鄭大材料力學習題集

2021-03-04 09:51:20 字數 4615 閱讀 2116

習題1-1圖示拆卸工具的爪鉤(見圖),若已知頂壓力f=20kn,求m-m截面上的內力.

1-2試求圖示m-m,n-n截面上的內力.

習題1-1圖習題1-2圖

1-3 圖示簡易托架橫樑上有吊車移動。試求截面1-1和2-2(位於集中力f左側)上的內力及其最大值.

習題1-3圖

1-4圖示圓形薄板半徑為r=100mm,變形後半徑r的增量為δr=2×10.3mm,.分別求出沿半徑和外圓周兩個方向的平均應變。

1-5圖示三角形薄板受外力作用而變形,角點b垂直向上位移為0.06mm, ab和ob仍保持為直線.試求:1)ob的平均應變; 2)ab和ob兩邊在b點的角度改變。

習題1-4圖習題1-5圖

思考題2-1 若桿件橫截面上各點處的正應力都相等,則該截面上的法向分布內力的合力必通過橫截面形心嗎? 又若桿件法向分布內力的合力通過橫截面形心,橫截面上各點處的正應力必相等嗎?

2-2 閉合薄壁截面杆受軸向拉伸如下圖所示。若已知a、b兩點間距離為a,材料的橫向變形係數。試證明該兩點距離改變量為。

2-3 試說明公式, 的應用條件,並說明e的物理意義和量綱。

2-4 三根桿件尺寸相同但材料不同,材料的曲線如圖所示,試問哪一種(1)強度高?(2)剛度大?(1)塑性好?

2-5 桿件彈性模量e=210gpa,比例極限σp=200mpa; 在軸向拉力作用下,縱向線應變為ε=8×10—4,求此時橫截面上的正應力。若拉力加大使桿件的縱向線應變增加到ε=5×10—3,問此時橫截面上的正應力能否再由胡克定律確定?

2-6 若已測得受力物體內x和y兩方向均有線應變,問在x和y兩方向是否都必有正應力? 若測得x和y兩方向均無線應變,則在x和y兩方向是否都必無正應力?

2-7 低碳鋼試樣的拉伸圖中,拉斷時的應力為何比強度極限低?

2-8 兩根桿件,同樣材料製成但橫截面積不同,它們的強度極限相同嗎?

2-9 脆性材料製成的軸向拉伸矩形截面杆,若有方向平行於軸線的裂紋,問杆的強度是否因此降低?若裂紋方向垂直於軸線,杆的強度是否因此降低?

2-10 在圖標桿系中,鋼桿1和銅杆2的許用應力分別為和,橫截面面積分別為a1 和a2 ;且》,而a2 >a 1; 能斷定銅杆2先破壞嗎?若根據節點c的平衡條件σy=0求結構的許可荷載,則,這種結論對嗎?

2-11在圖標桿系中,若1、2、3三桿的材料及橫截面面積均相同,問可否有辦法使各桿同時達到材料的許用應力值?

習題 2-1 求圖示各桿1-1、 2-2和3-3截面上的軸力,並作軸力圖。

2-2 圖示托架的ac橫樑上有吊車移動。圓截面斜桿ab直徑為20mm, 試求該杆的最大正應力。

2-3 正方形截面磚柱分上下兩段,其受力情況、各段橫截面尺寸如圖所示。已知f=50kn,試求荷載引起的最大工作應力。

2-4 圖示結構中,設由拉桿ab連線的其餘兩構件均為剛體. 拉桿ab橫截面直徑為10mm.試求拉桿內的應力。

2-5 圖示結構中, 設兩根水平橫樑都是剛體。1、2兩桿的橫截面直徑分別為10mm和20mm,求兩桿內的應力。

2-6 橫截面面積為a=1000mm2的拉桿,拉力f=40kn,

試求 (1) 最大切應力; (2) 圖示斜截面上的正應力和切應力。

2-7 圖示階梯狀直杆,各段橫截面面積分別為a1=200mm2,a2 =300 mm2,a3=400 mm2。求杆中絕對值最大的應力。

2-8 軸向壓縮試驗,在試件的a和b處分別安裝兩個變形儀, 標距為20mm, 其放大倍數分別為ka=1200, kb=900。受壓後變形儀的讀數增量分別為δa =-3.6mm,δb= 9mm。

求此材料的橫向變形因數。

2-9 某銑床工作台進給油缸如圖所示,缸內工作油壓p=2mpa,油缸內徑d=75mm, 活塞桿直徑d=18mm。已知活塞桿材料,校核活塞桿強度。

2-10 圖示液壓雙槓槓夾緊機構,右端需產生一對40kn的夾緊力。已知水平杆ab和兩連桿bc、bd的材料相同,,求三桿的橫截面直徑。

2-11拆卸工具的爪鉤(見圖2.11)由45鋼製成,其許用應力。當工具的最大頂壓力fmax=20kn時,試確定螺桿內徑d。

2-12汽車離合器踏板如圖所示。已知踏板所受壓力f1=400n,拉桿1的直徑d=9mm,槓槓臂長l=330mm,l=56mm,拉桿的許用應力,校核下拉桿1的強度。

2-13 氣動夾具如圖所示.已知氣缸內徑d=140mm,缸內氣壓p=0.6mpa.活塞桿材料為35鋼,經熱處理後.試設計活塞桿直徑d.。

2-14圖示為一手動壓力機,已知壓力機螺桿1的內徑d=40mm, 立柱2的直徑d=25mm;立柱和螺桿所用材料的許用應力[σ]=160mpa. 試按強度要求確定能給工件c上所加的許可最大壓力。

