工程力學(xué)大作業(yè)1(答案)

大作業(yè)（一）一、填空題1、桿件變形的基本形式有（軸向拉伸和壓縮（剪切（扭轉(zhuǎn)）和（彎曲）2、材料力學(xué)所研究的問題是構(gòu)件的（強(qiáng)度（剛度）和（穩(wěn)定性。3、脆性材料的抗壓能力遠(yuǎn)比抗拉能力（強(qiáng)。4同一種材料，在彈性變形范圍內(nèi)，橫向應(yīng)變和縱向應(yīng)變ε（/=-）5（E）是反映材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)。6（屈服點σ）和（抗拉強(qiáng)度σ）是反映材料強(qiáng)度的兩個指標(biāo)s b7、(伸長率δ)和(斷面收縮率ψ)是反映材料塑性的指標(biāo)，一般把（δ>5%）的材料稱為塑性材料，把（δ<5%）的材料稱為脆性材料。8、應(yīng)力集中的程度可以用（應(yīng)力集中因數(shù)K）來衡量9（脆性材料）對應(yīng)力集中十分敏感，設(shè)計時必須考慮應(yīng)力集中的影響0、擠壓面是外力的作用面，與外力（垂直構(gòu)件的直徑截面視為（擠壓面）11t=d=（2P

） ，擠壓應(yīng)力=（ P ）。d2

bs bs 2tdPtPttdtP/2二、選擇題1、構(gòu)成構(gòu)件的材料是可變形固體，材料力學(xué)中對可變形固體的基本假設(shè)包括（C ）A、均勻連續(xù)性B、各向同性假設(shè)C、平面假設(shè)D、小變形假設(shè)2、下列力學(xué)性能指標(biāo)中，（B）是強(qiáng)度指標(biāo)A、彈性模量E B、屈服強(qiáng)度s

C、伸長率δ D、許用應(yīng)力3（）是反映塑性的指標(biāo)A、比例極限p B、抗拉強(qiáng)度b C、斷面收縮率ψ D、安全系數(shù)n4、下列構(gòu)件中（ C ）不屬于軸向拉伸或軸向壓縮A、 B、 C、 D、5、強(qiáng)度計算時，引入安全系數(shù)的原因不包括（A）A、力學(xué)性能指標(biāo)測定方法都不是太科學(xué)B、對構(gòu)件的結(jié)構(gòu)、尺寸和受力等情況都作了一定程度的簡化C、加工工藝對構(gòu)件強(qiáng)度的影響考慮的不全面D、構(gòu)件需有必要的強(qiáng)度儲備A、B、6、一直桿受外力作用如圖所示，此桿各段的軸力圖為（CA、B、C、D、7、一直桿受外力作用如圖所示，此桿各段的軸力為（AC、D、A、6（拉力，4（壓力，4（拉力）、6（壓力，4（壓力，4（拉力）、6（拉力，4（拉力，4（拉力D、6（壓力，（拉力，4（拉力）8C、DP作用，桿的橫截面面積為A，彈性模量為E，A、B處支座反力（C）APCFBAPCFB2LLA、B、C、D、9、一鋼制階梯桿如圖所示，已知軸向外力P1=5KN，P2=2KN，各段桿長為l1=15mml2=l3=12mm，橫截面面積A1=A2=6mm2，A3=3mm2，鋼的彈性模量E=200Gpa，各段桿的線應(yīng)變分別為、 、 ，下列選項正確的是（B）1 2 3A、||>| |>| | B、| |>||>| |1 2 3 3 1 2C、| |>| |>|| D、| |>||>| |2 3 1 2 1 311、在研究材料的力學(xué)性能時，出現(xiàn)過σ，下( C )說法是正確A、σ是塑性材料的屈服強(qiáng)度σ是脆性材料的屈服強(qiáng)度C、σ是指試件在卸載后產(chǎn)生數(shù)值為％的塑性應(yīng)變時的應(yīng)力值D、σ是指試件在加載后產(chǎn)生數(shù)值為％的應(yīng)變時的應(yīng)力值12、對于脆性材料，下列說法（C）是錯誤的AB、壓縮強(qiáng)度極限比拉伸強(qiáng)度極限高出許多C、抗沖擊性能好D、脆性材料拉伸斷裂前的變形很少13、齒輪與軸由平鍵（b×h×L=20 ×12 ×100）連接，它傳遞的扭矩m=2KNm，軸的直徑d=70mm，鍵的許用切應(yīng)力[]=60MPa ，許用擠壓應(yīng)力為 M，則鍵的（。bsA、剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度都不足B、剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度都足夠C、剪切強(qiáng)度不足 D、擠壓強(qiáng)度不三、計算題1、一直桿受外力作用如圖所示，求此桿各段的軸力，并作軸力圖（1（1）AB段：用截面1-1假想將桿截開，取左段研究，設(shè)截面上的軸力為正方向，受力如圖所示。列平衡方程式：F0 FxN160F 6（拉力）N1（2）BC2-2研究，F(xiàn)N2示，列平衡方程式：F0 FxN21060FN24（壓力；（3）CD3-3截面右段列平衡方程式：F0 4F 0xN3F 4（拉力）N3（4）畫軸力圖2D=20mmd=15mm，承受軸向載荷F=20kN，材料的屈服應(yīng)力σs=235MPan=，試問該桿的強(qiáng)度解：桿件橫截面上的正壓力 Pa 84F 42010 1.45510 145 Pa 8(D2d2) (0.0220.152)材料的許用應(yīng)力sns

