第六章習(xí)題答案

1、第六章 桿件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)練習(xí)題一、填空題：1.當(dāng)梁的材料是鋼時(shí)，應(yīng)選用_與中性軸對(duì)稱_ 的截面形狀；若是鑄鐵，則應(yīng)采用_與中性軸不對(duì)稱_的截面形狀。2.塑性材料的彎扭組合變形圓軸的強(qiáng)度條件為_(kāi)。3.輪與軸的平鍵聯(lián)接，已知軸徑為d，傳遞力偶矩m。鍵材料許用剪應(yīng)力，許用擠壓應(yīng)力bc，平鍵尺寸bhl，則該平鍵剪切強(qiáng)度條件為_(kāi)， 擠壓強(qiáng)度條件為_(kāi)。4.下圖所示木榫聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)中，剪切面的面積為A= lb ，擠壓面的面積為Abc= ab 。 5.圖（a）所示桿件中，BC段是哪幾種基本變形的組合： 彎曲、扭轉(zhuǎn) 6.彎扭組合變形是指桿件在產(chǎn)生 彎曲 變形的 同時(shí)，還產(chǎn)生 扭轉(zhuǎn) 變形。二、選擇題1.橫截面上最大彎曲

2、拉應(yīng)力等于壓應(yīng)力的條件是_B_。 A、梁材料的拉、壓強(qiáng)度相等 B、截面形狀對(duì)稱于中性軸 C、同時(shí)滿足以上兩條2.有一受偏心壓力P的鑄鐵材料柱，偏心距為e，從強(qiáng)度考慮，以下方案哪個(gè)較為合理？（ D ）A、 應(yīng)取偏心距盡可能大，使截面上只出現(xiàn)拉應(yīng)力B、 應(yīng)取偏心距盡可能小，使截面上只出現(xiàn)拉應(yīng)力C、 應(yīng)取偏心距盡可能大，使截面上只出現(xiàn)壓應(yīng)力D、 應(yīng)取偏心距盡可能小，使截面上只出現(xiàn)壓應(yīng)力3. 矩形截面梁在橫向力作用下發(fā)生平面彎曲時(shí)，同一橫截面上最大正應(yīng)力點(diǎn)和最大剪應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力情況是（ B ）A、最大正應(yīng)力點(diǎn)的剪應(yīng)力一定為零，最大剪應(yīng)力點(diǎn)的正應(yīng)力不一定為零B、最大正應(yīng)力點(diǎn)的剪應(yīng)力一定為零，最大剪應(yīng)力點(diǎn)的

3、正應(yīng)力也一定為零C、最大剪應(yīng)力點(diǎn)的正應(yīng)力一定為零，最大正應(yīng)力點(diǎn)的剪應(yīng)力不一定為零 D、 最大正應(yīng)力點(diǎn)的剪應(yīng)力和最大剪應(yīng)力點(diǎn)的正應(yīng)力都不一定為零4. 圖示矩形截面采用兩種放置方式，從彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度觀點(diǎn)，承載能力（b）是（a）的（ A ） A、2倍 4020(a)2040(b)B、4倍C、6倍 D、8倍5. 矩形截面梁受彎曲變形，如果梁橫截面的高度增加一倍時(shí)，則梁內(nèi)的最大正應(yīng)力為原來(lái)的多少倍？梁的最大撓度為原來(lái)的多少倍？（ B ）A、正應(yīng)力為1/2倍，撓度為1/4倍B、應(yīng)力為1/4倍，撓度為1/8倍C、正應(yīng)力和撓度均為1/4倍D、無(wú)法確定6.插銷穿過(guò)水平放置的平板上的圓孔，在其下端受有拉力P，則插

4、銷的剪切面積和擠壓面積分別等于 B 。A、pdh、¼pD2 B、pdh、¼p(D2d2) C、pDh 、¼pD2 D、pDh、¼p(D2d2)7.圖示結(jié)構(gòu)中，拉桿剪切面形狀是： D ，面積是： D ；擠壓面形狀是： C ，面積是： B 。 （形狀：A、圓形， B、矩形，C、外方內(nèi)圓平面， D、圓柱面。 面積：A、a2 ， B、a2- d2/4，C、ab， D、db。） 8.鑄鐵懸臂梁在自由端受到向下的集中力P作用，如圖所示，在P和梁的跨度一定時(shí)，應(yīng)選下列（ C ）截面形狀較合理。 A、矩形截面梁； B、工字形截面梁；C、T字形截面梁； D、倒T字形截面梁

5、。 9.提高梁的彎曲剛度的主要措施有： B、C、E、F （多重選擇）A、減小載荷； B、改善載荷作用情況； C、縮短梁的長(zhǎng)度； D、選用優(yōu)質(zhì)材料； E、加大截面尺寸； F、增加約束。10.圖示桿件在F的作用下，將產(chǎn)生組合變形，其危險(xiǎn)點(diǎn)在 B （A點(diǎn)、B點(diǎn)），其強(qiáng)度條件是 A 。 A、; B、;C、; D、。三、計(jì)算題1.圖示鑄鐵制外伸梁，截面為T形，受力如圖，截面對(duì)形心軸Z的軸慣矩Iz=7.63*10(-6)m4。已知材料的許用拉應(yīng)力+=30 MPa，許用壓應(yīng)力-=100MPa，試校核梁的正應(yīng)力強(qiáng)度。解：1、計(jì)算彎矩；C截面MC=+3kNm，B截面MB=-4kNm；2、校核梁的正應(yīng)力強(qiáng)度；最大

