電工學(xué)第2章習(xí)題答案

1、精選ppt2-1 試求出圖2-34所示各桿1-1，2-2，及3-3截面上的軸力，并作軸力圖。精選ppt解b 使用截面法，沿截面1-1將桿分成兩段，取出右段并畫出受力圖（b）用FN1表示左段對(duì)右段的 作 用 ， 由 平 衡 方 程 F x = 0 ，得FN1=F（拉）精選ppt解b 使用截面法，沿截面1-1將桿分成兩段，取出右段并畫出受力圖（b）用FN1表示左段對(duì)右段的作用，由平衡方程Fx=0，得FN1 =F（拉）精選ppt同理，可以計(jì)算橫截面上的軸力，由截面右段圖（ ）的平衡方程，得（壓）同理，可以計(jì)算橫截面3-3上的軸力FN3，由截面3-3左段圖（d）的平衡方程Fx=0，得FN3=F（拉）精

2、選ppt2-2 試求圖2-35所示鋼桿各段內(nèi)橫截面上的應(yīng)力和桿的總變形。鋼的彈性模量E=200GPa。精選ppt左段：32594F L4 1080 10L5.0955 10mEA200 104 104 左左左左（ ）右段： 32594F L4 1040 10L0.637 10mEA200 1016 104右右右右（ ）精選ppt324F41012.73M PaA2104左左左324F4103.18M PaA4104右右右精選ppt2、各段變形的計(jì)算左、右兩段的軸力為F左 F右 ，橫截面面積A左、A右，長(zhǎng)度L左，L右均不相同，變力計(jì)算應(yīng)力分別進(jìn)行。LLL 右左555.0955 100.637 1

3、0 55.73 10m（ ）精選ppt4、計(jì)算結(jié)果表明，左段伸長(zhǎng)5.0955x 10-5m，右段伸長(zhǎng)0.637x 10-5m，全桿伸長(zhǎng)5.73 x10-5m。精選ppt2-3 圖2-36所示三角形支架，桿AB及BC都是圓截面的。桿AB直徑d120mm，桿BC直徑d240mm，兩桿材料均為Q235鋼。設(shè)重物的重量G20kN。問(wèn)此支架是否安全。精選ppt解 選取B為研究對(duì)象 1、如圖所示，由平衡方程得 Fx=0 GFBCSin30o=0 Fy=0 FABFBCCos30o=0 解得 FBC=G ABF3G精選ppt 2、正應(yīng)力為 3A BA B6A BF3 20 1 011 0.3M Pa l60

4、M PaA400 1 04 B C3B C6B CF2 20 1 031 .85M Pa l60M PaA1600 1 04 精選ppt2-4 蒸汽機(jī)的汽缸如圖2-37所示，汽缸的內(nèi)徑D400mm，工作壓力P1.2MPa。汽缸蓋和汽缸用直徑為18mm的螺栓連接。若活塞桿材料的許用應(yīng)力為50MPa，螺栓材料的許用應(yīng)力為40MPa，試求活塞桿的直徑及螺栓的個(gè)數(shù)。 精選ppt解：作用在活塞桿截面的工作應(yīng)力22N22DPFD4PdAd4由強(qiáng)度條件有 即22DPd 精選ppt所以 26226D1.2 10dP4003840mm50 10即活塞桿的直徑d62mm 由強(qiáng)度條件式得 2N2DP F4D n A

5、 4n精選ppt整理得 262262PD1.2 1040014.8D40 1018n螺栓應(yīng)至少為16個(gè)精選ppt2-5 三角形支架ABC如圖2-38所示，在C點(diǎn)受到載荷F的作用。己知，桿AC由兩根10號(hào)槽鋼所組成，AC=160MPa；桿BC是20a號(hào)工字鋼所組成，BC=100MPa。試求最大許可載荷F。 精選ppt解 選取C為研究對(duì)象 1、如圖所示，由平衡方程得 Fx=0 FAC Cos30oFBCCos30o=0 Fy=0 FAC Sin30oFFBCSin30o =0 解得 FAC =FBC=F 精選ppt 641ACACFA160 102 12.74 10406.78KN 642BCBC

6、FA100 1035.58 10355.8KNACBCFFF355.8KNF355.8KN 2、許用應(yīng)力為桿AC的承載極限：桿BC的承載極限：由得精選ppt2-6 圖2-39所示結(jié)構(gòu)中梁AB的變形及重量可忽略不計(jì)。桿1為鋼制圓桿，直徑d1=20mm，E1=200GPa；桿2為銅制圓桿，直徑d2=25mm，E2=100GPa。試問(wèn)：(1)載荷F加在何處，才能使梁AB受力后仍保持水平? (2)若此時(shí)F=30kN，求兩拉桿內(nèi)橫截面上的正應(yīng)力。精選pptAXBBFXM =0F =F2F2，BAAF 2 XM =0 F 2 X =F2F2 （ ）， （ ）AABBAABBFFE AE A解 有平衡方程得

7、由FA引起的變形等于FB引起的變形即有926926F 2XFX1.5122200 102010100 10251044 （ ）精選pptAF13.8KNBF16.2KN3AA26AF13.8 1043.97MPaA201043BB26BF16.2 1032.97MPaA25104解得X=1.08m，當(dāng)F=30KN時(shí)， 正應(yīng)力正應(yīng)力精選ppt2-7 目2-40所示銷釘連接、已知F18kN板厚t18mm，t25mm銷釘與板的材料相同，許用切應(yīng)力60MPa許用擠壓應(yīng)力p200MPa。試設(shè)計(jì)銷釘直徑d。 精選ppt 3221pp18 2 1060MPa2Ad2d4 d14mm3pp321pp18 10200MPaAtd 8 10d 1解 許用剪應(yīng)力得擠壓應(yīng)力 得d11mm精選ppt3pp312pp18 10200M Pa2At2 d 5 102 d 1擠壓應(yīng)力 得d9mm綜上可知d14mm精選pptb h20mm 12mm 100mm M2KN m 8 0 M P ap200MPa 2- 8 如圖2-41所示，齒輪與軸用平鍵連接，已知軸直徑d=70mm，鍵的尺寸，傳遞的力偶矩；鍵材料的許用應(yīng)力，試校核鍵的強(qiáng)度。精選ppt解 對(duì)軸心取矩，由平衡方程得：力偶 sd2 2MF57.1KN20.07精選ppt剪切面積為 2Ab20