材料力学_高教第二版_范钦珊_第9章习题答案

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1、材料力学_高教第二版_范钦珊_第9章习题答案第9章杆类构件的静力学设计9－1关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有如下结论：（A）应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；（B）应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；（C）应力不增加塑性变形很快增加，因而认为材料失效；（D）应力不增加塑性变形很快增加，但不意味着材料失效。正确答案是C。9－2韧性材料应变硬化之后，材料的力学性能发生下列变化：（A）屈服应力提高，弹性模量降低；（B）屈服应力提高，韧性降低；（C）屈服应力不变，弹性模量不变；（D）屈服应力不变，韧性不变。正确答案是B。9－3关于条件屈服应力有如下论述：

2、（A）弹性应变为0.2%时的应力值；（B）总应变为0.2%时的应力值；（C）塑性应变为0.2%时的应力值；（D）弹性应变为0.2时的应力值。正确答案是C。习题9-4图(a)9－4螺旋压紧装置如图所示。现已知工作所受的压紧力为F=4kN，旋紧螺栓螺纹的内径d1=13.8mm，固定螺栓内径d2=17.3mm。两根螺栓材料相同，其许用应力=53.0MPa。试校核各螺栓之强度是否安全。解：，FA=2kN，FB=6kN习题9-5图MPa，安全。MPa，安全。（a）9－5现场施工中起重机吊环的每一侧臂AB和BC，均由两根矩形截面杆组成，连接处A、B、C均为铰链，如图所示。已知

3、起重载荷FP=1200kN，每根矩形杆截面尺寸比例为b/h=0.3，材料的许用应力=78.5MPa。试设计矩形杆的截面尺寸b和h。解：由对称性得受力图（a），Nmmm—40—∴h=118mm，b=35.4mm习题9-6图(a)9－6图示结构中BC和AC都是圆截面直杆，直径均为d=20mm，材料都是Q235钢，其许用应力=157MPa。试求该结构的许可载荷。（有人说：根据垂直方面的平衡条件，有，然后将，代入后即可得许可载荷，这种解法对吗？为什么？）解：，（1），（2）∴（3）`（4）由（1）、（2）得：kN（5）比较（4）、（5）式，得[FP]=67.4kN讨论：习

4、题中所给“有人说”的解法不对，因为保持平衡时，两杆内应力并不是正好都同时达到许用应力。9－7图示汽缸内径D=560mm，内压p=2.5MPa，活塞杆直径d=100mm，所以用材料的屈服应力=300MPa。试：1．求活塞杆横截面上的正应力和工作安全系数；习题9-7图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=60MPa，求所需的螺栓数。解：1．MPa2．个习题9-8图9－8起重机结构简图如图所示，其中钢丝缆绳AB的横截面面积为500mm2，许用应力=40MPa。试求起重机的许可起重[W]。解：DE⊥AB(a)即：[W]=33.3kN—40

5、—9－9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=4000mm2，=20MPa，杆3、4为A3=A4=800mm2，=120MPa。试求许可载荷[FP]。习题9-9图解：图（a），，图（b），，(a)(b)kNkN∴[FP]=57.6kN9－10图示半径为R的长圆杆，材料为理想弹——塑性材料，受轴向拉力FP作用。假定加载过程中杆横截面始终保持平面，杆的弹性模量自中心至周边呈线性变化，中心处的弹性模量为E0，周边处为1.2E0。材料的屈服应力自中心至表面处均为。试求中心和表面开始屈服时的外加载荷（假设）

6、。习题9-10图解：1．中心开始屈服时：2．表面开始屈服时：表面应力：中心应力：9－11某种材料的试样，直径d=10mm，标距l0=100mm，由拉伸试验测得其拉伸曲线如图所示，其中d为断裂点。试：1．求此材料的延伸率为多少？2．由此材料制成的构件，承受拉力FP=40kN，若取安全因数ns=1.2，求构件所需的横截面面积。解：1．由题图d点：mm故延伸率2．由题图b点：d=10mm，Fs=20kN—40—习题13-11图即mm29－12图示杠杆机构中B处为螺栓联接，螺栓材料的许用切应力=98.0MPa，且不考虑螺栓的挤压应力。试确定螺栓的直径。习题9-12图(a)

7、解：，kN（螺栓与杠杆两面接触）mm习题9-13图9－13图示的铆接件中，已知铆钉直径d=19mm，钢板宽b=127mm，厚度=12.7mm，铆钉的许用切应力=137MPa，挤压许用应力=314MPa；钢板的拉伸许用应力=98.0MPa，挤压许用应力=196MPa。假设4个铆钉所受剪力相等。试求此连接件的许可载荷。解：钢板轴力图（a）(a)kNkNkN，kNkNkN比较上述结果得：[FP]=134kN9－14两块钢板的搭接焊缝如图所示，两钢板的厚度相同，=12.7mm，左端钢板宽度b=127mm，轴向加载。焊缝的许用切应力=93.2MPa；钢板的许用应力=137M

8、Pa。试求