材料力学习题册.9.26

材料力学习题册主编：郭光林、张慧玲班级 姓名 学号 班级 姓名 学号 1第 1 章 材料力学的基本概念第 2 章 轴向拉伸和压缩21 试用截面法计算图示杆件各段的轴力，并画轴力图。（d）22 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 d36 mm，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 。AClDl24 螺旋压紧装置如图所示。现已知工件所受的压紧力为 F4 kN。装置中旋紧螺栓螺纹的内径 d113.8 mm；固定螺栓内径 d217.3 mm。两根螺栓材料相同，其许用应力 53.0 MPa。试校核各螺栓的强度是否安全。材料力学习题册225 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 FP1200 kN，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。26 图示结构中 BC 和 AC 都是圆截面直杆，直径均为 d20mm，材料都是 Q235 钢，其许用应力 157MPa。试求该结构的许可载荷。班级 姓名 学号 3第 3 章 扭转34 变截面轴受力如图所示，图中尺寸单位为 mm。若已知Me11765N·m，M e21171N·m，材料的切变模量 G80.4 GPa ，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 。max5035 图示实心圆轴承受外加扭转力偶，其力偶矩 Me=3 kN·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 r15mm 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。36 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 d66 mm，轴套外直径 D80 mm，厚度 6 mm；材料的许用切应力 60 MPa。试求结构所能承受的最大外力偶矩。60材料力学习题册439 已知圆轴的转速 n=300 rmin，传递功率 331kW，材料的 =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。314 图示的铆接件中，已知铆钉直径 d19 mm，钢板宽 b127 mm，厚度 12.7 mm；铆钉的许用切应力 137 Mpa，挤压许用应力 c314 MPa；钢板的拉伸许用应力 98 MPa，挤压许用应力 c196 Mpa。假设 4 个铆钉所受剪力相等。试求此连接件的许可载荷。班级 姓名 学号 5第 4 章 弯曲内力42 求下列各梁指定截面上的剪力 FQ 和弯矩 M。（c）43 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。ql2（b）材料力学习题册6（c）44 应用微分关系，试画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并确定 、 。maxQFaxM（c）班级 姓名 学号 7（d）（g）材料力学习题册8*45 静定梁承受平面荷载，但无集中力偶作用，其剪力图如图所示。若已知 A 端弯矩 MA0。试确定梁上的荷载及梁的弯矩图。并指出梁在何处有约束，且为何种约束。47 试作图示刚架的内力图。qll（b）班级 姓名 学号 9第 5 章 弯曲强度52 试确定图示图形的形心主轴和形心主惯性矩。（b）54 悬臂梁受力及截面尺寸如图所示。图中的尺寸单位为 mm。求：梁的 1-1 截面上A、 B 两点的正应力。56 矩形截面简支梁如图所示。试计算 1-1 截面上 a 点和 b 点的正应力和切应力。材料力学习题册10510 T 形截面铸铁梁的载荷和截面尺寸如图所示。铸铁的许用拉应力 +30MPa ，许用压应力为 -160MPa。已知截面对形心轴 z 的惯性矩为 Iz=763cm4，且 y1=52mm 。试校核梁的强度。 513 由 No.10 号工字钢制成的 ABD 梁，左端 A 处为固定铰链支座，B 点处用铰链与钢制圆截面杆 BC 连接，BC 杆在 C 处用铰链悬挂。已知圆截面杆直径 d20 mm，梁和杆的许用应力均为 160 MPa，试求:结构的许用均布载荷集度q。班级 姓名 学号 11第 6 章 弯曲刚度62 试写出积分法求图示各梁挠度曲线时，确定积分常数的约束条件和连续条件。（c）64 具有中间铰的梁受力如图所示。试画出挠度曲线的大致形状，并说明需要分几段建立小挠度微分方程，积分常数有几个，确定积分常数的条件是什么。 