09化工机械班工程力学2答案.doc

09化工设备维修技术专业工程力学试题2答案 填空题：（共15分每空1分） pa 45度，滑移线 两 力矩 代数和 1/16 逆时针 力 滑动，静 法向反力 压力 均匀 抗压 二、（共10分） （1）（5分） （2）（5分） 三、简答题(共25分每题5分) 试简述求解超静定梁方法的步骤。①确定超静定次数； ②解除多余约束，用相应的反力代替； ③根据相应的变形协调条件建立补充议程； ④求解方程，解出多余约束反力，从而解出全部未知力。（各1分） 2.为什么空心圆轴比实心圆轴更能充分发挥材料的作用？ 圆轴扭转时横截面上应力呈线性分布，越接近截面中心，应力越小，那里的材料就没有充分发挥作用。作成空心轴，使得截面中心处的材料安置到轴的外缘，材料得到了充分利用,而且也减轻了构件的自重。 3．如何提高梁弯曲刚度？．试述提高构件疲劳强度的主要措施？ 构件尺寸的影响（随着试件横截面尺寸的增大，疲劳极限会相应地降低） 构件表面质量的影响（表面质量越高，疲劳极限越高） 5．试根据欧拉公式来说明选择压杆截面形状的原则 由欧拉公式知（），在其它条件不变的情况下，选择较大的轴惯性矩I，可以提高压杆的稳定性。对于轴类零件，只要结构和工艺允许，可以采用圆环形截面。至于矩形截面，设想把中性轴附近的材料移到边缘处，可采用工字型截面，或槽型钢。 四、计算题：（共50分每题10分） 1、图示阶梯形杆AC，F=10 kN，l1= l2=400 mm，A1=2A2=100 mm2，E=200GPa，试计算杆AC的轴向变形△l。 解：(1) 用截面法求AB、BC段的轴力； (2) 分段计算个杆的轴向变形； 解：(1) 研究AB杆，当A点静滑动摩擦力达到最大时，画受力图(A点约束力用全约束力表示)； 由三力平衡汇交定理可知，P、FB、FR三力汇交在D点； (2) 找出(min和( f的几何关系； (3) 得出(角的范围； 3、某传动轴，转速n=300 r/min(转/分），轮1为主动轮，输入的功率P1=50 kW，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为P2=10 kW，P3=P4=20 kW。 (1) 试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩。 (2) 若将轮1与论3的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。 解：(1) 计算各传动轮传递的外力偶矩； (2) 画出轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩； (3) 对调论1与轮3，扭矩图为； 所以对轴的受力有利。 4、图示矩形截面钢梁承受集中载荷F与集度为q的均布载荷作用试确定截面尺寸b已知载荷F=10N，q=5 N/mm，许用应力σ] =160 Mpa。 解：求约束力： 画弯矩图： (3) 依据强度条件确定截面尺寸 解得： 图示两端球形铰支细长压杆，弹性模量E＝200Gpa，试用欧拉公式计算其临界载荷。矩形截面，h＝2b＝40 mm，l＝1.0 m；解：矩形截面杆： 两端球铰μ=1， IyIz F F F l1 l2 A C B P A B C ( l P A B C (min l D (f (f FR FB 800 800 800 1 4 3 2 P4 P3 P2 P1 T(Nm) x (+) 318.3 1273.4 636.7 (-) T(Nm) x (+) 636.7 955 636.7 (-) 1m m B A q F 1m m 1m m b 2b RA RB x M 3.75kNm 2.5kNm (+) (-)