材料力學習題解答第一至第十章主要

2021-03-04 09:50:45 字數 3524 閱讀 6768

chapter 1 材料力學概論

1.解:略

2.解:

(a)(b)

(c)3.解:

4.解:

chapter 2 受力桿件的內力

1.解:

2.解:

(1)剪力 (kn)

bending moment (kn*m)

shear force diagram

bending moment diagram

2-(2)

solution:

2-(3)

solution:

2-(4)

solution:

shear force (kn)

bending moment (kn*m)

shear force diagram

bending moment diagram

3-(1)

solution:

axial force (kn)

shear force (kn)

bending moment (kn*m)

axial force diagram

shear force diagram

bending moment diagram

3-(2)

solution:

axial force

shear force

bending moment

3-(3)

solution:

4.solution:

因為,而當時,,此時

當時,,為滿足物理意義,所以時,有最大值,;

當時,,當時,有最大值,;

5.solution:

6.solution:

11.solution:

chapter 3 應力和應變

1.解:設截面1-1、2-2處正應力分布均勻,記為,則

2.解:各桿件受力分析如下圖所示,

3.(此題be所受正應力由100mpa改為90mpa,所得答案與教材相符)

解:對cd部分單獨分析,有

對整體分析,有

4.解:

5.解:各桿件受力如下圖所示

6.解:

7. (所得結果與教材不一致)

解:受力分析如圖所示

8. (所得與教材不一致)

解:9.解:

10.解:

鉚釘所受總剪力;

薄壁圓截面上的切應力,

由切應力互等定律,計算ab面上的剪力為

由,得到

11.解:

12.解:

記工字樑所承受的總彎矩為,翼緣所承受的彎矩為

13.解:(此題教材提供答案有誤)

ab杆的彎矩圖,如圖所示

14.解:(此題缺少條件,應為)

20號槽鋼的引數如下;

15.解:(此題題目中no.15應改為no.16)

工字梁所受剪力圖與彎矩圖如下圖所示

no.15工字梁的引數為

16.解:

記17.解:

當獨輪車處於ab之間,記其距a點的距離為,

因為,,當,有最大值;

當獨輪車處於b點的右側,記其矩a點的距為,

因為,,當時,有最小值;

令,即,得到

18.解:

19.解:

將載荷沿圖示方向分解,;

沿y方向在載荷作用下,圖中1區2區處於受壓狀態,3區4區處於受拉狀態,;

沿x方向在載荷作用下,圖中1區4區處於受拉狀態,2區3區處於受壓狀態,;

所以4區2區所受應力有最值,且

20.解:(此題缺少條件,參照教材該條件為「杆ab的直徑為d」)

將載荷沿x軸與y軸分解,如圖所示,;

21.解:

設橫截面形心到中性軸的距離為,

22.解:

將與合成後再求解。

chapter 4 桿件的變形和位移

1.解:

2.解:

3.解:

4.解:

5.解:

記6.解:(此題缺少條件,切變彈性模量g不知)

7.解:

(1)(2)若將b,c傳遞的力偶互換,則

8.解:

(1)因為,近似可認為各點的曲率半徑的端點交於同一點,如下圖所示

(2)邊值條件

由此得到

9.解:

邊值條件得到又

10.解:

(1)略

(2)(3)

(4)略

11.解:

邊值條件

得到12.解:

運用疊加法,求解

13.解:

邊值條件

14.解:

15.解:

(1)(2)

16.解:

17.解:

18.解:(可參照劉鴻文《材料力學》第54頁例題13.14)

彈簧圈橫截面上的內力,一般有軸力,剪力和彎矩。由於軸力和剪力對變形的影響很小,可以不計,所以只考慮彎矩的影響。

又,所以

chapter 5 簡單超靜定系統的受力分析

1.解:

(1)變形協調條件為

(2)2.解:

3.解:

4.解:

chapter 6 應力分析和應變分析

1.解:

(1)(2)

(3)2.解:略

3.解:

三向應力狀態,

4.解:

(1)主平面

(2)主平面

(3)主平面

5.解:

6.解:

7.解:

(1)(2)

(3)xy平面內

(4)8.解:

(1)(2)

9.解:

任一點的壓力狀態如圖所示

10.解:

危險截面在c處

主應力最大切應力

第七章桿件組合變形時的應力分析

第八章壓感的穩定性

1.解:

由此得到(e)桿能承受的軸向壓力最大,(b)桿能承受的軸向壓力最小

2.解:

查表得到,,所以尤拉公式可用

3.解:

(a)邊桿受壓,壓力為,

所以尤拉公式可用

對角杆受拉,拉力為

(b)對角杆受壓,壓力為,

尤拉公式適用,

此時邊桿應力為

所以4.解:

,尤拉公式可用。鋼管的臨界載荷為

支架的臨界載荷為

支架的許用載荷為

5.解:

,尤拉公式可用

第九章動載荷與交變應力

1.解:

2.解:

3.解:

4.解:

5.解:

6.解:

7.解:

8.解:

(1)(2)

9.解:

第十章構件的失效準則與安全設計

1.解:

2.解:

3.解:

按第四強度理論校核

滿足強度要求

4.解:

5.解:

6.解:研究

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