材料力学(I) 孙训方 第五版课后习题答案(8)

2019-01-12 19:14

5-5(5-18) 试按迭加原理求图示梁中间铰C处的挠度

,并描出梁挠曲线的大致形状。已知EI为常量。

解:(a)由图5-18a-1

(b)由图5-18b-1

=

5-7(5-25) 松木桁条的横截面为圆形,跨长为4m,两端可视为简支,全跨上作用有集度为 的均布荷载。已知松

木的许用应力 ,弹性模量 计算,直径以跨中为准。)

。桁条的许可相对挠度为 。试求桁条横截面所需的直径。(桁条可视为等直圆木梁

解:均布荷载简支梁,其危险截面位于跨中点,最大弯矩为 ,根据强度条件有

从满足强度条件,得梁的直径为

对圆木直径的均布荷载,简支梁的最大挠度

而相对挠度为

由梁的刚度条件有

为满足梁的刚度条件,梁的直径有

由上可见,为保证满足梁的强度条件和刚度条件,圆木直径需大于

5-24 图示木梁的右端由钢拉杆支承。已知梁的横截面为边长等于0.20 m的正方形,

。试求拉杆的伸长

及梁中点沿铅垂方向的位移 。

, ;钢拉杆的横截面面积

解:从木梁的静力平衡,易知钢拉杆受轴向拉力

40

于是拉杆的伸长

=

木梁由于均布荷载产生的跨中挠度 为

梁中点的铅垂位移 等于因拉杆伸长引起梁中点的刚性位移 与中点挠度 的和,即

第六章 简单超静定问题

6-1 试作图示等直杆的轴力图。

解:取消A端的多余约束,以 代之,则 (伸长),在外力作用下杆产生缩短变形。

因为固定端不能移动,故变形协调条件为:

6-2 图示支架承受荷载 轴力。

各杆由同一材料制成,其横截面面积分别为 , 和 。试求各杆的

解:设想在荷载F作用下由于各杆的变形,节点A移至 求内力的补充方程。

。此时各杆的变形 及 如图所示。现求它们之间的几何关系表达式以便建立

即:

亦即:

将 , , 代入,得:

即:

亦即:

(1)

此即补充方程。与上述变形对应的内力 如图所示。根据节点A的平衡条件有:

亦即:

(2)

亦即:

(3)

联解(1)、(2)、(3)三式得:

(拉)

(拉)

(压)

6-3 一刚性板由四根支柱支撑,四根支柱的长度和截面都相同,如图所示。如果荷载F作用在A点,试求这四根支柱各受力多少。 解:因为2,4两根支柱对称,所以

,在F力作用下:

变形协调条件:

补充方程:

求解上述三个方程得:

6-4 刚性杆AB的左端铰支,两根长度相等、横截面面积相同的钢杆CD和EF使该刚性杆处于水平位置,如图所示。如已知 杆的横截面面积 解:

又由变形几何关系得知:

,试求两杆的轴力和应力。

(1)

,两根钢

, (2)

联解式(1),(2),得 故

6-7 横截面为250mm×250mm的短木柱,用四根40mm×40mm×5mm的等边角钢加固,并承受压力F,如图所示。已知角钢的许用应力 弹性模量

;木材的许用应力

,弹性模量

。试求短木柱的许可荷载

解:(1)木柱与角钢的轴力由盖板的静力平衡条件:

(1)

由木柱与角钢间的变形相容条件, 有

(2)


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