工程力學(靜力學與材料力學)單祖輝謝傳峰合編課后習題答案-資料下載頁

　　

【正文】 B的約束反力； FB== kN(2) 考慮軸銷B的剪切強度；FBFt=Q=163。[t] d179。 mm AS1pd24考慮軸銷B的擠壓強度；sbs=FbF=B163。[sbs] d179。 mm Abd180。10d179。15 mm (3) 綜合軸銷的剪切和擠壓強度，取833 圖示接頭，承受軸向載荷F作用，試校核接頭的強度。已知：載荷F=80 kN，板寬b=80mm，板厚δ=10 mm，鉚釘直徑d=16 mm，許用應力[ζ]=160 MPa，許用切應力[η] =120 MPa，許用擠壓應力[ζbs] =340 MPa。板件與鉚釘的材料相等。 48《工程力學》習題選解 解：(1) 校核鉚釘的剪切強度；1FFt=QA== MPa163。[t]=120 MPa S14pd2(2) 校核鉚釘的擠壓強度；1=FFsbbsA=dd=125 MPa163。[sbs]=340 MPa b(3) 考慮板件的拉伸強度；對板件受力分析，畫板件的軸力圖； F x 校核11截面的拉伸強度3FsFN11=A=(b2d)d=125 MPa163。[s] =160 MPa 1校核22截面的拉伸強度 sN11=FA=Fbd)d=125 MPa163。[s] =160 MPa 1(所以，接頭的強度足夠。49《工程力學》習題選解91 試求圖示各軸的扭矩，并指出最大扭矩值。 (a) (c) 解：(a)(1) 用截面法求 T1M=0 T1=MT229。M(4) 最大扭矩值：x=0 T2=0 T2=0MTmax=M(b)(1) 求固定端的約束反力；M 229。M x=0 MA+2MM=0 MA=M50《工程力學》習題選解(2) 取11截面的左段； MA x 229。Mx=0 MA+T1=0 T1=MA=M(3) 取22截面的右段； T2229。Mx=0 MT2=0 T2=M(4) 最大扭矩值：Tmax=M注：本題如果取122截面的右段，則可以不求約束力。(c)(1) 用截面法求 2+T1=0 T1=2 kNm(3) 取22截面的左段； x 229。Mx=0 2+1+T2=0 T2=1 kNm(4) 取33截面的右段； T3 x 229。Mx=0 2T3=0 T3=2 kNm51《工程力學》習題選解(5) 最大扭矩值：T=2 kNm max(d)(1) 用截面法求229。Mx=0 1+T1=0 T1=1 kNm(3) 取22截面的左段； x 229。Mx=0 1+2+T2=0 T2=3 kNm(4) 取33截面的左段； x 229。Mx=0 1+23+T3=0 T3=0(5) 最大扭矩值：Tmax=3 kNm92 試畫題91所示各軸的扭矩圖。解：(a)T (b)T xM52《工程力學》習題選解(c)Tx (d)T x 3kNm94 某傳動軸，轉速n=300 r/min(轉/分），輪1為主動輪，輸入的功率P1=50 kW，輪輪3與輪4為從動輪，輸出功率分別為P2=10 kW，P3=P4=20 kW。(1) 試畫軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩。(2) 若將輪1與論3的位置對調，軸的最大扭矩變為何值，對軸的受力是否有利。 4P 解：(1) 計算各傳動輪傳遞的外力偶矩；M1=9550 P1= M2= M3=M4= n(2) 畫出軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩； T(Nm)Tmax= kNm(3) 對調論1與輪3，扭矩圖為； T(Nm) 955 53《工程力學》習題選解Tmax=955 kNm所以對軸的受力有利。98 圖示空心圓截面軸，外徑D=40 mm，圖示圓截面軸，AB與BC段的直徑分別為d1與d2，且d1=4d2/3，試求軸 x (2) 求最大切應力；tABmax= ===33WpABpd32pd1p()1616354《工程力學》習題選解tBCmax=比較得 TBCM16M ==31WpBCpd32pd216tmax=(3) 求C截面的轉角； 16M 3pd2jC=jAB+jBC=TABlABTBClBC+=GIpABGIpBC2Ml1230。4d246。Gp231。2247。32232。3248。4+ =41Gd42Gpd232918 題916所述軸，若扭力偶矩M=1 kNm，許用切應力[η] =80 MPa，單位長度的許用扭轉角[θ]= 0/m，切變模量G=80 GPa，試確定軸徑。