6-2. 用積分法求圖示各梁的撓曲線方程、自由端的撓度和轉角。設ei=常量。
解:(1)列彎矩方程
(2)撓曲線近似微分方程
(3)直接積分兩次
(4)確定積分常數
邊界條件:
光滑連續條件:
求解得積分常數
梁的撓曲線方程和轉角方程是
(5)自由端的撓度和轉角
令x1=0:
6-4. 求圖示懸臂梁的撓曲線方程,自由端的撓度和轉角。設ei=常量。求解時應注意cb段內無載荷,故cb仍為直線。
解:(1)求約束反力
(2)列ac段的彎矩方程
(3)撓曲線近似微分方程
(4)直接積分兩次
(5)確定積分常數
邊界條件:
得積分常數:
(6)ac段的撓曲線方程和轉角方程
(7)c截面的撓度和轉角
令x=a:
(8)自由端的撓度和轉角
梁的變形:
bc段保持為直線,則
6-6. 用積分法求梁的最大撓度和最大轉角。在圖b的情況下,梁對跨度中點對稱,可以只考慮梁的二分之一。
解:(1)求約束反力
(2)彎矩方程
(3)撓曲線近似微分方程
(4)直接積分兩次
(5)確定積分常數
邊界條件:
光滑連續條件:
求解得積分常數
梁的撓曲線方程和轉角方程是
(6)最大撓度和最大轉角發生在自由端
令x2=l:
6-8. 用疊加法求圖示各梁截面a的撓度和截面b的轉角。ei=常量。圖a和d可利用題6-4中得到的結果。
解:a)
(1)p單獨作用時
(2)mo單獨作用時
(3)p和mo共同作用時
c)(1)求ya
查表得由疊加知
其中有關係
由此得(2)求θb
由微力qdx引起dθb
6-9. 用疊加法求圖示外伸樑外伸端的撓度和轉角,設ei為常量。
解:(1)分解成簡單載荷
(1)分別求出簡單載荷作用時外伸端的變形
轉角撓度
(2)疊加
6-10. 橋式起重機的最大載荷為p=20kn。起重機大樑為32a工字鋼,e=210gpa,l=8.7m。規定[f]=l/500,試校核大樑剛度。
解:(1)當起重機位於梁**時,梁變形最大;計算簡圖為
(2)梁的最大撓度發生在c截面
(3)查表得(32a工字鋼)
(4)剛度計算
梁的剛度足夠。
6-12. 磨床砂輪主軸的示意圖如圖所示,軸外伸部分的長度a=100mm,軸承間距離l=350mm,e=210gpa。py=600n,pz=200n。試求外伸端的總撓度。
解:(1)將載荷向軸線簡化得計算簡圖
進一步簡化(不考慮mx引起的扭轉變形)
分解載荷
其中(2)計算外伸端的撓度
6-14. 直角拐的ab杆與ac軸剛性連線,a為軸承,允許ac軸的端截面在軸承內轉動,但不能移動。已知p=60n,e=210gpa,g=0.4e。試求截面b的垂直位移。
解:(1)分析變形:ab發生彎曲變形,ac發生扭轉變形;
(2)計算a、c相對扭轉角
由此引起b截面的垂直位移(向下)
(3)計算ab變形引起b截面的位移(向下)
(4)計算b截面的總體位移(向下)
6-26. 圖示懸臂梁的ei=30×103n·m2。彈簧的剛度為175×103n·m。
樑端與彈簧間的空隙為1/25mm。當集中力p=450n作用於梁的自由端時,試問彈簧將分擔多大的力?
解:(1)受力分析
屬一次靜不定問題
(2)分析變形
b截面的向下的位移值
彈簧變形
變形幾何關係
(3)彈簧受力
6-27. 圖示懸臂梁ad和be的抗彎剛度同為ei=24×106n·m2,由鋼桿dc相連線。cd杆l=5m,a=3×10-4m2,e=200gpa。
若p=50kn,試求懸臂梁ad在d點的撓度。
解:(1)解除約束c,受力分析
(2)分析c處的位移(向下位移為負)
情況1)中,c處位移由ad的彎曲變形和cd的的拉伸變形引起
情況2)中,c處位移分別由p和r』c作用引起
其中(3)變形諧調關係
(4)求約束力
(5)求梁ad在d點的撓度
方向向下
6-28. 鋼製曲拐的橫截面直徑為20mm,c端與鋼絲相接,鋼絲的a=6.5mm2。
曲拐和鋼絲的彈性模量同為e=200gpa,g=84gpa。若鋼絲的溫度降低50oc,且=12.5×10-6 /oc,試求鋼絲內的拉力。
解:(1)解除約束c,受力分析
(2)分析c處的位移(向下位移為負)
情況1)中,c處位移由ab的彎曲變形、扭轉變形和bc的彎曲變形引起
情況2)中,c處位移分別由溫度改變和r』c作用引起
其中(3)變形諧調關係
(4)求約束力
材料力學習題選
2 1.試求圖示各桿1 1 2 2 3 3截面的軸力,並作軸力圖。解 a 1 求約束反力 2 求截面1 1的軸力 3 求截面2 2的軸力 4 求截面3 3的軸力 5 畫軸力圖 b 1 求截面1 1的軸力 2 求截面2 2的軸力 3 求截面3 3的軸力 4 畫軸力圖 2 2.作用圖示零件上的拉力p 3...
材料力學習題選
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材料力學習題
任務1 桿件軸向拉伸 或壓縮 時的內力計算 填空題 請將正確答案填在空白處 1 材料力學主要研究構件在外力作用下的與的規律,在保證構件能正常 安全工作的前提下最經濟地使用材料,為構件選用 確定 變形受力破壞合理的材料合理的截面形狀和尺寸 2 構件的承載能力,主要從和等三方面衡量。強度剛度穩定性 3 ...