材料力学12要点.docx

弟12早10mm2起重杆与钢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 丝的许用力均为［疝=120Mpa ,试校核二者的强度习题2-1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 di=30mm ,许用应力［6st=160MPaBC是铝杆，直径d2= 40mm,许用应力［明尸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［o］=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［届=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=3cm20［o］st = 160MPa, ［4cop = 100MPa,试求许用载荷［F］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［日=160MPa,杆BC为hb = 2的矩形截面木杆，其截 面尺寸为b = 5cm, h = 10cm,许用应力［疝=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12-6图习题12-5图12-6图示螺栓，拧紧时产生 白=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, ［o］=500MPa12-7图示传动轴的转速为 n=500r/min ,主动轮1输入功率P〔=368kW,从动轮2和3分别输出功率 P2=147kW 和 P3=221kWo 已知［q=212MPa ,［啊=1 7m, G =80GPa1)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d2o(2)若AB段和BC段选用同一直径，试确定直径 do(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［q=160MPa，［叼=0.5 7m, 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 Mi=0.8kN - m, M2=1.2kN - m及 M3=0.4kN - m已知：li=0.3m,l2=0.7m, [ c]=100MPa,[q=0.25 7m, 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 Gi=40GPa, G2=80GPa许用应力分别为 [o]i=85MPa ,[ct2=110MPao试按第三强度理论分别校核套筒与芯轴的强度习题12-10图12-12图示简支梁，由四块尺寸相同的木板胶合而成,50mm, h = 80mm,板的许用应力[哥=7MPa ,胶缝的许用应力试校核其强度已知：F =4kN, l = 400mm, b =[]=5MPa o12-11 图示槽形截面悬臂梁， F=10kN, M=70kN - m, g]=35MPa, [ cc]=120MPa ,试校核其强度习题12-13图12-15矩形截面简支梁由圆形木料制成，已知 取的梁抗弯截面系数具有最大值，试确定此矩形截面F = 5kN, a = 1.5m,[冏=10MPa若要求在圆木中所截h/b的值及所需木料的最小上径 d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[丹=160MPa,[目=80MPa ,试选择吊车梁的工字钢型号12-16如图所示支承楼板的木梁，其两端支承可视为较支，跨度 l = 6m,两木梁的间距a = 1m,楼板受 均布载荷q=3.5kN/m2的作用若 © = 100MPa,[胃=10MPa ,木梁截面为矩形，b/h = 2/3,试选定其尺寸习题12-16图12-17图示为一承受纯弯曲的铸铁梁，其截面为，形，材料的拉伸和压缩的许用应力之比［闻/［加］=1/4, 求水平翼板的合理宽度 bo12-18 图示轧辐轴直径 D = 280mm,l = 450mm, b = 100mm ,轧辐材料的许用应力 ［o］ = 100MPa试根 据轧辐轴的强度求轧辐能承受的最大轧制力 F (F = qb)o习题12-18图习题12-17图12-19 某操纵系统中的摇臂，右端所受的力 F1=8.5kN,截面1-1和2-2均为高宽比h/b=3的矩形，材料的许用应力［弓=50MPa试确定1-1及2-2两个横截面的尺寸12-20 为了起吊 W = 300kN的大型设备，采用一台150kN和一台200kN的吊车及一根辅助梁 AB,如 图所示。

已知钢材的许用应力［@ = 160MPa, l = 4m试分析和计算：(1)设备吊在AB的什么位置(以到150kN吊车的间距a表示)，才能保证两台吊车都不会超载？(2)若以普通热轧工字型钢作为辅梁，确定工字钢型号习题12-20图习题12-19图12-21图示结构中，ABC为No 10普通热轧工字型钢梁，钢梁在 A处为较链支承，B处用圆截面钢杆悬吊已知梁与杆的许用应力均为 ［逅=160MPa试求：(1)许可分布载荷集度q；(2)圆杆直径do习题12-21图12-22 组合梁如图所示，已知q = 40kN/m, F = 48kN ,梁材料的许用应力［C］ = 160MPa试根据形变应 变能强度理论对梁的强度作全面校核习题12-22图12-23 梁受力如图所示，已知 F = 1.6kN, d = 32mm, E = 200GPa若要求加力点的挠度不大于许用 挠度［v］ = 0.05mm,试校核梁的刚度习题12-23图W = 20kN ,轴材料的 E = 200GPa轴12-24 一端外伸的轴在飞轮重力作用下发生变形，已知飞轮重 承B处的许用转角［° = 0.5%试设计轴径do习题12-24图12-25 简易桥式起重机的最大载荷 F = 20kN ,起重机梁为32a工字钢，E = 210GPa, l = 8.76m ,规定许用挠度［v］ = l/500o试校核梁的刚度。

