材料力學金忠謀第六版答案第07章

2021-03-03 21:24:11 字數 3202 閱讀 3506

習題7-1 用積分法求圖示各懸臂梁自由端的撓度和轉角,梁的抗彎剛度ei為常量。

7-1(a)

邊界條件:時 ;

代入上面方程可求得:c=d=0

(b)邊界條件: 時 ;

代入上面方程可求得:c=d=0

(c)邊界條件: 時 ;

代入上面方程可求得:

(d)邊界條件: 時 ;

代入上面方程可求得:c=d=0

(e)邊界條件: 時 ;

代入上面方程可求得:c=d=0

邊界條件: 時 ;

代入上面方程可求得:

(f)邊界條件: 時 ;

代入上面方程可求得:c1=d1=0

邊界條件: 時 ;

7-2 用積分法求圖示各梁的撓曲線方程,端截面轉角θa和θb,跨度中點的撓度和最大撓度,梁的抗彎剛度ei為常量。

7-2(a) 解:

邊界條件:

當時,可得;此時撓度最大

中點撓度

(b)解:

邊界條件:

可得最大撓度 ()

(c)解:

邊界條件

最大撓度: ()

(d) 解:

邊界條件: ;

7-3 已知下列各梁的抗彎剛度ei為常量,試用初引數法求各梁的撓曲線方程,並計算θc、yc、及θd、yd 。

7-4 計算下列鉸接梁在c處的撓度,設梁的抗彎剛度ei為常量。

(a)解:

(b) 解

(c) 解:

(d) 解:

7-5 門式起重機橫樑由4根36a工字鋼組成如圖所示,梁的兩端均可視為鉸支,鋼的彈性模量e=210gpa。試計算當集中載荷p=176 kn作用在跨中並考慮鋼梁自重時,跨中截面c的撓度yc。

解:查自重得:

7-6 松木桁條的橫截面為圓形,跨長為=4m,兩端可視為簡支,全跨上作用有集度為q=1.8 kn/m的均布載荷。已知松木的許用應力=10mpa,彈性模量e=1.

0×103mpa。此桁條的容許撓度[y]= /200,試求此桁條橫截面所需的直徑。

解:此松木條的最大撓度為

所以 :

所以取7-7 試用虛梁法求圖示懸臂梁自由端b的和。

(a) 解:

(b)解:

7-8 試用虛梁法求圖示簡支梁跨中撓度。

解:7-9 圖示簡支梁中段受均布載荷q作用,試用疊加法計算梁跨度中點c的撓度,梁的抗彎剛度ei為常數。

解:7-10 用疊加法求圖示外伸樑外伸端的撓度和轉角,設ei為常量。

(a) 解:

(b) 解:

7-11 用疊加法求圖示懸臂梁中點處的撓度,和自由端的撓度,ei為常量。

解:7-12 外伸梁受力及尺寸如圖示,欲使集中力p作用點處d的撓度為零,試求p與間的關係。

解: 7-13 若圖示梁截面a的轉角,試求比值。

解:7-14 懸臂梁的固定端為彈性轉動約束,該處截面轉角,其中k為已知常數,m為該梁面上的彎矩,已知梁的抗彎剛度為ei。試求梁自由端的撓度和轉角。

解:7-15 簡支梁ab,承受集中力p如圖示,a端為固定鉸支座,b端為彈性支座,彈簧常數為k(n/m),梁的抗彎剛度為ei,求c處的撓度。

解:7-16 圖示梁的右端為一滑塊約束,它可自由上下滑動,但不能轉動和左右移動,若ei為已知,試求滑塊向下的位移。

解:邊界條件: 時

時7-17 已知在梁的撓曲線方程為。試求 (1)梁中間截面(x=)上的彎矩;(2)最大彎矩值;(3)分布載荷的變化規律;(4)梁的支承情況。

解: 當時

最大彎矩時: 即

分布荷載為:

根據: 時

時支承情況為:梁的左端為固定端,右端為鉸支端。

7-18 梁的軸線應彎成什麼樣的曲線,才能使載荷p在梁上移動時其左段梁恰好為水平線(寫出該曲線方程式)。

題 7-18 圖

解:即:

時即:若使p在梁上移動時左端保持水平則:

7-19 圖示等截面梁的抗彎剛度ei。設梁下有一曲面,欲使梁變形後恰好與該曲面密合,且曲面不受壓力.試問梁上應加什麼載荷?並確定載荷的大小和方向。

解: 即不受分布荷載。

設右端受集中力p

即:受向下的集中荷載.

7-20 重量為p的直樑放置在水平剛性平面上,當端部受集中力p/3後,未提起部分保持與平面密合,試求提起部分的長度a等於多少(提示:應用梁與平面密合處的變形條件)?

解:當時所以即:

7-21 簡支梁受力如圖所示,若e為已知,試求a點的軸向位移。梁的截面為b×h矩形。

解:7-22 懸臂梁受外力偶矩m如圖示,①若=3m,截面為no.20a工字鋼,=60 mpa, e=2.

l×105 mpa。試求撓曲線的曲率半徑。②試分別根據精確結果及小撓度微分方程,判斷撓曲線是怎樣的幾何曲線(不必具體列出曲線方程)?

若所得結果不同,試說明為何有這些差別?

解:精確方城:

小撓度下:

7-23 設在梁頂面上受到均布的切向載荷,其集度為t,梁截面為b×h矩形,彈性模量e為已知。試求梁自由端a點的垂直位移及軸向位移(提示:將載荷向軸線簡化)。

解:時7-24 簡支梁上下兩層材料相同,若兩層間的摩擦力忽略不計,當梁承受均勻載荷q作用時,試求兩層中最大正應力的比值。(提示:兩梁具有相同的撓曲線)。

解:7-25 ab梁的一端為定鉸支座a。另一端支承在彈性剛架bcd上,ab樑中點f受有集中力p作用,各桿抗彎剛度均為ei,試用疊加法求ab樑中點f的撓度。

解:7-26 試問應將集中力p安置在離剛架上的b點多大的距離x處,才能使b點的位移等於零。各桿抗彎剛度均為ei。

解:將載荷p移至b點,可知b點受一集中力p和一彎矩px

集中力引起的位移:

彎矩引起的位移為:

7-27 用疊加法求圖示各剛架在指定截面c的位移,設各桿截面相同,ei和gi均為已知。

解:(a)

(b)7-28 圖示為某扭轉試驗機的測力裝置,其扭矩mn是根據外伸梁c點的撓度來測量的。已知:=600mm,a=100mm,b=200mm,e=200gpa,梁的橫截面尺寸為35×10mm2,試求當梁上c處的百分表讀數增加 l rnm時軸上所增加的扭轉力矩。

解:7-29 一鋼製梁厚度h,長2,左段寬度a,右段成三角形如圖所示;左端固定,右端自由,承受載荷p,彈性模量e為已知。試求自由端c的撓度。

解: 從b處分為兩段:ab段和bc段

其中 7-30 試計算由示各階梯形梁的最大撓度。設。

解:(a)(b)

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