1图示阶梯形圆截面杆,承受轴向荷载F1=50kN与F2的作用,AB与BC段的直径分别为d1=20mm与d2=30mm,如欲使AB与BC段横截面上的正应力相同,试求荷载F2之值。
解题思路:
(1)分段用截面法求轴力并画轴力图;
(2)由式(8-1)求AB、BC两段的应力;
(3)令AB、BC两段的应力相等,求出F2。
答案:F2=62.5kN
2变截面直杆如图所示。已知A1=8cm2,A2=4cm2,E=200GPa 。求杆的总伸长量。
解题思路:
(1)画轴力图;
(2)由式(8-6)求杆的总伸长量。
答案: l=0.075mm
3结构中,AB为刚性杆,CD为由三号钢制造的斜拉杆。已知FP1=5kN ,FP2=10kN ,l=1m ,杆CD的截面积A=100mm2 ,钢的弹性模量E=200GPa 。试求杆CD的轴向变形和刚杆AB在端点B的铅垂位移。
解题思路:
(1)画杆ACB的受力图,求杆CD的受力;
(2)由式(8-6)求杆CD的伸长量;
(3)画杆ACB的变形关系图,注意到杆ACB只能绕A点转动,杆CD可伸长并转动;
(4)由变形关系图求B的铅垂位移。
答案: lCD=2mm , By=5.65mm
4一木柱受力如图所示。柱的横截面为边长200mm的正方形,材料可认为符合胡克定律,其弹性模量E=10GPa。如不计柱的自重,试求:
(1)作轴力图;
(2)各段柱横截面上的应力;
(3)各段柱的纵向线应变;
(4)柱的总变形。
解题思路:
(1)分段用截面法求轴力并画轴力图;
(2)由式(8-1)求杆横截面的应力;
(3)由式(8-8)求各段柱的纵向线应变;
(4)由式(8-7)求柱的总变形量。
答案: AC =-2.5MPa, CB =-6.5MPa; lAB=-1.35mm
5图示的杆系结构中杆1、2为木制,杆3、4为钢制。已知各杆的横截面面积和许用应力如下:杆1、2为A1=A2=4000 mm2 , w =20 MPa ,杆3、4为A1=A2=4000 mm2 , s =120 MPa 。试求许可荷载 Fp 值。
解题思路:
(1)由整体平衡条件,求4杆的轴力;
(2)分别以C、B铰为研究对象,求1、2、3杆的轴力;
(3)由式(8-5)分别求各杆的许可荷载;
(4)选各杆许可荷载中的最小值即为许可荷载值。
答案: FP =57.6kN
6一结构受力如图所示,杆件AB、AD均由两根等边角钢组成。 已知材料的许用应力 =170MPa,试选择杆AB、AD的角钢型号。
解题思路:
(1)分析杆ED的受力,求出杆AD的轴力;
(2)分析A铰的受力,求出杆AB的轴力;
(3)由式(8-5)分别求出杆AD和杆AB的许可面积,查型钢表选择杆AB、AD的角钢型号。
答案:杆AB:2根等边角钢100×10;杆AD:2根等边角钢80×6下载本文