材料力學(xué)習(xí)題

1、材料力學(xué)習(xí)題第12章12-1 一桅桿起重機(jī)，起重桿AB的橫截而積如圖所示。鋼絲繩的橫截面面枳為10mm2。起重桿與鋼絲的許用 力均為Q = 120MPa試校核二者的強(qiáng)度。12-2重物F=130kN懸掛在由兩根圓桿組成的吊架上。4C是鋼桿，直徑di=30mm,許用應(yīng)力QL60MPa。 8C是鋁桿.直徑如40mg許用應(yīng)力b=60MPa。已知朋C為正三角形，試校核吊架的強(qiáng)度。習(xí)題 12-2圖12-3圖示結(jié)構(gòu)中鋼索8C由一組直徑d=2mm的鋼絲組成。若鋼絲的許用應(yīng)力=160MPaz橫梁AC惟位長 度上受均勻分布載荷q =30kN/m作用.試求所需鋼絲的根數(shù)小若將AC改用由兩根等邊角鋼形成的組合桿，角鋼

2、 的許用應(yīng)力為（=160MPa.試選定所需角鋼的型號(hào)。12-4圖示結(jié)構(gòu)中AC為鋼桿，橫截面面枳如2cm2： BC桿為銅桿，橫截面?zhèn)z積=3cmM 160MPa.心 = 100MPa,試求許用戦荷F。12-5圖示結(jié)構(gòu)，桿朋為5號(hào)刪許用應(yīng)力 = 160MPa桿BC為h/b =2的矩形截面木桿，其截面尺寸 為b = 5cm/）= 10cm午用應(yīng)力 = 8MPa,承受載荷F=128kN.試求：（1）校核結(jié)構(gòu)強(qiáng)陰（2）若要求兩桿的應(yīng)力同時(shí)達(dá)到各自的許用應(yīng)力.兩桿的截血應(yīng)取女大12-6圖示螺栓，擰緊時(shí)產(chǎn)生/=的軸向變形，試求預(yù)緊力只并校核螺栓強(qiáng)度。已知如8nmd產(chǎn)如7mm, /j=6mm, /2=29mm,

3、 lmm； E=210GPa/ =500MPa。12-7圖示傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為n=500r/min,主動(dòng)輪1輸入功率R二368kW.從動(dòng)輪2和3分別輸出功率P2=147kW 和 p3=221kWo 已知=212MPa）=1 /m/G=80GPao（1）試按第四強(qiáng)度理論和剛度條件確定AB段的直徑&和BC段的直徑d2o 若朋段和BC段選用同一直徑.試確定直徑d 主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的位宜如可以重新安排.試問怎樣安排才上腋合理習(xí)題12-5圖12-8圖示鋼軸，di = 4dA4=lkN tp.許用應(yīng)力=160MPa. = /g G=80GPa,試按第三強(qiáng)度理論和剛度條件設(shè)計(jì)轆&與血12-9_500丄 400習(xí)題

4、12-7圖圖示鋼抽所受扭轉(zhuǎn)力偶矩分別為 mA42= m 及 M尹 rk 已知：4=,4=/ ( =100MPa/ ( = /mzG=80GPao試按第三強(qiáng)度理論利刖芟條件求軸的直徑。12-10圖示組合軸.套簡科応軸借兩端砂肚平扳牢固地連J妾在一起。設(shè)作用在剛性平板上的力矩2kNg 套筒和芯軸的切變模址分別為GHOGPa. Gz=80GPa,許用應(yīng)力分別為JMPa, h=110MPa：試按第三強(qiáng)度理論分別校核套筒與芯軸的強(qiáng)度。習(xí)題12-10圖1241圖示槽形截而懸臂梁 E0kN,M=70kNg rJ=35MPaz J=120MPa,試校核其強(qiáng)度。12-12圖示簡支梁，由四塊尺寸相同的木板膠合而成

