二、轴向拉伸和压缩2-1试求图示各杆1-12-2试求图示等直杆横截面1-1,2-23-3上的轴力,并作轴力图。若横截面面积,试求各横截面上的挠度。返回2-3试求图示阶梯状直杆横截面1-1,2-2和3-3返回2-4图示一混和钢梁结构的估算简图。山墙的上弦用钢筋混凝土制成。下边的拉杆和中间竖向撑杆用型钢构成,其截面均为两个的等腰型钢。已知外墙承受集度为的竖直均布载荷。试求拉杆AE和EG横截面上的挠度。I-I分离体求挠度75等腰型钢的面积A=11.5cm返回2-5(2-6)图示拉杆承受轴向拉力,杆的横截面面积如以表示斜截面与横截面的倾角,试求当,30,45,60,90返回2-6(2-8)一木桩柱受力如图所示。柱的横截面为周长200mm的正圆形,材料可觉得符合胡克定律,其弹性挠度E=10GPa。如不计柱的自重,试求:(1)作轴力图;(2)各段柱横截面上的挠度;(3)各段柱的横向线应变;(4)柱的总变型。返回2-7(2-9)一根半径的圆截面杆,承受轴向拉力,其伸长为。试求杆横截面上的挠度与材料的弹性挠度2-8(2-11)受轴向拉力作用的箱形薄壁杆如图所示。已知该杆材料的弹性常数为横截面上的线应变相同因而返回2-9(2-12)图示结构中,AB为水平放置的刚性杆,杆1,2,3材料相同,其弹性挠度E=,已知C点的水平位移和铅垂位移。
解:(1)受力图((向上)(向上)为保证A移至,由图中几何关系知;返回第三章扭转3-13-23-33-43-53-63-73-83-93-103-11-123-1一传动轴作匀速转动,怠速,轴上装有五个轮子,主动轮输入的功率为60kW,从动轮,,,,依次输出18kW,12kW,22kW和8kW。试作轴的扭力图。返回3-2(3-3)圆轴的半径,怠速为。若该轴横截面上的最大切挠度等于,试问所传递的功率为多大?返回3-3(3-5)实心圆轴的半径mm,长m,其两端所受外力偶矩,材料的切变挠度(1)最大切挠曲及两端截面间的相对扭转角;(2)图示截面上A,B,C三点处切挠度的数值及方向;返回3-4(3-6)图示一等直圆杆,已知(1)最大切挠度;(2)截面A相对于截面C的扭转角。解:(1)由已知得扭力图(返回3-5(3-12)宽度相等的两根受扭圆轴,一为空心圆轴,一为实心圆轴,二者材料相同,受力情况也一样。实心轴半径为d;空心轴直径为D,外径为。试求当空心轴与实心轴的最大切挠度均达到材料的许用切挠度),扭力相等时的重量比和挠度比。解:重量比=由于返回3-6(3-15)图示等直圆杆,已知外力偶矩许用切挠度,许可单位宽度扭转角切变泊松比。
试确定该轴的半径(1)考虑硬度,最大扭力在BC段,且返回3-7(3-16)阶梯形圆杆,AE段为空心,直径=140mm,外径d=100mm;BC段为实心,半径d=100mm。外力偶矩。试校核该轴的硬度和挠度。解:扭力图如图(故硬度满足。(2)挠度BC段:BC段挠度基本满足。AE段:AE段挠度满足,即便EB段挠度也满足。返回3-8(3-17)习题3-1中所示的轴,材料为钢,其许用切挠度变泊松比,许可单位宽度扭转角。试按硬度及挠度条件选择圆轴的半径。3-1题得:故选用返回3-9(3-18)一半径为的实心圆杆如图,在承受扭转质心矩后,测得圆杆表面与横向线成方向上的线应变为。试导入以G的表达式。解:圆杆表面贴应变片处的切挠度为圆杆扭转时处于纯剪切状态,图(式(2)代入(1):返回3-10(3-19)有一壁厚为25mm、内径为250mm的空心薄壁圆管,其宽度为1m,作用在轴两端面内的外力偶矩为180。试确定管中的最大切挠度,3-11(3-21)簧杆半径mm的圆锥形密圈螺旋弹簧,受拉力用,弹簧的平均半径为mm,材料的切变挠度(1)簧杆内的最大切挠度;(2)为使其伸长量等于6mm所需的弹簧有效圈数。返回3-12(3-23)图示圆形截面钢杆承受一对外质心矩。