解：(1) 考慮軸的強度條件；tABmaxtBCmax2M2180。1180。106180。16=163。[t] 163。80 d1179。 6M1180。10180。16=163。[t] 163。80 d2179。(2) 考慮軸的剛度條件；qABqBCMTAB18002180。106180。321800=180。163。[q] 180。180。103163。 d1179。 mm 34GIpABp80180。10180。pd1pMTBC18001180。106180。3218003=180。163。[q] 180。180。10163。 d2179。 mm 34GIpBCp80180。10180。pd2p(3) 綜合軸的強度和剛度條件，確定軸的直徑；d1179。 d2179。919 圖示兩端固定的圓截面軸，直徑為d，材料的切變模量為G，截面B的轉角為θB，試求所加扭力偶矩M之值。 解：(1) 受力分析，列平衡方程； M B 55《工程力學》習題選解229。M(2) 求AB、BC段的扭矩； x=0 MA+MMB=0TAB=MA TBC=MAM(3) 列補充方程，求固定端的約束反力偶；j32MAa32(MAAB+jBC=0 Gpd4+M)2aGpd4=0與平衡方程一起聯合解得M2A=3M M1B=3M(4) 用轉角公式求外力偶矩M；j=32MAa3ABGpd4=j M=Gpd4jBB64a56《工程力學》習題選解101 試計算圖示各梁指定截面（標有細線者）的剪力與彎矩。 (a) 解：(a)(1) 取A+截面左段研究，其受力如圖；MA+ SA+ 由平衡關系求 MA+=0(2) 求C截面 MC=(3) 求B截面 MB=Fl 57《工程力學》習題選解(b)(1) 求A、B處約束反力 RA=RB=Me l(2) 求A+截面 FSA+=RA=Mel MA+=Me(3) 求C截面 FMeSC=RA=l MlMA+=MeRA180。2=e2(4) 求B截面RBFMeSB=RB=l MB=0(c)(1) 求A、B處約束反力 B58《工程力學》習題選解RA=FbFa RB= a+ba+b(2) 求A+截面RMA+ SA+FbFSA+=RA=a+b MA+=0(3) 求C截面 RSCFSC=RA=Fba+b Ma=FabC=RA180。a+b(4) 求C+截面MC+ RBFSC+=RFaB=a+b M=RFabC+B180。b=a+b(5) 求B截面RBFFaSB=RB=a+b MB=0(d)(1) 求A+截面內力取A+截面右段研究，其受力如圖；qMB59《工程力學》習題選解FSA+lqll3l3ql2=q180。= MA+=q180。180。=22248(3) 求C截面 MC=q180。180。=22248(4) 求C+截面 MC+=q180。180。=22248(5) 求B截面 MB=0,并畫剪力與彎矩圖。 B A 解：(c)(1) 求約束反力B q 60《工程力學》習題選解RA=F RC=2F(2) 列剪力方程與彎矩方程FS1=F (0px1pl/2) M1=Fx1 (0163。x1163。l/2) FS2=F (l/2px1pl) M2=F(lx2) (l/2163。x1163。l)(3) 畫剪力圖與彎矩圖 FSx M x (d)qA (1) 列剪力方程與彎矩方程FS=ql4qx=q(l4x) (0pxpl)Mql4q1=x2x2 (0163。xpl)(2) 畫剪力圖與彎矩圖 FSql xM 61《工程力學》習題選解103 圖示簡支梁，載荷F可按四種方式作用于梁上，試分別畫彎矩圖，并從強度方面考慮，指出何種加載方式最好。 解：各梁約束處的反力均為 F/2，彎矩圖如下： M M M M(d)由各梁彎矩圖知：(d)種加載方式使梁中的最大彎矩呈最小，故最大彎曲正應力最小，從強度方面考慮，此種加載方式最佳。105 圖示各梁，試利用剪力、彎矩與載荷集度的關系畫剪力與彎矩圖。 qB (a) (b) (c) (d)62《工程力學》習題選解 q q (e) (f) 解：(a)(1) 求約束力； B M RB=F MB=2Fl(2) 畫剪力圖和彎矩圖；FS xM x (b)(1) 求約束力； MA B RA=0 MA=0(2) 畫剪力圖和彎矩圖；FS x M x63《工程力學》習題選解(c)(1) 求約束力； q RA=RB=ql 4(2) 畫剪力圖和彎矩圖；FS xM