第12章桿件的強度、剛度計算

材料力學習題

第12章

12-1 一桅桿起重機，起重桿AB的橫截面積如圖所示。鋼絲繩的橫截面面積為10mm2。起重桿與鋼絲的許用力均為，試校核二者的強度。

習題2-1圖 習題12-2圖

12-2 重物F=130kN懸掛在由兩根圓桿組成的吊架上。AC是鋼桿，直徑d1=30mm，許用應力[(]st=160MPa。BC是鋁桿，直徑d2= 40mm, 許用應力[(]al= 60MPa。已知ABC為正三角形，試校核吊架的強度。

12-3 圖示結構中，鋼索BC由一組直徑d =2mm的鋼絲組成。若鋼絲的許用應力[(]=160MPa,橫梁AC單位長度上受均勻分布載荷q =30kN/m作用，試求所需鋼絲的根數n。若將AC改用由兩根等邊角鋼形成的組合桿，角鋼的許用應力為[(] =160MPa，試選定所需角鋼的型號。

12-4 圖示結構中AC為鋼桿，橫截面面積A1=2cm2；BC桿為銅桿，橫截面面積A2=3cm2。[(]st = 160MPa，[(]cop = 100MPa，試求許用載荷。

習題12-3圖 習題12-4圖

12-5 圖示結構，桿AB為5號槽鋼，許用應力[(] = 160MPa，桿BC為 = 2的矩形截面木桿，其截面尺寸為b = 5cm, h = 10cm,許用應力[(] = 8MPa，承受載荷F = 128kN，試求：

(1)校核結構強度；(2)若要求兩桿的應力同時達到各自的許用應力，兩桿的截面應取多大？

習題12-5圖 習題12-6圖

12-6 圖示螺栓，擰緊時產生(l = 0.10mm的軸向變形，試求預緊力F，并校核螺栓強度。已知d1=8mm, d2=6.8mm, d3=7mm, l1=6mm, l2=29mm, l3=8mm; E=210GPa, [(]=500MPa。

12-7 圖示傳動軸的轉速為n=500r/min，主動輪1輸入功率P1=368kW，kW和P3=221kW。已知[(]=212MPa，[ ( ]=1(/m, G =80GPa。

(1)試按第四強度理論和剛度條件確定AB段的直徑d1和BC段的直徑d2。

(2)若AB段和BC段選用同一直徑，試確定直徑d。

(3)主動輪和從動輪的位置如可以重新安排，試問怎樣安排才比較合理？

12-8 圖示鋼軸，d1 = 4d2/3, M=1kN·m，許用應力[(]=160MPa，[( ]=0.5(/m, G=80GPa，試按第三強度理論和剛度條件設計軸徑d1與d2。

習題12-7圖 習題12-8圖

12-9 圖示鋼軸所受扭轉力偶矩分別為M1=0.8kN·m，M2=1.2kN·m及M3=0.4kN·m。已知：l1=0.3m,l2=0.7m, [(]=100MPa, [(]=0.25(/m, G=80GPa。試按第三強度理論和剛度條件求軸的直徑。

12-10 圖示組合軸，套筒和芯軸借兩端剛性平板牢固地連接在一起。設作用在剛性平板上的力矩M=2kN·m，套筒和芯軸的切變模量分別為G1=40GPa，G2=80GPa。許用應力分別為[(]1=85MPa，[(]2=110MPa。試按第三強度理論分別校核套筒與芯軸的強度。

習題12-9圖 習題12-10圖

12-11 圖示槽形截面懸臂梁，F=10kN, M=70kN·m, [(t]=35MPa, [(c]=120MPa，試校核其強度。

12-12 圖示簡支梁，由四塊尺寸相同的木板膠合而成，試校核其強度。已知：F =4kN, l = 400mm, b = 50mm, h = 80mm,板的許用應力[(]=7MPa，膠縫的許用應力[(]=5MPa。

習題12-11圖 習題12-12圖

12-13 圖示外伸梁由25a工字鋼制成，其跨度l=6m, 全梁上受均布載荷q作用，為使支座處截面A、B上及跨度中央截面C上的最大正應力均為140MPa，試求外伸部分的長度a及載荷集度q。

12-14 某四輪吊車之軌道為兩工字形截面梁，設吊車重力W=50kN，最大起重量F=10kN，工字鋼的許用應力為[(] = 160MPa，[(] = 80MPa，試選擇吊車梁的工字鋼型號。

習題12-

總結

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