1.5

156MPa3、如圖所示吊環(huán)，由圓截面斜桿AB，AC與橫梁BC 所組成。已知吊環(huán)的最大吊重F=500kN3、如圖所示吊環(huán)，由圓截面斜桿AB，AC與橫梁BC 所組成。已知吊環(huán)的最大吊重F=500kN，斜桿用鍛鋼制成，其許用應(yīng)力斜桿與拉桿軸線的夾角α=20°，試確定斜桿的直徑。（1）斜桿軸力分析AF，則有平衡N方程F0yF2Fcos0NF NF2cos5001032cos202.66105N（2）截面設(shè)計AFNAd4d4F42.66105N]12010m5.31102m6取斜桿的截面直徑d53.0mm41412BF作用。試計算載荷F12A=100mm2[σt]=200MPa[σc]=150MPa.1212FN1FN2B的受力B的平衡方程得B的平衡方程得FyFF sinF0N1F 2F(拉)N1FFcos0x N2 N1F F(壓)N2（2）計算許用載荷1的強(qiáng)度條件2F[]2] 1001062001062F 1.414104N22

]FAFAF]1001061501061.5104N可見，桁架所能承受的最大載荷即許用載荷為[F14.14kN5AB1為d1E12d2m，E2=100GpaAB的自重，試求：PAB受力后保持水平P=30KN，求兩桿內(nèi)橫截面上的正應(yīng)力（1B為研究對象，畫出其受力圖?！艶y=0：NA-P+NB=0。 (1)B∑mA(F)=0：-PX+N×2=0… (2)B2變形諧調(diào)條件為：△l1=△l。2N 1.5 N 1A B即：EA EA即：1 1 2 2

（虎克定律）解得：NA=… (3)B由（1）和（2）得：x=2NB/（NA+N由（3）代入上式得：x=1.08m。B（2、由（2）式得：×=。NA=P-NB=?！唳?N/A=×4/π×2=。A 1σ=N/A。B 2bs6（××0×2×0m，bs[]=60MPaPa，試校核鍵的強(qiáng)度。解：

=100Md鍵的受力分析如圖,P

2mmP

2

57kN2

d 0.07切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核F PsAbL,Abs

Lh2F P 57103 s 28.6MPa

A bL 20100 P

P 57

95.3MPabs Abs

Lh2 1006 bs綜上，鍵滿足強(qiáng)度要求。7、一鉚接頭如圖所示，受力F=110kN，已知鋼板厚度為t=1cm，寬度mMamPa[bs320MPa，試校核鉚接頭的強(qiáng)度（）1）取下面鋼板為研究對象，受力分析如圖F每個孔受銷軸的約束反力為FP4銷軸的剪切強(qiáng)度和擠壓強(qiáng)度計算FFs

P4AF4F4d24

224110 則 sA

1073.141.62

136.8MPaF每個銷軸的擠壓力為：P4擠壓面面積：Abs

td則

P F110 107171.9MPa110 bs Abs

4td 411.6 bs鋼板的拉伸強(qiáng)度計算F截面1—1的軸力為：F N1 4

A1

t(bd)2—2

3F

t(b2d)N截面3—3的軸力為：FN

4F