南工大材料力学作业答案

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1、2-1附录：习题解答2－1试用截面法计算图示杆件各段的轴力，并画轴力图。解：FN/kNx2010102-2附录：习题解答解：轴力图如左图所示2－2图示等截面直杆由钢杆ABC与铜杆CD在C处粘接而成。直杆各部分的直径均为d＝36mm，受力如图所示。若不考虑杆的自重，试求AC段和AD段杆的轴向变形量和。FN/kNx1001502-4附录：习题解答解：以上半部分作为研究对象，受力如图所示2－4螺旋压紧装置如图所示。现已知工件所受的压紧力为F＝4kN。装置中旋紧螺栓螺纹的内径d1＝13.8mm；固定螺栓内径d2＝17.

2、3mm。两根螺栓材料相同，其许用应力＝53.0MPa。试校核各螺栓的强度是否安全。FNAFNBF因此，各螺栓强度安全。2-5附录：习题解答2－5现场施工所用起重机吊环由两根侧臂组成(图a)，A、B、C三处均为铰链连接。每一侧臂AB和BC都由两根矩形截面杆所组成(图b)。已知起重载荷FP＝1200kN，每根矩形杆截面尺寸比例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。FPBFNBCFNBA解：取研究对象如图所示q2-6附录：习题解答2－6图示结构中BC和AC都是圆截面直杆，直径均为

3、d＝20mm，材料都是Q235钢，其许用应力＝157MPa。试求该结构的许可载荷。解：取研究对象如图所示FNACFNBCFPC3-4附录：习题解答3－4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＝80.4GPa，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。解：1.画出扭矩图Mx/N·mx293611712.轴内最大切应力（最大切应力发生在BC段）3.轴的最大相对扭转角503-5附录：习题解答解：1.3－5图示实心圆轴

4、承受外加扭转力偶，其力偶矩Me=3kN·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。602.（解法1）3.横截面上切应力增加的百分比为2.（解法2）（44.5）（3.37％）（3.59％）3-6附录：习题解答解：对于AB轴3－6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＝66mm，轴套外直径

5、D＝80mm，厚度d＝6mm；材料的许用切应力[t]＝60MPa。试求结构所能承受的最大外力偶矩。对于CD轴综上所述，结构所能承受的最大外力偶矩2.883kN·m3-9附录：习题解答解：由题意，圆轴所受扭矩为3－9已知圆轴的转速n=300r／min，传递功率331kW，材料的[t]=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。根据强度条件根据刚度条件综上所述，该轴的直径为d=0.111m。3-14附录：习题解答解：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3

6、－14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[t]＝137Mpa，挤压许用应力[sc]＝314MPa；钢板的拉伸许用应力[s]＝98MPa，挤压许用应力[sc]＝196Mpa。假设4个铆钉所受剪力相等。试求此连接件的许可载荷。FP/4FP/4FP/4FP/4FP/4FN/Nx3FP/4FP挤压强度：拉伸强度：IIIIIIIIIIII截面I-I：截面II-II：3-14附录：习题解答2.对铆钉进行分析3－14图示的铆接件中，已知铆钉直径d＝19mm，钢板

7、宽b＝127mm，厚度＝12.7mm；铆钉的许用切应力[t]＝137Mpa，挤压许用应力[sc]＝314MPa；钢板的拉伸许用应力[sc]＝98MPa，挤压许用应力[sc]＝196Mpa。假设4个铆钉所受剪力相等。试求此连接件的许可载荷。剪切强度：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/4FQ综上所述，[FP]=134.4kN4-2附录：习题解答4－2求下列各梁指定截面上的剪力FQ和弯矩M。（c）解：1．确定约束力由平衡方程解得FAyFCy2．求解指定横截面内力1－1

8、：C2－2：3－3：4－4：4-3附录：习题解答4－3试建立图示各梁的剪力方程和弯矩方程，并绘制剪力图和弯矩图。（b）解：1．确定约束力由平衡方程解得2．剪力方程和弯矩方程对于AC段：对于CB段：3．绘制剪力图和弯矩图xFQOxMO11ql/87ql/89ql2/16ql2ql2FAyFBy4-3附录：习题解答4－3试建立图示各梁的剪力方程