第12章杆件的强度、刚度计算

材料力学习题

第12章

12-1 一桅杆起重机，起重杆AB的横截面积如图所示。钢丝绳的横截面面积为10mm2。起重杆与钢丝的许用力均为，试校核二者的强度。

习题2-1图 习题12-2图

12-2 重物F=130kN悬挂在由两根圆杆组成的吊架上。AC是钢杆，直径d1=30mm，许用应力[(]st=160MPa。BC是铝杆，直径d2= 40mm, 许用应力[(]al= 60MPa。已知ABC为正三角形，试校核吊架的强度。

12-3 图示结构中，钢索BC由一组直径d =2mm的钢丝组成。若钢丝的许用应力[(]=160MPa,横梁AC单位长度上受均匀分布载荷q =30kN/m作用，试求所需钢丝的根数n。若将AC改用由两根等边角钢形成的组合杆，角钢的许用应力为[(] =160MPa，试选定所需角钢的型号。

12-4 图示结构中AC为钢杆，横截面面积A1=2cm2；BC杆为铜杆，横截面面积A2=3cm2。[(]st = 160MPa，[(]cop = 100MPa，试求许用载荷。

习题12-3图 习题12-4图

12-5 图示结构，杆AB为5号槽钢，许用应力[(] = 160MPa，杆BC为 = 2的矩形截面木杆，其截面尺寸为b = 5cm, h = 10cm,许用应力[(] = 8MPa，承受载荷F = 128kN，试求：

(1)校核结构强度；(2)若要求两杆的应力同时达到各自的许用应力，两杆的截面应取多大？

习题12-5图 习题12-6图

12-6 图示螺栓，拧紧时产生(l = 0.10mm的轴向变形，试求预紧力F，并校核螺栓强度。已知d1=8mm, d2=6.8mm, d3=7mm, l1=6mm, l2=29mm, l3=8mm; E=210GPa, [(]=500MPa。

12-7 图示传动轴的转速为n=500r/min，主动轮1输入功率P1=368kW，kW和P3=221kW。已知[(]=212MPa，[ ( ]=1(/m, G =80GPa。

(1)试按第四强度理论和刚度条件确定AB段的直径d1和BC段的直径d2。

(2)若AB段和BC段选用同一直径，试确定直径d。

(3)主动轮和从动轮的位置如可以重新安排，试问怎样安排才比较合理？

12-8 图示钢轴，d1 = 4d2/3, M=1kN·m，许用应力[(]=160MPa，[( ]=0.5(/m, G=80GPa，试按第三强度理论和刚度条件设计轴径d1与d2。

习题12-7图 习题12-8图

12-9 图示钢轴所受扭转力偶矩分别为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。试按第三强度理论和刚度条件求轴的直径。

12-10 图示组合轴，套筒和芯轴借两端刚性平板牢固地连接在一起。设作用在刚性平板上的力矩M=2kN·m，套筒和芯轴的切变模量分别为G1=40GPa，G2=80GPa。许用应力分别为[(]1=85MPa，[(]2=110MPa。试按第三强度理论分别校核套筒与芯轴的强度。

习题12-9图 习题12-10图

12-11 图示槽形截面悬臂梁，F=10kN, M=70kN·m, [(t]=35MPa, [(c]=120MPa，试校核其强度。

12-12 图示简支梁，由四块尺寸相同的木板胶合而成，试校核其强度。已知：F =4kN, l = 400mm, b = 50mm, h = 80mm,板的许用应力[(]=7MPa，胶缝的许用应力[(]=5MPa。

习题12-11图 习题12-12图

12-13 图示外伸梁由25a工字钢制成，其跨度l=6m, 全梁上受均布载荷q作用，为使支座处截面A、B上及跨度中央截面C上的最大正应力均为140MPa，试求外伸部分的长度a及载荷集度q。

12-14 某四轮吊车之轨道为两工字形截面梁，设吊车重力W=50kN，最大起重量F=10kN，工字钢的许用应力为[(] = 160MPa，[(] = 80MPa，试选择吊车梁的工字钢型号。

习题12-