CDBAlllFP66 试用叠加法求下列各梁中截面 A 的挠度和截面 B 的转角。图中 q、l、EI 等为已知。（a）材料力学习题册12610 图示一端外伸的轴在飞轮重量作用下发生变形，已知飞轮重 W20 kN，轴材料的 E200 GPa，轴承 B 处的许用转角 =0.5°。试设计轴的直径。611 图示承受均布载荷的简支梁由两根竖向放置的普通槽钢组成。已知 q10 kN/m，l =4 m，材料的 =100 MPa，许用挠度w=l l 000，E=200 GPa。试确定槽钢型号。班级 姓名 学号 13补充习题 1 已知 A 端固定、 B 端铰支梁的弯曲刚度为 EI， 长度为 l，求： 梁的约束力。BAl补充习题 2 梁 AB 和 BC 在 B 处铰接，A 、 C 两端固定，梁的抗弯刚度均为 EI，F = 40kN，q = 20kN/m。画梁的剪力图和弯矩图。 材料力学习题册14*1217 试作图示连续梁的内力图。EI 为常数。班级 姓名 学号 15第 7 章 应力状态分析71 木制构件中的微元受力如图所示，其中所示的角度为木纹方向与铅垂方向的夹角。试求：1.面内平行于木纹方向的切应力；2.垂直于木纹方向的正应力。 （a）（b）72 层合板构件中微元受力如图所示，各层板之间用胶粘接，接缝方向如图中所示。若已知胶层切应力不得超过 1MPa。试分析是否满足这一要求，并在旁边画上应力圆。材料力学习题册1677 已知矩形截面梁的某个截面上的剪力 FQ=120kN，弯矩 M10kN·m，截面尺寸如图所示。试求 1、2、3 点的主应力与最大切应力。78 用实验方法测得空心圆轴表面上某一点（距两端稍远处）与轴之母线夹 45°角方向上的正应变 。若已知轴的转速 n=120r/min (转分)，材料的645102G=81GPa， ，试求轴所受之外力偶矩 Me。(提示： ）8. )1(2EG班级 姓名 学号 17第 8 章 强度理论85 构件中危险点的应力状态如图所示。试选择合适的强度理论对以下两种情形作强度校核：（1）构件为钢制许用应力 。,0,MPa,135a,4zxyyx MPa160（2）构件为铸铁。3,3,2,0zxyyx813 薄壁圆柱形锅炉的平均直径为 1250mm，最大内压为 2.3MPa，在高温下工作时材料的屈服极限 s=182.5MPa。若规定安全系数为 1.8，试按最大切应力理论设计锅炉的壁厚。材料力学习题册18第 9 章 组合受力与变形93 图示悬臂梁中，集中力 FP1 和 FP2 分别作用在铅垂对称面和水平对称面内，并且垂直于梁的轴线，如图所示。已知 FP1=1.6 kN，F P2=800 N，l =1 m，许用应力 =160 MPa。试确定以下两种情形下梁的横截面尺寸：1. 截面为矩形，h2b；2. 截面为圆形。912 No.32a 普通热轧工字钢简支梁，受力如图所示。已知 FP = 60kN，材料的许用应力 =160MPa。试校核梁的强度。班级 姓名 学号 1999 正方形截面杆一端固定，另一端自由，中间部分开有切槽。杆自由端受有平行于杆轴线的纵向力 FP。若已知 FP=1 kN，杆各部分尺寸如图中所示。试求杆内横截面上的最大正应力，并指出其作用位置。 （忽略应力集中的影响）911 手摇铰车的车轴 AB 如图所示。轴材料的许用应力 = 80MPa。试按第三强度理论校核轴的强度。材料力学习题册20910 等截面钢轴如图所示。轴材料的许用应力 =60MPa。若轴传递的功率P=1.8kw，转速 n =12r/min，试用第三强度理论确定轴的直径。班级 姓名 学号 21第 10 章 压杆稳定108 图示托架中杆 AB 的直径 d=40mm，长度 l =800mm。两端可视为球铰链约束，材料为 Q235 钢。试：1.求托架的临界荷载；2.若已知工作荷载 Fp=70kN，并要求杆 AB 的稳定安全因数 nst=2.0，校核托架是否安全。3.若横梁为 No.18 普通热轧工字钢， =160MPa，则托架所能承受的最大荷载有没有变化？ 材料力学习题册221012 图示结构中 BC 为圆截面杆，其直径 d = 50mm，AC 为边长 a =70mm 的正方形截面杆，已知该结构的结束情况为 A 端固定，B 、 C 为球铰。两杆材料均为 Q235 钢，弹性模量 E=210GPa， p=195MPa， s=235MPa。它们可以各自独立发生弯曲,互不影响。若该结构和稳定系数 nst=2.5 ，试求结构的许用载荷。班级 姓名 学号 23第 11 章 能量法114 试计算图示悬臂梁 B 点和 C 点的挠度、B 截面的转角，EI 为常数。(莫尔积分)118 图示各梁中 F、M 、d、l 及弯曲刚度 EI 等均已知，忽略剪力影响。试用图乘法求点 A