工程力学(静力学与材料力学)习题及答案---静力学设计.doc

PAGE 1 — PAGE 140 — 工程力学（静力学与材料力学）习题 第13章 杆类构件的静力学设计 13－1 关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有如下结论： （A）应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效； （B）应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效； （C）应力不增加塑性变形很快增加，因而认为材料失效； （D）应力不增加塑性变形很快增加，但不意味着材料失效。 正确答案是 。 13－2 韧性材料应变硬化之后，材料的力学性能发生下列变化： （A）屈服应力提高，弹性模量降低； （B）屈服应力提高，韧性降低； （C）屈服应力不变，弹性模量不变； （D）屈服应力不变，韧性不变。 正确答案是 。 13－3 关于条件屈服应力有如下论述： （A）弹性应变为0.2%时的应力值； （B）总应变为0.2%时的应力值； （C）塑性应变为0.2%时的应力值； （D）弹性应变为0.2时的应力值。 正确答案是 。 习题13-4图 13－4 螺旋压紧装置如图所示。现已知工作所受的压紧力为F = 4kN，旋紧螺栓螺纹的内径d1 = 13.8mm，固定螺栓内径d2 = 17.3mm 习题13-4图 13－5 现场施工中起重机吊环的每一侧臂AB和BC，均由两根矩形截面杆组成，连接处A、B、C均为铰链，如图所示。已知起重载荷FP = 1200kN，每根矩形杆截面尺寸比例为b/h = 0.3，材料的许用应力= 78.5MPa。试设计矩形杆的截面尺寸b和h。 习题1 习题13-5图 13－6 图示结构中BC和AC都是圆截面直杆，直径均为d = 20mm，材料都是Q235钢，其许用应力= 157 MPa。试求该结构的许可载荷。（有人说：根据垂直方面的平衡条件，有，然后将，代入后即可得许可载荷，这种解法对吗？为什么？） 习题13-6图 习题13-6图 13－7 图示汽缸内径D = 560mm，内压p = 2.5MPa，活塞杆直径d = 100mm，所以用材料的屈服应力= 300MPa。试： 1．求活塞杆横截面上的正应力和工作安全系数； 习题13-7图 2．若连接缸体与缸盖的螺栓直径d1 = 300mm，螺栓所用材料的许用应力= 60MPa，求所需的螺栓数。 习题13-7图 13－8 起重机结构简图如图所示，其中钢丝缆绳AB的横截面面积为500mm2，许用应力= 40MPa。试求起重机的许可起重[W]。 习题13-8图 习题13-8图 习题13-9图 13－9 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 = 4000mm2，= 20MPa，杆3、4为A3 = A4 = 800mm2，= 120MPa。试求许可载荷[FP]。 习题13-9图 13－10 图示半径为R的长圆杆，材料为理想弹——塑性材料，受轴向拉力FP作用。假定加载过程中杆横截面始终保持平面，杆的弹性模量自中心至周边呈线性变化，中心处的弹性模量为E0，周边处为1.2E0。材料的屈服应力自中心至表面处均为。试求中心和表面开始屈服时的外加载荷（假设）。 习题13- 习题13-10图 13－11 某种材料的试样，直径d = 10mm，标距l0 = 100mm，由拉伸试验测得其拉伸曲线如图所示，其中d为断裂点。试： 1．求此材料的延伸率为多少？ 2．由此材料制成的构件，承受拉力FP = 40kN，若取安全因数ns = 1.2，求构件所需的横截面面积。 习题13- 习题13-11图 习题13-12图 13－12 图示杠杆机构中B处为螺栓联接，螺栓材料的许用切应力= 习题13-12图 13－13 图示的铆接件中，已知铆钉直径d = 19mm，钢板宽b = 127mm，厚度= 12.7mm，铆钉的许用切应力= 137 MPa，挤压许用应力= 314 MPa；钢板的拉伸许用应力= 98.0 MPa，挤压许用应力= 196 MPa。假设4个铆钉所受剪力相等。试求此连接件的许可载荷。 习题13- 习题13-13图 13－14 两块钢板的搭接焊缝如图所示，两钢板的厚度相同，= 12.7mm，左端钢板宽度b = 127mm，轴向加载。焊缝的许用切应力= 93.2MPa；钢板的许用应力= 137MPa。试求钢板与焊缝等强度时（同时失效称为等强度），每边所需的焊缝长度。 习题13- 习题13-14图 1