6、壓應(yīng)力在B截面最大拉應(yīng)力在C截面所以，強(qiáng)度不夠。2.試校核電機(jī)軸的強(qiáng)度。已知：解：1、扭矩T=外力偶矩 彎矩 2、校核強(qiáng)度強(qiáng)度足夠。3.圖示梁AD為工字鋼，Wz=49×103mm3。B點(diǎn)由鋼制圓桿BC懸掛，已知圓桿直徑d=30mm，梁和桿的許用應(yīng)力均為=180Mpa。試求許可均布載荷q 。. 解：1、計(jì)算內(nèi)力；圓桿軸力FN=2.25q，最大彎矩在B截面Mmax=0.5q。 2、按圓桿強(qiáng)度求許可載荷； 3、按梁的強(qiáng)度求許可載荷； 所以，許可載荷q=17.64kN/m。4.圖示結(jié)構(gòu)中的AB桿視為剛體，斜桿 CD為直徑d20mm的圓形桿，許用應(yīng)力160MPa。試求結(jié)構(gòu)的許可載荷P 解：1、

7、求斜桿內(nèi)力； 解出FCD=2.02P。 2、求許可載荷P 5.橫截面為正方形（邊長(zhǎng)為a）的鋼制梁AB，受力如圖所示。已知a=50mm, L =1m，P=1500N，許用應(yīng)力=160MPa。試校核AB梁的強(qiáng)度. 解：計(jì)算最大彎矩Mmax=1500Nm； 校核強(qiáng)度所以強(qiáng)度足夠。6.兩桿用鉸鏈連成支架，AB桿圓截面直徑d1 =20mm，BC桿圓截面直徑d2 =10mm，材料許用應(yīng)力=140MPa，在鉸接點(diǎn)B受垂直力F=10 kN。試校核兩桿的強(qiáng)度。 解：，所以，兩桿強(qiáng)度均足夠。7.圓截面桿受集中力P和力偶m的作用，已知P=0.5kN，材料許用應(yīng)力=120Mpa，力P的剪切作用略去不計(jì)，試用第三強(qiáng)度理

8、論確定圓桿的直徑d。 解： 8.拉伸試樣的夾頭如圖所示，已知試樣尺寸d0=10mm，d=14mm，材料的許用切應(yīng)力=80MPa， 許用擠壓應(yīng)力bc=250MPa。若試樣拉斷時(shí)的最大拉力Fmax=40kN，求（1）設(shè)計(jì)試樣端部圓頭尺寸D和h；（2）計(jì)算該拉伸試樣的強(qiáng)度極限b。 解：（1）根據(jù)剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度列方程； ；解出：h=11.4mm，D=20mm。（2）拉伸試樣的強(qiáng)度極限9.臺(tái)鉆受力F=20kN，鑄鐵立柱材料的許用應(yīng)力 =40MPa，試設(shè)計(jì)立柱的直徑d。解：先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再進(jìn)行拉彎組合強(qiáng)度校核； ，取d=130mm。 校核拉彎組合強(qiáng)度：10.簡(jiǎn)支梁跨度l=5m，全長(zhǎng)受均布載荷q的作

9、用 ，材料許用應(yīng)力=120Mpa，（1）試設(shè)計(jì)梁的截面尺寸。選用圓截面；（2）選用高寬比h/b=2/3的矩形截面。解：最大彎矩Mmax=1/8ql2=25kNm； （1） （2）11.圖中所示為鏈條中的一環(huán)，已知直徑d=40mm，拉力F = 10kN。A）試求環(huán)內(nèi)的最大正應(yīng)力max； B）若將圓環(huán)焊好，則鏈環(huán)橫截面上的正應(yīng)力是原來(lái)的百分之多少？ 解： A） B）12.傳動(dòng)軸直徑d=40mm，許用應(yīng)力=60Mpa，功率由B輸入，P=15kW，A輪輸出2/3P， C輪輸出1/3P。傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n=500r/min。試校核該軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。 解：計(jì)算扭矩 校核強(qiáng)度13.圖示銷釘連接中，已知Fp=2kN，1=8mm，2=5mm，銷釘?shù)闹睆絛=6銷釘?shù)脑S用切應(yīng)力=60MPa，許用擠壓應(yīng)力bs=200MPa。試校核銷釘?shù)募羟袕?qiáng)度和擠壓強(qiáng)度。解：剪切強(qiáng)度擠壓強(qiáng)度14.用平鍵連接軸和手柄，鍵的尺寸b×h×l= 10×8×36mm，軸徑d=35mm，手柄長(zhǎng)度l1=175mm，材料的許用切應(yīng)力=60MPa，許用擠壓應(yīng)力=120MPa。試確定手柄端部作用力F的許可值。 解：計(jì)算鍵聯(lián)結(jié)允許載荷F 剪切： 擠壓： F的許可