【精品】材料力学第八章习题选及其解答.doc

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1、8-3.图示起重架的最大起吊重量（包括行走小车等）为P=40kN,横梁AC由两根Nol8ffi钢组成，材料为Q235钢，许用应力[c]=120MPa。试校核梁的强度。3.5mpNol8x2解：（1）受力分析当小车行走至横梁屮间时最危险,此吋梁AC的受力为由平衡方程求得S=4MN（2）作梁的弯矩图和轴力图X=34.64kNY=20kN34・64KN此时横梁发生压弯变形，D截而为危险截而,N=34.64幻V（3）由型钢表查得No.18工字钢W=152cm3yA=29.299cm2（4）强度校核max

2、cmaxNMmaxy=121MPaY1.05

3、[（y]故梁AC满足强度要求。85单臂液压机架及其立柱的横截面尺寸如图所示。P=l600kN,材料的许用应力[a]=160MPao试校核立柱的强度（关于立柱横截面几何性质的计算可参看附录A例A-8）o截面i・i解：（1）内力分析截开立柱横截面I・I,取上半部分I由静力平衡方程可得N=P=16OO/17VM=Pxy=2256kNm所以立柱发生压弯变形。（2）计算截面几何性质A-99448/w/w2I.-2.9x1O'°/mzh4（3）计算最大正应力立柱左侧clmm=^+^=55.7MPaJz力Icmax立柱右侧=532MPaMx890N+一n

4、a/.onnx=55JMPa^]p]=l6QMPa（4）结论：力柱满足强度要求。8-6.材料为灰铸铁的压力机架如图所示，铸铁许用拉应力为[crt]=30MPa，许用压应力为[ac]=80MPa。试校核框架立柱的强度。裁面II解：（1）计算截面儿何性质A=4200wm2zt=59.5mmIy=4879050加加4（2）内力分析作截而I・I,取上半部分200由静力平衡方程可得N=P=2kNM=P（200+z2）=2886A^m所以立柱发生拉弯变形。（3）强度计算机架右侧ry机架左侧比爲二乡-竽=32.3MMYb」y所以立柱满足强度要求。8-7

5、.图示钻床的立柱为铸铁制成，许用拉应力为[ct]=35MPa,若P=15kN,试确定立柱所需要的直径cl。解：（1）内力分析004如图作截面取上半部分，由静力平衡方程可得N=P=15kNM=0.4P=6kNm所以立柱发生拉弯变形。（2）强度计算先考虑弯曲应力°tmax32d>120.4/w/w取立柱的直径d=122mm,校核其强度NMNMtmaxry=1=1rmaxAWndj_itd^~T~~32~=34.94MPa^[of]所以立柱满足强度要求。8-8.手摇较车如图所示。轴的直径d=30mm,材料为0235^J,[ol=80MPa,试40

6、0400UEZ£1■按第三强度理论求较车的最大起重量Po叵1解：（1）轴的计算简图画出较车梁的内力图危险截面在梁屮间M=Q.2P7=0.18Pmax（2）强度计算第三强度理论VM2+r2O7=「3W32==J（0・2P）2+（0.18P）q]na・・・PW7887V所以钱车的最大起重量为788N8・11・图示皮带轮传动轴传递功率N=7kW,转速n=200r/min0皮带轮重量Q=1.8kNo左端齿轮上的啮合力Pn与齿轮节圆切线的夹角（压力角）为20o。轴的材料为45钢,=80MPao试分别在忽略和考虑皮带轮重量的两种情况下,按第三强度理论估

7、算轴的直径。200400200><(p500解:（1）传动轴的计算简图求传动轴的外力偶矩及传动力NM=9549x—=334.2丽enM=0.257；=0」5Pcos20"e2n・•・7；=26747VT2=1337NP=2371.3N（2）强度计算乩忽略皮带轮的重量（Q=0）轴的扭矩图为334.3NmXZ平面的弯矩图为xy平面的弯矩图为所以B截面最危险Mb802.2丽Tb=334.3N加第三强度理论*「］d>48/w/wb.考虑皮带轮的重量xz平面的弯矩图为7；=334.3丽代入第三强度理论的强度条件得d>49.3/w/w8-17.作用于悬

8、臂木梁上的载荷为：xy平面内的Pi=800N,xz平面内的P2=1650No若木材的许用应力［al=10MPa,矩形截而边长Z比为h/b=2,试确定截而的解：（1）求内力固定端弯矩最大Mw=Px2=1600N/nCIildX1M=只xl=1650N/nymax2(2)求应力木梁在xy平而弯曲而引起的端截而最大应力为max3Mzmaxzmaxb3木梁在xz平面弯曲而引起的端截面最人应力为ffmaxymaxymax1・5M“b3(3)强度计算端截而丄a点是最大拉应力点，b点是最大床应力点，应力大小是(7maxmax/.b>90mmh>SOmm