P 解(1)钢材设计:?P?1?ACD???1?16kN; 铜材设计:?P?2?AAB???2?24kN; 所以?P??16kN
(2)三段杆件各自的内力均为P,
?lABPlAB16?103?1???8?10?4m?0.8mm; 9?6E2AAB100?10?200?10PlBC16?103?1?4???4?10m?0.4mm; 9?6E1ABC200?10?200?10?lBC?lCDPlCD16?103?1?4???8?10m?0.8mm 9?6E1ACD200?10?100?10?l??lCD??lBC??lCD?2mm
19、 图示桁架,由圆截面杆1和杆2组成,并在节点A承受载荷F=80kN的作用。杆1、杆2的直径分别为d1?30mm,d2?20mm,两杆的材料相同,屈服极限?s?320MPa,安全因素ns?2.0。试校核桁架的强度。
B 1 30 45 ??2 C F1F2 A F F
解 对节点A进行受力分析,如上右图所示: 由力的平行四边形法则得:
F1?Fcos30??403kN F2?Fcos45??402kN
分别对两杆强度进行较核:
?sF1F1403?103?1????98.01MPa??160MPa 2?32?(30?10)A1?d1ns44?sF2F2402?103?2????180.04MPa??160MPa
A2?d22?(20?10?3)2ns44因此该桁架的1杆强度满足要求,而2杆强度不满足要求。
20、图示桁架,承受荷载F作用,试计算该载荷的许用值?F?。设各杆的横截面面积为A,许用应力均为???。
B B FBy B FBy 1 1 3 3 ?FF3 1 45?F45Ay F1 A 2 C 2 C F3 A A F FF F2 FAx Ay FAx 解:以整体桁架为研究对象进行受力分析,如右图所示: ?MB?0,得FAy?F(向右)
取C节点,由平行四边形法则可得 F1?2F,F2?F
取B节点:
?Fy?0
得 F3?22F(向上) 取FF321、F2、F3中较小者F3,由A????得2F????A F?2???A ?F??2???A
C F2F