5、試校核其強(qiáng)度。已知：F=4kN=400mgb二50mrM12-13圖示外伸梁山25a匸字鋼制成.其跨度/=6g全梁上受均布載荷g作用.為使支座處茲面兒B卜及跨 度中央截面C上的最大正應(yīng)力均為140MPa.試求外伸部分的長度a及戦荷集度qo12-14某四輪吊午之軌道為兩匸字形截而梁，設(shè)吊午重力必50kN戰(zhàn)大起重址EOkN.丄字鋼的許用應(yīng)力為l = 16OMPa. = 8OMPa試選擇吊午梁的工字鋼型號(hào)。q習(xí)題12J3圖12-15矩形截血簡支梁由惻形木料制成.已知F = 5kN,a = / = lOMPa.若要求在圓木中所截取的梁抗彎截 面系數(shù)具有最大值.試確定此矩形截而必 的值及所需木料的帰小上

6、徑九12-16如圖所示支承樓板的木梁，其兩端支承可視為較支.跨度/=6g兩木梁的間距。=肌樓板受均布載荷 q初2的作用。若 = !OOMPaz = 10MPa.木梁截面為矩形，物二冷 試選定其尺寸。習(xí)題12-15圖習(xí)題 12-16圖12-17圖示為一承受純彎曲的鑄詵梁，其截啲為丄形，材料的拉伸和壓縮的許用應(yīng)力之比卞鞏求水 平翼板的合理寬度機(jī)12-18圖示軋輪軸直徑D=280mmz/ = 450mmzb = 100mm.軋轆材料的許用應(yīng)力 = 100MPao試根據(jù)軋柚 的強(qiáng)度求軋規(guī)能承受的垠大軋制力F F=qb)o習(xí)題12J7圖習(xí)題12-18圖12-19某操縱系統(tǒng)中的搖臂，右端所受的力&二.截血

7、11和22均為癰寬比旳=3的矩形，材料的許用應(yīng)力 = 50MPa.試確定M及22兩個(gè)橫茲面的尺寸。12-20為了起吊IV= 300kN的大型設(shè)備.采用一臺(tái)150kN和一臺(tái)200kN的吊乍及一根輔助梁&乩如圖所示。 已知鋼材的許用應(yīng)力 = 160MPa, /=4m：試分析和汁算：1）設(shè)備吊在如的什么位宜（以到15伙N吊乖的間距a表示），才能保證兩臺(tái)吊吃都不會(huì)超戦 若以普通熱軋1序型鋼作為輔梁，確定匸字鋼型號(hào)。12-21圖示結(jié)構(gòu)中，ABC為盹10普通熱軋匸字型鋼梁，鋼梁在A處為鐵鏈支承 B處用圓截而鋼桿懸吊。已 知梁與桿的許用應(yīng)力均為（ = 160MPao試求：1）許可分布戦荷集度g：（2）圓桿直

8、徑瓦12-22組合梁如圖所示，已知q = 40kN/m,F = 48kN,梁材料的許用應(yīng)力 = 160MPao試根據(jù)形變應(yīng)變能強(qiáng) 度理論對(duì)梁的強(qiáng)度作全面校核。12-23梁受力如圖所示，已知F = zd = 32mmzE = 200GPaQ若要求加力點(diǎn)的撓度不大于許用撓度M二，試 校核梁的剛度。12-24 一端外伸的軸在-晩重力作用下發(fā)生變形.已知飛輪重VV=20kN軸材料的E = 20OGPa。軸承B處的 許用轉(zhuǎn)角=O試設(shè)i|軸徑N習(xí)題1223圖習(xí)題 1224圖12-25簡易橋式起重機(jī)的最大載荷F=20kN起重機(jī)梁為32a I字鋼 210GPa=,規(guī)定許用撓度何=廬00： 試校核梁的剛度。12

