工程力学材料力学第4版第八章知识题目解析.docx

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工程力学材料力学第4版第八章知识题目解析

第八章

习题

8-1斜杆AB的截面为100xiOOmm2的正方形，若P=3kN,试求其最大拉

应力和最大压应力。

题sia

8-2水塔受水平风力的作用，风压的合力P=60kN.作用在离地面高

H=15m的位置，基础入土深h=3m设土的许用压应力[6]

=0.3MPa,基础的直径d=5m为使基础不受拉应力最大压应力又不超过[6，求水塔连同基础的总重G允许的范围

题£-2图

8-3悬臂吊车如图所示起重量（包括电葫芦）G=30kN衡量BC为工字钢,

许用应力F]=140MPa，试选择工字钢的型号（可近似按

G行至梁中点位置计算）

题8-3图

8-4如图所示，已知P二謂，偏心距e=，竖杆的矩形截面尺寸

&―上22皿材料是3号钢，①巧"工，

规定安全系数=1.5。

试校核竖杆的强度。

■L

i

1尸

1

■

题8-4图

8-5若在正方形截面短柱的中间处开一个槽，使截面面积减小为原截面面积

的一半，问最大压应力将比不开槽时增大几倍？

题8-e

8-6图示一矩形截面杆，用应变片测得杆件上、下表面的轴向应变分别为

11x10材料的弹性模量

E=210Gfti

（1）试绘制横截面的正应力分布图。

（2）求拉力P及其偏心距e的数值。

题8-5图

8-7一矩形截面短柱，受图示偏心压力P作用，已知许用拉应力

［竹］伽叽.许用压应力［化］叫畑求许用压力

0

题87图

8-8加热炉炉门的升降装置如图所示。

轴AB的直径d=4cm，CD为

°4亦的矩形截面杆，材料都是Q235钢，6琢"匕已

知力P=200N。

（1）试求杆CD的最大正应力;

提示：

CD杆是压缩与弯曲的组合变形问题。

AB轴是弯曲与扭转的组合

变形构件，E处是危险截面，M=154.5N*m,T=173.2

N*m。

8-9一轴上装有两个圆轮如图所示，P、Q两力分别作用于两轮上并处于平

衡状态。

圆轴直径d=110mm,U=60Mpa，试按照第

四强度理论确定许用载荷。

8-10铁道路标的圆信号板，装在外径D=60mm的空心圆柱上。

若信号板上作用的最大风载的强度p=2kPa,已知门“，

试按第三强度理论选定空心柱的壁厚占。

8-11一传动轴其尺寸如图所示，传递的功率P=7kW,转速n=200r/min,

齿轮I上的啮合力&与齿轮结圆切线成□二灯的夹

角，皮带轮u上的两胶带平行，拉力为兀和码，且％2■码。

若

0_|试在下列两种情形下，按第三强度理论选择

轴的直径。

（1）带轮质量忽略不计；

（2）考虑带轮质量，设其质量Q=1.8kN。

題S'li图

提示：

（1）情形轴的危险截面在支座B处，M=800"•市，T=334"•爪

（2）情形轴的危险截面也在支座B处，M=877

H・r,t=334"•刑

8-12已知一牙轮钻机的钻杆为无缝钢管，外直径D=152mm，内直径

d=120mm，许用应力01皿"“。

钻杆的最大推进压

力P=180kN，扭矩T=17.3kN*m,试按第三强度理论校核钻杆的强度。

参考答案

8-1解：

对A点取矩

BM（A）=FbX2.5-PX0.75=0

Fb=0.9kN可以得到弯矩图

Fab=PXcos①二2.4kN

由轴向力产生的压应力=-2400/0.01=240000=-0.24

由弯矩在梁的截面上产生的最大正应力为

门3=W=1125/0.000167=6.74X『尸=6.74

在梁街面上产生的最大的拉应力

5=6.74-0.24=6.52£Pb

最大的压应力

=-6.74-0.24=-6.98阿口

=19.625m2

8-2解：

水塔的底端的截面面积：

A=1由重力G产生的压应力为：

化=G/A

由风压合力P产生的最大正应力为

32=12.27m3

C=m/W=P（H+h）/W=0.088MPa

由已知条件可得：

门"-"匸<0

J+%严］

0.088MPa<%<0.212MPa

1.727kN

8-3（C）=FbX1.25-GX1.25=0

Fb=G=30kN

轴向力FBC=FbXcos30。

=29.58kN

Mmax=18750Nm

由弯矩产生的正应力

=My/Iz

由轴向力产生的正应力

bc/A

其中A为梁的横截面面积

查表得选择18号工字钢

8-4答：

算得冃=1.52>所以安全.

8-5答：

增大7倍8-8答:

n=7.0

（2）按第三强度理论，n=6.5按第四强度理论,

8-10答：

占=0.26cm