工程力學(xué)B第次作業(yè)主觀題

1、工程力 學(xué) B 第 3 次作業(yè)主觀題專 口業(yè)：建筑工程管理班級：建筑工程管理2014-2班（高專）三、主觀題（共24道小題）23. 圖a所示為左端固定而右端自由的軸向受力桿件。試求I- i、n - n、川-川橫截面上的軸力，并作軸力圖。24. 一橫截面為正方形的磚柱分上下兩段，其受力情況、各段長度及橫截面尺寸如 圖a所示。已知F = 50 kN,試求荷載引起的最大工作應(yīng)力。解：首先作柱的軸力圖如圖 b所示。由于此柱上下兩段的橫截面尺寸不同，故不能應(yīng)用公式（7-3）計算柱的最大工作應(yīng)力，必須利用公式（7-2）求出每段柱的橫截 面上的正應(yīng)力，然后進行比較以確定全柱的最大工作應(yīng)力。I、n兩段柱（圖a

2、 ）橫截面上的正應(yīng)力分別為25. 一橫截面為矩形的鋼制階梯狀直桿， 其受力情況及各段長度如圖 a所示。AD 段和DB段的橫截面面積為 BC段橫截面面積的兩倍。矩形截面的高度與寬度之比 h / b =1.4，材料的許用應(yīng)力、=160 MPa。試選擇各段桿的橫截面尺寸 h和b。解：首先作桿的軸力圖如圖 b所示。此桿為變截面桿，最大工作應(yīng)力不一定出現(xiàn)在軸力最大的AD段橫截面上。由于DB段的橫截面面積與 AD段相同，而軸力較小，故其工作應(yīng)力一定小于 AD段的。于是 只需分別對AD段和BC段進行計算。對于AD段，按強度條件要求其橫截面面積 A為26、有一三角架如圖所示，其斜桿由兩根 80 >80X

3、7等邊角鋼組成，橫桿由兩根10號槽鋼組成，材料均為Q235鋼，許用應(yīng)力=120MPa。試求許用荷載F。27、圖a所示為一階梯形鋼桿，AB段和BC段的橫截面面積為 Ai = A = 500 mm2, CD段的橫截面面積為 A3 = 200 mm2。已知鋼的彈性模量 E = 2.0 W5 MPa。試求桿的 縱向變形Al。圖中長度單位為mm。解：此桿的軸力圖如圖b所示。由于各段桿的軸力和橫截面面積不盡相同，故須 分段利用拉壓胡克定律求各段桿的縱向變形，它們的代數(shù)和才是整個桿的縱向變形28、試作圖示各桿的軸力圖，并分別指出最大拉力和最大壓力的值及其所在的橫截 面（或這類橫截面所在的區(qū)段）。解：（a）

4、AB段：30 kN（拉），BC段：0 , CD 段：-20 kN（壓）；（b）AB 段：10 kN（拉），BC 段：-10 kN（壓），CD 段：20 kN（拉）；（c）AB 段：0, BC 段：10 kN（拉），CD 段：15 kN（拉）29、試求圖示等直桿橫截面1-1，2-2和3-3上的軸力，并作軸力圖。若橫截面面積A=400mm2，試求各橫截面上的應(yīng)力。30、在圖示結(jié)構(gòu)中，各桿的橫截面面積均為A=3?000?mmf, F=100?kN。試求各桿橫截面上的正應(yīng)力。解：假設(shè)各桿均被拉伸，對 B點作受力分析:由分析可知:31、一傳動軸的計算簡圖如，圖C a所25kN乍用于其上的A = 2 kN

5、 -m，MB = 3.5 kN -m，M 'Be 1 kN -m，MD 點作受力分析：BC傳動軸B卜力偶之向如圖。試作該0.5kN m，F(xiàn)AB32、一水輪機的功率為 P=7350 kW，其由是直徑為Cd =650 mm而長度為I =6000 mm的等截面實心鋼軸，材料的切變模量為 G=0.8X105MPa。求當(dāng)水輪機以轉(zhuǎn)速n =57.7r/min勻速旋轉(zhuǎn)時，軸內(nèi)的最大切應(yīng)力及軸的兩個端面間的相對扭轉(zhuǎn)角的正應(yīng)力為:FN,AC日由分析可知:各桿橫截*FCD)OkN, Fn,cd 75kNn,ab 75kN 2ab2 25MPa解：作用在軸上的外力偶矩為：M橫截面上300 橫截面上的最大切應(yīng)

6、力為233.3MPa兩個端面間00mm扭轉(zhuǎn)角為： 電CD25MPa A 3000mm進而，于是,AC因此,CD0內(nèi)0力扭矩為qMFTaP -(kN2mA1217224.6 MPan601217121«m期T /網(wǎng) / Tl / GZ0 .00 52 3fed33.實心圓截面?zhèn)鲃虞S，其直徑 d=40mm,所傳遞的功率為 30kW，轉(zhuǎn)速n=1400r/min。該軸由45號鋼制成，許用切應(yīng)力=40MPa，切變模量G = 8X104 MPa，單位長度桿的許用扭轉(zhuǎn)角=1 /m。試校核此軸的強度和剛度解：首先計算扭轉(zhuǎn)力偶矩 M。34傳動軸如圖a所示，其轉(zhuǎn)速n=300 r/min，主動輪A輸入的功

7、率P1 = 500 kW； 若不計軸承摩擦所耗的功率，三個從動輪 B、C、D 輸出的功率分別為 P2 = 150 kW， P 3 = 150 kW，P4 = 200 kW。該軸是用45號鋼制成的空心圓截面桿，其內(nèi)外直徑之比 a = 1/2。材料的許用切應(yīng)力t = 40 MPa,其切變模量G=8X104 MPa。單位長度桿的許用扭轉(zhuǎn)角=0.3o/m。試作軸的扭矩圖，并按強度條件和剛度條件選擇軸的直徑35.并指出最大扭矩的值及其所在的橫截面（或這些橫截面所在的區(qū)段）解：（a） Tmax = Me； （b） Tmax = 2 Me,在 CD 段；（C）Tmax = 43 kN m，在 DE 段。36

8、.直徑50 mm的鋼圓軸，其橫截面上的扭矩 T =1.5kN - m,試求橫截面上的最大 切應(yīng)力。解：max 61.1Mpa37 .圖中所示的軸，作勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n?=?200?r/mi n,軸上裝有五個輪子，主動輪2輸入的功率為 60?kW，從動輪1、3、4、5依次輸出18?kW、12?kW、22?kW和8?kW。材料為鋼，其許用切應(yīng)力=?20?MPa,切變模量G?=?8X104?MPa,單位長度桿 的許用扭轉(zhuǎn)角1T?= 0.25o/m。試按強度條件及剛度條件選擇此實心圓軸的直徑。解：按強度條件：d>80 mm,按剛度條件：d>87.5 mm,故d取87.5 mm或略大38. 試求圖示階梯狀直桿橫截面 1-1，2-2和 3-3上的軸力，并作軸力圖。若橫截面面積，并求各橫截面上的應(yīng)力39. 根等直桿受力如圖所示。已知桿的橫截面面積A和材料的彈性模量E。試作軸 力圖，并求桿端點 D 的位移40. 簡易起重設(shè)備的計算簡圖如圖所示。已知斜桿AB用兩根不等邊角鋼組成，鋼的許用應(yīng)力試問在提起重量為的重物時，斜桿AB是否滿足強度條件?45.46.41.二彳專動軸作勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n = 200r min 3軸 上裝有五個輪子I主動輪II輸入的功率為60kW,從 動輪.I , III