材料力學第2章作業1解答

2021-03-04 09:36:38 字數 1094 閱讀 2858

2.9 題圖2.9所示中段開槽的桿件,兩端受軸向載荷p的作用,試計算截面1-1和2-2上的應力。

已知:p = 140kn,b = 200mm,b0 = 100mm,t = 4mm 。

題圖2.9

解:(1) 計算杆的軸力

(2) 計算橫截面的面積

(3) 計算正應力

(注:本題的目的是說明在一段軸力相同的桿件內,橫截面面積小的截面為該段的危險截面)

2.10 橫截面面積a=2cm2的杆受軸向拉伸,力p=10kn,求其法線與軸向成30°的及45°斜截面上的應力及,並問發生在哪乙個截面?

解:(1) 計算杆的軸力

(2) 計算橫截面上的正應力

(3) 計算斜截面上的應力

(4)發生的截面

取得極值

因此:,

故:發生在其法線與軸向成45°的截面上。

(注:本題的結果告訴我們,如果拉壓桿處橫截面的正應力,就可以計算該處任意方向截面的正應力和剪應力。對於拉壓杆而言,最大剪應力發生在其法線與軸向成45°的截面上,最大正應力發生在橫截面上,橫截面上剪應力為零)

2.17 題圖2.17所示階梯直杆ac,p=10kn,l1=l2=400mm,a1=2a2=100mm2,e=200gpa。試計算杆ac的軸向變形δl。

題圖2.17

解:(1) 計算直杆各段的軸力及畫軸力圖

拉)壓)

(2) 計算直杆各段的軸向變形

(伸長)

(縮短)

(3) 直杆ac的軸向變形

縮短)(注:本題的結果告訴我們,直杆總的軸向變形等於各段軸向變形的代數和)

2.20 題圖2.20所示結構,各桿抗拉(壓)剛度ea相同,試求節點a的水平和垂直位移。

( ab)

題圖2.20

(a) 解:

(3) 計算a點位移

以切線代弧線,a點的位移為:

(b) 解:

( 伸長 )

縮短 )

(3) 計算a點位移

以切線代弧線,a點的位移為:

[注:①本題計算是基於小變形假設(材料力學的理論和方法都是基於這個假設),在此假設下,所有桿件的力和變形都是沿未變形的方向。②計算位移的關鍵是以切線代弧線。)

材料力學第2章作業答案

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