材料力学(金忠谋)第六版答案第02章

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1、习题2-1一木柱受力如图示，柱的横截面为边长20cm的正方形，材料服从虎克定律，其弹性模量MPa．如不计柱自重，试求：（1）作轴力图；（2）各段柱横截面上的应力；（3）各段柱的纵向线应变；（4）柱的总变形．解：（1）轴力图（2）AC段应力CB段应力（3）AC段线应变N-图CB段线应变（4）总变形2-2图(a)所示铆接件，板件的受力情况如图（ｂ）所示．已知：P＝7kN，t＝0.15cm，b1＝0.4cm，b2=0.5cm，b3=0.6cml。试绘板件的轴力图，并计算板内的最大拉应力。解:（1）轴力图（2）

2、最大拉应力2-3直径为１cm的圆杆，在拉力P＝10kN的作用下，试求杆内最大剪应力，以及与横截面夹角为＝30o的斜截面上的正应力与剪应力。解:（1）最大剪应力（2）界面上的应力2-4图示结构中ABC与CD均为刚性梁，C与D均为铰接，铅垂力P＝20kN作用在C铰，若（1）杆的直径d1=1cm，（2）杆的直径d2=2cm，两杆的材料相同，E＝200Gpa，其他尺寸如图示，试求（1）两杆的应力；（2）C点的位移。解（1）1杆的应力2杆的应力（2）C点的位移2-5某铣床工作台进给油缸如图示，缸内工作油压，油缸内

3、径D＝7.5cm，活塞杆直径d＝1.8cm.，已知活塞杆材料的许用应力Mpa。试校核活塞杆的强度。解故安全2-6钢拉杆受轴向拉力P＝４０kN，杆材料的许用应力MPa，杆的横截面为矩形，并且b＝2a，试确定a与b的尺寸。解2-7大功率低速柴油机的气缸盖螺栓如图示，螺栓承受预紧力P＝390kN，材料的弹性模量E＝210Gpa，求螺栓的伸长变形。解:2-8常用仓库搁架前后面用两根圆钢杆AB支持，其平面投影图如图示，估计搁架上的最大载重量为P＝10kN，假定合力P作用在搁板BC的中线上。已知，杆材料的许用应力[

4、]＝160Mpa，试求所需圆钢杆的直径。解杆轴力杆直径2-9图示吊钩的上端为T110x2梯形螺纹，它的外径d＝110mm，内径d1=97mm，其材料为20号钢，许用应力[]=50Mpa。试根据吊钩的直杆部分确定吊构所容许的最大起吊重量P。解:2-10吊架结构的尺寸及受力情况如图示。水平梁AB为变形可忽略的粗刚梁，CA是钢杆，长＝2m，横截面面积A1=2cm2，弹性模量E１＝200Gpa；DB是钢杆，长＝１m，横截面面积A2=8cm2，弹性模量E2=100Gpa，试求：（1）使刚性梁AB仍保持水平时，载荷

5、P离DB杆的距离x；（2）如使水平梁的竖向位移不超过0.2cm，则最大的P力应为多少?解（1）(2)2-11铰接的正方形结构如图所示，各杆材料皆为铸铁，许用拉应力[+]=400kg/cm2，许用压应力[]=600kg/cm2，各杆的截面积均等于25cm2。试求结构的许用载荷P。解:AC、CB、BD、DA杆受拉力，大小为DC杆受压力，大小为得得故2-12图示拉杆沿斜截面m－n由两部分胶合而成，设在胶合面上许用拉应力[]＝100MPa，许用剪应力=50MPa，胶合面的强度控制杆件的拉力，试求：为使杆件承受最

6、大拉力P，角的值应为多少？若横截面面积为4cm2，并规定，试确定许可载荷P。解:（1）时杆件承受最大拉力。（2）故许可载荷为46.12-13油缸盖与缸体采用６个螺栓连接．已知油缸内径D＝350mrn，油压p＝１Mpa。若螺栓材料的许用应力[]=40MPa，求螺栓的内径d．解2-14试确定轧钢机承压装置安全螺栓的直径d，当P＝6000kN时，螺径即行断裂，其材料的强度极限＝600Mpa。各接触面间的摩擦力可不计。解:螺栓所受的拉力为2-15木材试件（立方体cm）在手压机内进行压缩。作用力P＝400N，其方

7、向垂直于杠杆OA，此杠杆可绕固定心轴o转动，在某一时刻，拉杆BC垂直于OB且平分ECD角，∠CED＝。杠杆长度OA＝lm，OB＝5cm，拉杆BC的直径dl＝1.0cm，CE杆与CD杆的直径相同d2＝2.0cm。试求（1）此时拉杆BC，以及杆CD与CE内的应力；（2）木材的弹性模量E=10GPa，计算被压试件的缩短变形。解:（1）（2）被压试件的缩短量2-16设水平刚性杆AB不变形，拉杆CD的直径d=2cm，许用应力[]=160MPa，材料的弹性模量E＝200GPa，在B端作用载荷P＝12kN．试校核CD

8、杆的强度并计算B点的位移．解:故安全B点的位移，方向向下。2-17设压入机体中的钢销子所受的连结力是沿着它的长度平均分布的，为了拔出这个销子，在它的一端施加P＝20kN的力。已知销子截面积A＝2cm2,长度=40cm，a=15cm，E＝200GPa，试绘出杆的应力图和计算杆的伸长。解:部分应力沿分布：当时，应力图为2-18试求下列各简单结构中节点A的位移，设各杆的抗拉压刚度均为EA。解:（a）AC杆受力为零，BA杆伸长为A点沿BA方向移动（