北科材料力学-学习指导及习题答案

2026/4/23 14:31:01

10(5-18) 直径为d的金属丝,环绕在直径为D的轮缘上。试求金属丝内的最大正应变与最大正应力。已知材料的弹性模量为E。

11(5-23) 图示直径为d的圆木,现需从中切取一矩形截面梁。试问:(1) 如欲使所切矩形梁的弯曲强度最高,h和b应分别为何值; (2) 如欲使所切矩形梁的弯曲刚度最高,h和b应分别为何值;

解:(1) 欲使梁的弯曲强度最高,只要抗弯截面系数

取极大值,为此令

解:

(2) 欲使梁的弯曲刚度最高,只要惯性矩取极大值,为此令

12(5-24) 图示简支梁,由№18工字钢制成,在外载荷作用下,测得横截面A底边的纵向正应变ε=3.0×10-4,试计算梁内的最大弯曲正应力。已知钢的弹性模量E=200GPa,a=1m。

解:梁的剪力图及弯矩图如图所示,从弯矩图可见:

13(5-32) 图示槽形截面铸铁梁,F=10kN,Me=70kN·m,许用拉应力 [ζt]=35MPa,许用压应力[ζc]=120MPa。试校核梁的强度。

解:先求形心坐标,将图示截面看成一大矩形减去一小矩形

惯性矩

弯矩图如图所示,C截面的左、右截面为危险截面。 在C左截面,其最大拉、压应力分别为

在C右截面,其

14(5-35) 图示简支梁,由四块尺寸相同的木板胶接而成,试校核其强度。已知载荷F=4kN,梁跨度l=400mm,截面宽度b=50mm,高度h=80mm,木板的许用应力[ζ]=7MPa,胶缝的许用切应力[η]=5MPa。

解:从内力图可见木板的最大正应力

由剪应力互等定理知:胶缝的最大切应力等于横截面上的最大切应力

可见,该梁满足强度条件。

15(5-41) 图示简支梁,承受偏斜的集中载荷F作用,试计算梁内的最大弯曲正应力。已知F=10kN,l=1m,b=90mm,h=180mm。

解:


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