材料力學(xué)組合變形及連接部分計(jì)算答案

1、8-1 14號(hào)工字鋼懸臂梁受力情況如圖所示。已知/ =0.8 m,用= 2,5kN ,月二LOkN,試求危險(xiǎn)截面上的最大正應(yīng)力。3x2.5x103 x0.8 1.0x103 x0.8j-=.：, 一二二二二返回8-2受集度為g的均布荷載作用的矩形截面簡(jiǎn)支梁，其荷載作用面與梁的縱向 對(duì)稱面間的夾角為a二3/，如圖所示。已知該梁材料的彈性模量 5 = 10GPa ； 梁的尺寸為/=4m, h=16。mm b=120 mm許用應(yīng)力b=12MPa；許可撓度150。試校核梁的強(qiáng)度和剛度。1 0 1 1 圾皿期,浮口30,尸146qi cos 30醞 h +30” -ql)=11.97 xl06Pa=12

2、,0MPa = d,強(qiáng)度安全sm 3006x2xl0x4J , 2Ml+8X120X160X10-6 0.160 0.120-+2kb25q_5xl2sin 30-?5x12gcos30B/43847384 跳/ 3847334Eb，怎n一7 5X1N, Lcgs302 ysin302 由 s 零 334Ebh T h b5x12x44x2x103=! I . . J I：. Ir 40.0202m=m=150剛度安全。返回8-3(8-5)圖示一懸臂滑車架，桿AB為18號(hào)工字鋼，其長(zhǎng)度為/=2.6 mi試求當(dāng)荷載F二25kN作用在AB的中點(diǎn)D處時(shí)，桿內(nèi)的最大正應(yīng)力。設(shè)工字鋼的自 重可略去不計(jì)。

3、解：18號(hào)工字鋼W = 1.85xlO4rn3 , j4=30J6x!04m2, AB桿系彎壓組合變形乜M申 尸郡cos 30B_F+ A打,2FI% =。,尸,% = 25kN,1 2 6二，一 二=，二=1匚16,25x1 妒 25xl5 xy二一一 . ： 4 二二不=；。7 = ；.廠黑工返回8-4(8-6) 磚砌煙囪高A二30 ml底截面m- m的外徑小=3 m內(nèi)徑d?=2 m,自 重片二20。0 kN,受0二IkN/m的風(fēng)力作用。試求：(1)煙囪底截面上的最大壓應(yīng)力；(2)若煙囪的基礎(chǔ)埋深 及二4項(xiàng)基礎(chǔ)及填土自重按 月二1000kN計(jì)算，土壤的 許用壓應(yīng)力b=0.3MPa,圓形基礎(chǔ)

4、的直徑D應(yīng)為多大？注：計(jì)算風(fēng)力時(shí)，可略去煙囪直徑的變化，把它看作是等截面的。解：煙囪底截面上的最大壓應(yīng)力:W * 2000 X103,1x10葭 30*j W 兀(32二)元(T2，)x 1 4-64-X372=，”一：=土壤上的最大壓應(yīng)力q噩：二等+冬麗12_30W0.3X10(5(2000 +1000)黑 10，1 / 1F。義(5 + 4)7T D2k/J332即三二 J.：l-：解得：l / m返回8-5(8-8)試求圖示桿內(nèi)的最大正應(yīng)力。力F與桿的軸線平行解：S 4a x。 (-2口)+4。*2。X 0, z 為形心主軸。固定端為危險(xiǎn)截面，其中：軸力n =，彎矩%二一2曲,二-2用1

5、2+4ax2a xa2=八以4a a 2a (4a) 一 + - = Ik1212A點(diǎn)拉應(yīng)力最大%場(chǎng) 場(chǎng)心,+乂 +7 JF2Fa2Fa 151FF二十 怨2白+2口 4 = 0.5724 =二丁 31.一二2工1/B點(diǎn)壓應(yīng)力最大p 2PdY1FF二_4空色 一二二-025吟二二丁 二 二 混凝土對(duì)墻底的壓力為：J=jcii=245xl03x9.8xl.2x03 = 3.MkN = -xlx0 3i=15xlO-1m:墻壩的彎曲截面系數(shù)：墻壩的截面面積：.-】-二墻底處的最大拉應(yīng)力q颼為：1, h工J上 11.76x12104x1=：=，.，_:一.二二一一.-，匚cruut= 0.188+0

