合肥工业大学材料力学习题册答案.pdf

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1、第三章材料的力学性质3-2图示油缸盖与缸体采用6个螺栓连接。已知油缸内径D350mm，油压p1MPa。若螺栓材料的许用应力[]40MPa，拉压杆的强度计算试求螺栓的内径。3-1图示水压机，若两根立柱材料的许用应力为[]80MPa，.Fp..试校核立柱的强度。.D......工件..解：..80由于内压的作用，油缸盖与缸体将有分开的趋势，依靠六个螺栓F=600kN将它们固定在一起。油缸盖受到的压力为D2Fp4解：每个螺栓承受的轴向力为立柱横截面上的正应力为F1D23FNpF2600102Pa59.

2、7MPa[]664A2680104由螺栓强度条件所以立柱满足强度条件。1D2p2FN64pD≤[]A22d6d4可得螺栓的直径应为p1d≥D350mm22.6mm6[]6403-13-3图示铰接结构由杆AB和AC组成，杆AC的长度为杆AB3-4承受轴力FN160kN作用的等截面直杆，若任一截面上的2长度的两倍，横截面面积均为A200mm。两杆的材料相同，许用切应力不超过80MPa，试求此杆的最小横截面面积。应力[]160MPa。试求结构的许用载荷[F]。解：CFN由切

3、应力强度条件max≤[]，可以得到y22AF160103B4530N232FA≥m10mmNAB6F2[]28010NACxAAFF解：由X0：FNABsin45FNACsin300可以得到：FNAC2FNABFNAB，即AC杆比AB杆危险，故66FNAC[]A1601020010N32kN1FNABFNAC162kN2由Y0：FNABcos45FNACcos30F0可求得结构的许用荷载为[F]43.7kN3-23-5试求图示等直杆AB各段内的轴力。

4、3-6图示结构的横梁AB可视为刚体，杆1、2和3的横截面面y积均为A，各杆的材料相同，许用应力为[]。试求许用载荷[F]。FAFFAEAAa2lyDFCllFFFNCENBFFNADNACACB2F2a2F2FFNDBaaFFDFFaFBNCD解：FBFB为一次超静定问题。解：由对称性可知，FNADFNBF，lADlBF。为一次超静定问题。设支座反力分别为FA和FB，如图所示。静力平衡条件：由截面法求得各段轴力分别为Y0：FNADFNCEFNBFF0①FNACFA，FNCDFBF，FNDBFB①

5、变形协调条件：静力平衡方程为lADlCEY0：FA2FFFB0②即FNADlFNCE2lEAEA变形协调方程为即FNAD2FNCE②llAClCDlDB0③2物理方程为由①②解得：FNADFNBF2FNCEF5lFNACa，lFNCD2a，lFNDBa④2F5ACEACDEADBEA由AD、BF杆强度条件ADBF≤[]，可得该结构的A75由①②③④联立解得：FAF，FBF许用载荷为4457F5[F][]A故各段的轴力为：FNACF，FNCD，

6、FNDBF。24443-33-7图示铰接正方形结构，各杆的材料均为铸铁，其许用压应3-8图示横担结构，小车可在梁AC上移动。已知小车上作用的力与许用拉应力的比值为[c][t]3，各杆的横截面面积均为A。载荷F15kN，斜杆AB为圆截面钢杆，钢的许用应力[]170MPa。试求该结构的许用载荷[F]。若载荷F通过小车对梁AC的作用可简化为一集中力，试确定斜杆ABF的直径d。NFBBDAFNF(a)0.8maDFNABFNACACBFCNxaF＇NFF(b)F1.9m解：解：0.8由几何关系，有sin0.3

7、88B点受力如图(a)所示，由平衡条件可得：FNF20.821.92由对称性可知，AD、BD、AC、BC四杆受拉，拉力为F2，取AC杆为研究对象由拉杆强度条件MC0：FNABsin1.9Fx0F2由此可知：当x1.9m时，t≤[t]AF15FNABFNmaxkN38.66kN可得F≤2[t]A①sin0.388＇FNmaxD点受力如图(b)所示，由平衡条件可得：FN2FNF由(AB)max2≤[]d4CD杆受压，压力为F，由压杆强度条件可得Fc≤[c]3[t]3A

8、4FNmax438.6610d≥m17mm可得F≤3[]A②[]6t17010由①②可得结构的许用载荷为[F]2[t]A。∴杆AB的直径d≥17mm。3-43-9图示联接销钉。已知F100kN，销钉的直径d30mm，3-10图示凸缘联轴节传递的力偶矩为Me20