習題2-14圖

2-15 冷鐓機的曲柄滑塊結構如圖所示。鐓壓工件時,連桿ab接近垂直位置,承受鐓壓力f=1100kn.連桿為矩形截面,高度與寬度比為。

材料為45號鋼,許用應力 [σ]=58mpa。試確定連桿截面尺寸h與b。

2-16 油缸缸體與缸蓋用6個螺栓連線。已知油缸內徑d=350mm,油壓p=1mpa;螺栓材料的許用應力.求螺栓內徑。

2-17 圖示簡易吊架中, 木桿ab和鋼桿bc的橫截面面積分別為a1=100cm2和a2=6cm2;許用應力分別為和。試求許可吊重。

2-18 在圖標桿系中,鋼桿1和銅杆2的許用應力分別為和,已知荷載f=40kn,求兩桿各自的最小橫截面面積.。

2-19 桁架如圖所示, f=30kn, 材料的抗拉和抗壓許用應力分別為[σ]t=40mpa和[σ]c=160mpa,試確定ac和ad兩桿的橫截面面積。

2-20 變截面杆如圖所示,已知:a1=10cm2, a2=5cm2, e=200gpa.求杆的總伸長。

2-21習題2-7中,若e=200gpa, a=200mm, 求杆右端點的位移。

2-22鑄鐵柱尺寸如圖所示,e=120gpa。若不計自重,試求柱軸向受壓縮後長度改變量.

2-23設水平橫樑cg為剛體(變形不計),吊桿bc為銅杆,dg為鋼桿;兩桿的橫截面面積分別為a1和a2,彈性模量分別為e1和e2。如要求cg保持在水平位置,試求x。

2-24圖標桿承受沿杆軸線均勻分布的荷載,其集度為.試求該杆的伸長和應變能.。

2-25 圖標桿繫結構中,已知作用力f=35kn; ab和ac杆的直徑分別為d1=12mm, d2 =15mm, 材料的彈性模量為e=210gpa.試求a點在鉛直方向的位移。

2-26圖示三鉸拱屋架的拉桿為16錳鋼製成, 許用應力,彈性模量為e=210gpa。試按強度條件選擇拉桿直徑,並計算其伸長。

2-27設橫樑ad為剛體(變形不計),鋼索繞過無摩擦的滑輪在bd兩點懸吊橫樑於水平位置。f=20kn,鋼索橫截面面積為76.36mm2, 彈性模量e=177gpa.

試求鋼索應力和c點的垂直位移。

2-28五桿杆繫結構如圖所示.各桿抗拉剛度均為ea, .沿對角線ac作用一對力f已知. 試求a、c兩點沿對角線距離的改變。

2-29圖示鋼筋混凝土柱的橫截面,鋼筋面積與混凝土面積之比為1:40,二者彈性模量之比為10:1.問二者各承擔多少荷載?

2-30木製短柱四角用四個的等邊角鋼加固。已知角鋼和木材的許用應力分別和;彈性模量分別為e1=200gpa和e2=10gpa。試求許可荷載。

2-31 剛性杆ab左端鉸支;兩根長度相等、橫截面積相同的鋼吊桿1、2使其處於水平位置,如圖所示。若已知荷載f=50kn,兩吊桿橫截面面積a=1000 mm2,求兩桿應力。

2-32 已知三桿1、2、3的橫截面面積均為a,材料的許用應力為;橫樑ab視為剛體。求圖示結構的許可荷載[f]。

2-33 在圖示結構中,ac設為剛性橫樑(變形不計);杆1、2、3的橫截面面積相等,材料相同。f已知,試求三桿的軸力。

2-34 圖示結構的三根桿件用同一材料製成.已知三根杆的橫截面面積分別為a1=200mm2, a2=300mm2, a3=400mm2,荷載f=40kn。試求各桿橫截面應力。

2-35 圖示在銅套筒中穿過鋼螺栓,螺距為3mm。試求下述兩種工作情況下螺栓和套筒橫截面上的應力:

(1)螺母旋進1/4圈;

(2)螺母旋進1/4圈後溫度又上公升500c。

2-36 兩端固定的階梯狀杆如圖所示.已知ac段橫截面面積是bc段橫截面面積的兩倍,即a2=2a1,材料的彈性模量e=210gpa,線膨脹係數. 試求當溫度公升高300c後,該杆的最大應力。

2-37 如圖所示,剛性梁左端鉸支,另由由三根鋼桿1、2、3懸吊。三桿之橫截面面積均為20 cm2,2杆長度比1、3兩桿短,e=210gpa.。試求結構安裝後各桿橫截面的應力。

2-38 如圖所示,剛性梁由三根鋼桿1、2、3懸吊。3杆長度比1、2兩桿短,三根鋼桿的橫截面面積均為2cm2, e=210gpa。試求結構安裝後各桿橫截面的應力。

2-39 在圖標桿系中,1和2桿長l。3杆ab比名義長度略短,誤差為。若各桿材料相同,橫截面面積相同。試求裝配後各桿的軸力。

2-40 圖標桿系中,兩桿同為鋼桿,e=200gpa,橫截面面積同為a=10 cm2,材料線膨脹係數。若1杆bc溫度降低200c,而2杆cd的溫度不變,試求兩桿應力。

2-41 圖中橫樑ab為剛體(變形可不計),荷載f=50kn。鋼桿1和銅杆2的彈性模量、線膨脹係數分別為和,和;橫截面面積和長度相同:,l1=l2 。

若該梁在荷載和溫度變化的作用下始終保持水平位置。求溫度的改變量。

思考題1. 利用切應力互等定理討論圖示受扭杆件橫截面上外角點a和內角點b處的切應力是否為零。(桿件內、外表面上無切向外力)

2。等直圓杆1、2的直徑和長度都相同,但材料不同。下面的結論哪乙個是正確的:

(1)兩桿的最大切應力τmax及單位長度扭轉角θ是相同的。

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