材料力学(金忠谋)第六版答案第10章

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1、第十章组合变形的强度计算10-1图示为梁的各种截面形状，设横向力P的作用线如图示虚线位置，试问哪些为平面弯曲？哪些为斜弯曲？并指出截面上危险点的位置。（a）(b)(c)(d)斜弯曲平面弯曲平面弯曲斜弯曲斜弯曲弯扭组合平面弯曲斜弯曲“×”为危险点位置。10-2矩形截面木制简支梁AB，在跨度中点C承受一与垂直方向成＝15°的集中力P＝10kN作用如图示，已知木材的弹性模量。试确定①截面上中性轴的位置；②危险截面上的最大正应力；③C点的总挠度的大小和方向。解：KNKNKN-MKN-M中性轴：mmcm方向中性轴：hbP220cm15cm10-3矩形截面

2、木材悬臂梁受力如图示，P1＝800N，P2＝1600N。材料许用应力[σ]=10MPa，弹性模量E＝10GPa，设梁截面的宽度b与高度h之比为1：2。①试选择梁的截面尺寸；②求自由端总挠度的大小和方向。解：（I）KNKNb=9cm，h=18cm（II）10-4简支梁的受力及横截面尺寸如图示。钢材的许用应力[]＝160MPa，试确定梁危险截面中性轴的方向与校核此梁的强度。解：中性轴：危险点：KN10-5图示简支梁的截面为20020020（mm）的等边角钢，若P=25kN，试求最大弯矩截面上A、B和C点的弯曲正应力。，，解：MPa10-6旋臂式吊车

3、梁为16号工字钢，尺寸如图所示，允许吊重P=10kN，材料的[]=160MPa。试校核吊车梁的强度。解：B点：No16工字钢：，，60cm10-7图示等截面构件的许用应力[]＝120MPa，矩形截面尺寸2.510cm2，试确定许用载荷[P]，并作危险截面上的应力分布图，指出最大应力发生在哪一点？解：N=P,10-8悬重构架如图所示，立柱AB系用No25a的工字钢制成。许用应力[]＝160MPa，在构架C点承受载荷P＝20kN。①绘立柱AB的内力图；②找出危险截面，校核立柱强度；③列式表示顶点B的水平位移。解：（i）（II）(III)CB60cm

4、10-9图示起重结构，A及B处可作铰链支承看待，C、D与E均用销钉连结。AB柱的截面为20cm30cm的矩形。试求其危险截面上的最大正应力。解：N=25KNs10-10有一等直实心圆杆，其B端为铰支承，A端靠在光滑的竖直墙面上（摩擦力可略去）如图示。杆长L，杆截面直径d，已知杆的总重P及倾角。试确定自A点至由于杆自重产生最大压应力的横截面之距离S。解：设杆的自重为q（N/M）轴向分量：横向分量：在S截面：10-11某厂房柱子，受到吊车梁的铅垂轮压P＝220kN，屋架传给柱顶的水平力Q=8kN，及风载荷q＝1kN/m的作用。P力作用线离柱的轴线距

5、离e＝0.4m，柱子底部截面为矩形，尺寸为lm0.3m，试计算柱子底部危险点的应力。解：10-12简单夹钳如图示。如夹紧力P=6kN，材料的许用应力[]=140MPa。试校核其强度。解：10-13轮船上救生艇的吊杆尺寸及受力情况如图示，图中载荷W系包括救生艇自重及被救人员重量在内。试求其固定端A-A截面上的最大应力。解：10-14正方形截面拉杆受拉力P＝90kN作用，a＝5cm，如在杆的根部挖去1／4如图示。试求杆内最大拉应力之值。解：形心位置：h10-15承受偏心拉伸的矩形截面杆如图示，今用电测法测得该杆上、下两侧面的纵向应变和。试证明偏心距

6、e在与应变，在弹性范围内满足下列关系式解：故10-16图示正方形截面折杆：外力P通过A和B截面的形心。若已知P＝10kN，正方形截面边长a=60mm。试求杆内横截面上的最大正应力。解：BC杆C截面：AC杆C截面：4010-17试确定图示T字形截面的核心边界。图中y、z两轴为截面形心主惯轴。解：(1)(2)(3)(4)(5)(6)10-18材料为灰铸铁HT15－33的压力机框架如图示。许用拉应力[]＝30MPa，许题10-18图用压应力[]＝80MPa。试校核框架立柱的强度。解：10-19电动机功率N＝8.83kW，转速n=800r/m。皮带轮直

7、径D＝250mm，重量G＝700N，皮带拉力为T1，T2（T1＝2T2），轴的外伸端长L=120mm，轴材料的许用应力[]＝100MPa。试按第四强度理论设计电动机轴的直径d。解：10-20直径为60cm的两个相同皮带轮，n＝100r／m时传递功率N＝7.36kW，C轮上皮带是水平的，D轮上是铅垂方向的。皮带拉力T2＝1.5kN，T1＞T2，设轴材料许用应力[]=80MPa，试根据第三强度理论选择轴的直径，皮带轮的自重略去不计。解：10-21图示钢制圆轴上有两个齿轮，齿轮C上作用着铅垂切向力P1＝5kN，齿轮D上作用着水平切向力P2＝10kN。

8、若［］＝100MPa，齿轮C的节圆直径dC=30cm，齿轮D的节圆直径dD＝15cm。试用第四强度理论选择轴的直径。解：10-22某型水轮机主轴的示意