12-26 图示承受均布载荷的简支梁由两根竖向放置普通槽钢组成 已知q = 10kN/m, l = 4m,材料的［5=100MPa,许用挠度［v］ = l/1000, E = 200GPa试确定槽钢型号习题12-25图 习题12-26图12-27图示三根压杆，它们的最小横截面面积相等，材料相同，许用应力 ［@ = 120MPa ,试校核三杆的强度12-28 矩形截面杆在自由端承受位于纵向对称面内的纵向载荷 F,若已知F = 60kN,试求：(1)横截面上点A的正应力取最小值的截面高度 h;(2)在上述h值下点B的正应力值习题12-28图习题12-27图12-29 已知木质简支梁，横截面为矩形，l = 1m, h = 200mm, b = 100mm受力情况如图所示，F = 4kN20MPa o校核强度12-30有一用10号工字钢制造的悬臂梁， 长度为l,端面处承受通过截面形心且与 z轴夹角为a的集中力F作用试求当U为何值时，截面上危险点的应力值为最大习题12-29图 习题12-30图12-31两槽钢一端固定，另一端装一定滑轮， 拉力F可通过定滑轮与拉力为 40kN的W力平衡，构件 的主要尺寸见图，［曰=80MPa,试选择适当的槽钢型号。

12-32由三根木条胶合而成的悬臂梁的如图所示， 跨长l = 1m,若胶合面上的许用切应力为 0.34MPa,木材的许用弯曲正应力为［o］ = 10MPa,许用切应力［句=1MPa,试求许可载荷F习题12-31图12-33手摇式提升机如图所示，最大提升力为 及第四强度理论设计轴的直径习题12-32图W = 1kN ,提升机轴的许用应力［o］ = 80MPa试按第三12-34 图示一齿轮传动轴，齿轮 A上作用铅垂力Fi = 5kN ,齿轮B上作用水平方向力 F2 = 10kN 若［d = 100MPa,齿轮A的直径为300mm,齿轮B的直径为150mm,试用第四强度理论计算轴的直径习题12-34图12-35 电动机功率 P = 9kW,转速n = 715rpm ,皮带轮直径 D = 250mm ,电动机轴外伸长度 l = 120mm , 轴的直径d = 40mm,轴材料的许用应力［居=60MPa试按最大切应力理论校核轴的强度习题12-35图12-36 图示传动轴，传递的功率P = 7kW,转速n = 200rpm齿轮A上作用的力F与水平切线夹角200 (即压力角)皮带轮B上的拉力F/DF2为水平方向，且F1 = 2F2o若轴的 同=80MPa,试对下列两种情 况，按最大切应力理论设计轴的直径。

1)忽略皮带轮的重力 Wo(2)考虑皮带轮的自重 W = 1.8kN习题12-36图12-37圆截面等直杆受横向力 F和绕轴线的外力偶 M作用由实验测得杆表面 A点处沿轴线方向的4 4线应变街”=4黑10 ,杆表面B点处沿与母线成45方向的线应变^5°=3.75><10 并知杆的抗弯截面系 数W = 6000mm3,弹性模量E = 200GPa,泊松比v = 0.25,许用应力 © = 140MPa试按第三强度理论校核 杆的强度习题12-37图习题12-38图12-39图示圄截面钢杆，承受载荷载荷 F1 = 500N , F2 = 15kN ,力矩 M =112-38图示圆截面杆，直径为d,承受轴向力Fn与扭力矩T作用，杆用塑性材料制成，许用应力为［@ 试画出危险点处微体的应力状态图，并根据第四强度理建立杆的强度条件习题12-39图Fi, F2与力矩M作用试根据第三强度理论校核杆的强度已知.2kN - m,许用应力［0］ = 160MPa° 12-40图示圆截面钢轴，由电机带动在斜齿轮的齿面上，作用有切向力Ft = 1.9kN、径向力Fr = 740N以及平行于轴线的外力 F = 660N。

若许用应力［H = 160MPa ,试根据第四强度理论校核轴的强度12-41图示简支梁，跨度中点承受集中载荷 F作用若横截面的宽b保持不变，试根据等强度观点确定截面高度h (x)的变化规律许用应力［居与许用切应力［丁］均为已知习题12-41图答案12-1 0AB =M7.4M P 荣[5 , O-BC =103.5MPa <[仃],安全12-2