9、-26圖示承受均布載荷的簡支梁由兩根豎向放辻普通槽讎1L成。已知q = lOkN/m, / = 4m,材料的=lOOMPa.許用M=i/lOOOzE=2OOGPa：試確定槽鋼型號(hào)。卄汀 HI HI III習(xí)題 12-26圖12-27圖示三根壓桿，它們的最小橫截而血積相等，材料相同.許用應(yīng)力 = 120MPa,試校核三桿的強(qiáng)度。12-28矩形截何桿在自由瑞承受位于縱向?qū)ΨQ面內(nèi)的縱向栽荷只若已知F=60kN試求：（1）橫截而上點(diǎn)A的正應(yīng)力収巌小值的截面尚度加在上述力值下點(diǎn)3的正應(yīng)力值。a)b)c)習(xí)題12 27圖習(xí)題12-29圖12-29已知木質(zhì)簡支梁，橫截面為矩形 /=lm,h = 200mm,

10、b= 100mm：受力情況如圖所示，F(xiàn)=4kNo = 20MPa3校核勃婆12-30有一用10號(hào)工字鋼制的懸臂梁，長度為人端面處承受通過截浙形心且與z軸夾角為 的集中力F 作用。試求、為何值時(shí)，截血上危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力值為昴大。習(xí)題 12-30圖12-31兩權(quán)鋼T喘固定.另一端裝一定滑輪.拉力F可通過定滑輪與拉力為40kN的W力平衡構(gòu)件的主要 尺寸見圖. = 80MPa,試選擇適、的槽鋼型號(hào)。12-32由三根木條膠合而成的懸臂梁的如圖所示.跨長上訕，若膠合血上的許用切應(yīng)力為.木材的許用彎曲正應(yīng)力為習(xí)題2-31圖習(xí)題12-32圖12-33于揺式提升機(jī)如圖所示，最大提升力為W=lkN,提升機(jī)鈾的許用應(yīng)力

11、 = 80MPa磁第三及第四 冊殳理論設(shè)il軸的直徑。12-34圖示一齒輪傳動(dòng)軸,齒輪A上作用鉛垂力& = 5kN.齒輪B上作用水平方向力6 = 10kN.若=lOOMPa.齒輪人的直徑為300mm.齒輪8的直徑為150mg試用第四強(qiáng)度理論訃算軸的直徑。習(xí)題 1234圖12-35 41機(jī)功率P = 9kW轉(zhuǎn)速e = 715rpm,皮帶輪直徑D二250mm電動(dòng)機(jī)抽外伸長度/=120mm軸的 直徑d=40mmz軸材料的許用應(yīng)力l = 60MPa&試按最大切應(yīng)力理論校核軸的強(qiáng)迄習(xí)題 12-35圖12-36圖示傳動(dòng)軸，傳遞的功率P=7kW,轉(zhuǎn)速n = 200rpg齒輪4上作用的力F與水平切線夾角20

12、（即 壓力角）。皮帶輪B上的拉力鬥和&為水平方向.且月=2忌若軸的 = 80MPa.試對(duì)下列兩種情況.按最大切 應(yīng)力理論設(shè)訃軸的直徑。（1）忽略皮帶輪的重力Wu考慮皮帯輪的自igiv= o200_400_200 W 巧習(xí)題12-36圖12-37惻截面等直桿受橫向力F和繞軸線的外力偶M作用。由實(shí)驗(yàn)測得桿表血A點(diǎn)處沿軸線方向的線應(yīng)變 % =4xl(r*,桿表面B點(diǎn)處沿與母線成45方向的線應(yīng)變備=3.75xlO4o并知桿的抗彎截啲系數(shù)W = 6000mm3,彈性模量E=200GPa,泊松比許用應(yīng)力 = 140MPa。試按第三強(qiáng)度埋論校核桿的強(qiáng)度。12-38圖示圓碰而桿.直徑為&承受軸向力與扭力矩門乍用，桿用塑性材料制成，許用應(yīng)力為試畫 出危險(xiǎn)點(diǎn)處微體的應(yīng)力狀態(tài)圖并根據(jù)第四強(qiáng)度理建立桿的強(qiáng)度條件。12-39圖示惻截面鋼桿承受載荷& A與力矩M作用。試根據(jù)第三強(qiáng)度理論校核桿的強(qiáng)度。已知戦荷鬥=SOON. F2 = 15kN,力矩M二 m,許用應(yīng)力 = 1