工程力学习题集及部分解答指导

2026/1/26 21:37:03

12-1、拉压杆如图12-1所示,作出各杆的轴力图。

图12-1

解题提示

根据截面法求出各杆不同轴力段上的轴力值,而后再作出轴力图如下。

四、应用题

12-1、一根钢质圆杆长3m,直径为25cm,E=200GPa,两端作用。试计算钢杆的应力和应变。

解题提示

由应力公式? =F/A,可得应力;再由虎克定律? =E?可得?。

12-2、圆形截面杆如图12-2所示。已知E=200GPa,受到轴向拉力F=150kN。如果中间部分直径为30cm,试计算中间部分的应力? 。如杆的总伸长为0.2mm,试求中间部分的杆长。

图12-2

解题提示

求中间部分杆长可先令其为L,再由?l=?l1+?l2及虎克定律列方程可求得L。

12-3、厂房立柱如图12-3所示。它受到屋顶作用的载荷F1=120kN,吊车作用的载荷F2=100kN,E=18GPa,l1=3m,l2=7m,横截面的面积A1=400cm2错误!链接无效。A2=400cm2。试画其轴力图,并求:1)各段横截面上的应力; 2)绝对变形?l。

解题提示

分段求出应力和应变,再由?l=?l1+?l2求得?L。 图12-3

12-4、如图12-4所示零件受力F=40kN,其尺寸如图所示。试求最大应力。

图12-4

12-5、如图12-5所示,在圆截面杆上铣去一槽。已知F=10kN,d=45mm,槽宽为d /4。试求杆横截面上的最大正应力及其所在位置。

解题提示

最大正应力的所在位 图12-3

置就是图示A-A截面,在应力公式求解即可。

图12-5

12-6、一板状试件如图12-6所示,在其表面贴上纵向和横向的电阻应变片来测量试件的应变。已知b=4mm,h=30mm,当施加3kN的拉力时测得试件的纵向线应变?1=120×10-6。横向线应变?2= -38×10-6。求试件材料的弹性模量E和泊松比?。

解题提示

泊松比可由横向和纵向应变比值得到;弹性模量则可由虎克定律求得。

图12-6

12-7、蒸汽机汽缸如图12-7所示,已知D=350mm,联接汽缸和汽缸盖的螺栓直径d=20mm,如蒸汽机压力p=1MPa,螺栓材料的许用应力[?]=40MPa,试求所需螺栓的个数。

图12-7

12-8、某悬臂吊车如图12-8所示,最大起重载荷G=20kN,AB杆为Q235圆钢,许用应力[?]=120MPa。试设计AB杆的直径。

解题提示

由拉压强度条件解决截面设计问题。

12-9、三角架结构如图12-9所示, AB杆为钢杆,其横截面面积A1=600mm2,许用应力[?]G=140MPa;BC杆为木杆,其横截面面积A2=3×104mm2,许用应力[?]M=3.5MPa,试求许用载荷[F]。

解题提示

由B点受力可得F、FBA、FBC之间的关系,在由FN≤?A可得[FBA] [FBC]。

12-10、如图12-10所示为两端固定的杆件,求两端的支反力。

解:该问题为静不定问题。

FN1?FAFN2?FA?FFN3?FA?3F?l?0故?l1??l2??l3?0FA?43FFB??53F图12-8

图12-9

第十二章习题参考答案

一、判断题

12-1(错)、12-2(对)、12-3(对)、12-4(错)、12-5(错)

二、单项选择题

12-1(A)、12-2(A)、12-3(A)、12-4(2、1、3)

三、作图题略


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