6、,0288= 0.217MPa當(dāng)要求混凝土中沒有拉應(yīng)力時(shí)：仇二o勺。1 ，3w 年力-7口 2-28.8xJ03 = 0即 WJ： 24丁尸金：取二m返回8-7(8-10)受拉構(gòu)件形狀如圖，已知截面尺寸為 40mme 5mm承受軸向拉力F二12kN。現(xiàn)拉桿開有切口，如不計(jì)應(yīng)力集中影響，當(dāng)材料的b=100MPa時(shí), 試確定切口的最大許可深度，并繪出切口截面的應(yīng)力變化圖。A - A/i59%A-A12xl03(40-x)x5xW 即12x105x-x10-325x(40-4x10*100x10整理得：丁 _二，：II 解得： /.一 mm返回8-8(8-11)一圓截面直桿受偏心拉力作用，偏心距電二

7、2。mm桿的直徑為70mm許用拉應(yīng)力仇為120MPa試求桿的許可偏心拉力值。解：圓截面面積月75*10圓截面的彎曲截面系數(shù)皿 k x70 x 1(T - - jW = 33.7x10 m32-7,T1Fx20k10-3T 7即：38.5x10337x10-6=二 2 65mm8-11(8-21)一 - mm試校核圖示拉桿頭部的剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度。已知圖中尺寸二20 mnft k二12 mm桿的許用切應(yīng)力H= 100MPa ,許用擠壓應(yīng)力出二240Mp孤0D解：耳=50kN50x10150x1034 ndh ti *20x12x10=66_3MPa 歸,安全呀工 5。，1。3 =迎包皿人 4 1

8、(322 -202)x10c .625安全返回8-12(8-22)水輪發(fā)電機(jī)組的卡環(huán)尺寸如圖所示。已知軸向荷載 f二1450kN,卡環(huán)材料的許用切應(yīng)力 同=8OMPa,許用擠壓應(yīng)力5150Mpa。試校核卡 環(huán)的強(qiáng)度。_1450 xlO3n x 380x40x10*A -擠壓面解：剪切面 4=71x380x40x104-30.3MPaH安全迪dg= 33. lx。時(shí)?1450x10,33 IxlO-3二 44MPa 以安全返回8-13(8-23) 正方形截面的混凝土柱，其橫截面邊長(zhǎng)為 200mm其基底為邊長(zhǎng) a=1m的正方形混凝土板。柱承受軸向壓力 5二lOOkN ,如圖所示。假設(shè)地基對(duì)混凝土板

9、的支反力為均勻分布， 混凝土的許用切應(yīng)力為 卜=1.5MPa ,試問為使 柱不穿過板，混凝土板所需的最小厚度 S應(yīng)為多少？解:F 100x10_1x1200x200=麗明吧處警6kN1x1x10工二=7- = 196 5nim故 二.；二14mm按擠壓強(qiáng)度計(jì)算:婦工300x10也 20xd40x10ix10=6.66 mm 20x300x10故選取d二141nm的螺栓。8-15(8-25)拉力二80kN的螺栓連接如圖所/J o已知 b=80mm ：mmd=22mm螺栓的許用切應(yīng)力同=130MPa ,鋼板的許用擠壓應(yīng)力解：(1)螺栓剪切80x103T=西二300Mp軟，許用拉應(yīng)力H= lVOMP

10、a 0試校核接頭的強(qiáng)度。(2)鋼板擠壓4A 冗 d 7tx22axl0-s=52.6x10s Pa = 52,6MPar80x10% 一丈一后一4x22黑 10x10”二 909x106 PaM4：(3)鋼板拉伸第一排截面上應(yīng)力:80xl03“一 4 一 (80- 22)x10x10 =138xlOfi Pa = l 38Mpa 同第二排孔截面上拉力與第一排螺釘上的剪力之和等于外力F,其中第一排螺釘上剪力為：F- = 20kN4故第二排截面上拉應(yīng)力合力為F 35,- = -F = 60kN 4 4于是-F -FxgOxlO3= = 167 xlO6 Pa 167MPa cr由 (b - 2d)

11、S (80- 2x22)x10x11L J返回8-16(8-26) 兩直徑d = 100 mm勺圓軸，由凸緣和螺栓連接，共有8個(gè)螺栓布置 在， -mm勺圓周上，如圖所示。已知軸在扭轉(zhuǎn)時(shí)的最大切應(yīng)力為 70MPa 螺栓的許用切應(yīng)力H二60Mpa。試求螺栓所需的直徑為。T JOxlUTT 二 13.8乂1屋Nm 168x100x10=? 13.8x10s13.8X1033 - 8xl00xl0-3rIMK =13.8x1060xl06it a8xl00x1-xlO44xl3.8xlOe =19 1mm8 xWOrr x60返回8-17（8-27）一托架如圖所示。已知外力R=35kN, 怫釘?shù)闹睆絛=20 mm怫釘與鋼板為搭接。試求最危險(xiǎn)的怫釘剪切面工切應(yīng)匕加數(shù)值及方向。解：（1）在F力作用下，因?yàn)槊總€(gè)怫釘直徑相等，故每個(gè)怫釘上所受的力“（2）在財(cái)二