已知材料的切变挠度(1)杆内最大切挠度的大小、位置和方向;(2)横截面矩边中点处的切挠度;(3)杆的单位宽度扭转角。MPa返回第四章弯曲挠度4-14-24-34-44-54-64-74-84-94-104-1(4-1)试求图示各梁手指定截面上的弯矩和挠度。返回4-2(4-2)试写出下述各梁的弯矩多项式和挠度多项式,并作弯矩图和挠度图。)AB段:BC段:(g)AB段内:BC段内:BC段内:CD段内:返回4-3(4-3)试借助载荷集度、剪力和挠度间的微分关系作下述各梁的弯矩图和挠度图。返回4-4(4-4)试作下述具有中间铰的梁的弯矩图和挠度图。返回4-5(4-6)已知主梁的弯矩图如图所示。试作梁的挠度图和载荷图。已知梁上没有集中质心作用。返回4-6(4-7)试依照图示主梁的挠度图做出梁的弯矩图与载荷返回4-7(4-15)试作图示刚架的弯矩图、弯矩图和轴力图。返回4-8(4-18)圆圆弧曲杆受力如图所示。已知曲杆轴线的直径为R,试写出任意横截面C上弯矩、弯矩和轴力的表达式(表示成角的函数),并词曲杆的弯矩图、弯矩图和轴力图。返回4-9(4-19)图示铲车梁,铲车的每位轮子对梁的斥力都是F,试问:(1)铲车在哪些位置时,梁内的挠度最大?最大挠度等于多少?(2)铲车在哪些位置时,梁的支座反力最大?最大支反力和最大弯矩各等于多返回4-10(4-21)宽度为250mm、截面规格为的薄尺子,因为两端外力偶的作用而弯成中心角为的弧形。
已知弹性泊松比。试求尺子横截面上的最大正挠度。解:由中性层的曲率公式及横截面上最大弯曲正挠度公式由几何关系得:于是尺子横截面上的最大正挠度为:返回第五章梁弯曲时的位移5-15-25-35-45-55-65-75-85-1(5-13)试按迭加原理并借助附表IV求解习题5-4。(向上)(向下)返回5-2(5-14)试按迭加原理并借助附表IV求解习题5-5。解:剖析梁的结构方式,而导致BD段变型的外力则如图(a)所示,即剪力与简支梁端受一集中质心M作用时,跨中点应力为。用到此处再借助迭加原理得截面惯量(向下)返回5-3(5-15)试按迭加原理并借助附表IV求解习题5-10。返回5-4(5-16)试按迭加原理并借助附表IV求解习题5-7原梁可分解成图5-16a5-16a又可分解成图5-16b由附表得返回5-5(5-18)试按迭加原理求图示梁中间铰C处的应力,并描出梁挠度线的大致形状。已知EI为常量。返回5-6(5-19)试按迭加原理求图示平面折杆自由端截面C的铅垂位移和水平位移。已知杆各段的横截面面积均为A,弯曲挠度均为EI返回5-7(5-25)杉木桁条的横截面为方形,跨长为4m,两端可视为简支梁,全跨上作用有集度为的均布载荷。
已知松木的许用挠度,弹性泊松比。桁条的许可相对刚度为。试求桁条横截面所需的半径。(桁条可视为等直圆木梁估算,半径以跨中为准。)解:均布载荷主梁,其危险截面坐落跨中点,最大挠度为,依照硬度条件有从满足硬度条件,得梁的半径为对圆木半径的均布载荷,跨径的最大应力而相对刚度为由梁的挠度条件有为满足梁的挠度条件,梁的半径有由上可见,为保证满足梁的硬度条件和挠度条件,圆木半径需小于返回5-8(5-26)图示角柱的右端由钢拉杆支承。已知梁的横截面为周长等于0.20;钢拉杆的横截面面积。试求拉杆的伸长及梁中点沿铅垂方向的位移解:从角柱的静力平衡,易知钢拉杆受轴向拉力40于是拉杆的伸长梁中点的铅垂位移等于因拉杆伸长造成梁中点的刚性位移与中点应力返回第六章简单超静定问题6-16-26-36-46-56-66-76-86-96-106-11-126-136-1试作图示等直杆的轴力图。解:取消(伸长),在外力作用下杆形成减短变型。由于固定端不能联通,故变型协调条件为:返回6-2图示支架承受载荷各杆由同一材料制成,其横截面面积分别为作用下因为各杆的变型,节点A移至。
此时各杆的变型此即补充等式。与上述变型对应的内力如图所示。按照节点返回6-3一刚性板由四根支柱支撑,四根支柱的宽度和截面都相同,如图所示。假如载荷作用在A点,试求这四根支柱各受力多少。解:由于2如图所示已知,4两根支柱对称,所以力作用下:变型协调条件:补充等式:求解上述三个等式得:返回6-4刚性杆AB的上端铰支,两根宽度相等、横截面面积相同的钢杆CD和EF使该刚性杆处于水平位置,如图所示。如已知,两根钢杆的横截面面返回6-5(6-7)横截面为的短木梁,用四根的等边型钢加固,并承受压力F,如图所示。已知型钢的许用挠度弹性挠度;木材的许用挠度如图所示已知,弹性泊松比。试求短木梁的许可载荷(2)许可荷载由型钢硬度条件由条石硬度条件:故许可荷载为:返回6-6(6-9)图示阶梯状杆,其下端固定,上端与支座距离。已知上、下两段杆的横截面面积分别为,材料的弹性泊松比。试作图示载荷作用下杆的轴力图。解:变型协调条件
