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第八章
习题
8-1斜杆AB的截面为100×100mm2的正方形,若P=3kN,试求其最大拉应力和最大压应力。
8—2水塔受水平风力的作用,风压的合力P=60kN。作用在离地面高H=15m 的位置,基础入土深 h=3m 设土的许用压应力[б]
=0。3MPa,基础的直径d=5m 为使基础不受拉应力最大压应力又不超过[б],求水塔连同基础的总重G允许的范围.
8-3悬臂吊车如图所示起重量(包括电葫芦)G=30kN衡量BC 为工字钢,许用应力[]=140MPa,试选择工字钢的型号(可近似按
G行至梁中点位置计算)
8-4 如图所示,已知,偏心距,竖杆的矩形截面尺寸材料是3号钢,,
规定安全系数=1.5。试校核竖杆的强度。
8—5 若在正方形截面短柱的中间处开一个槽,使截面面积减小为原截面面积的一半,问最大压应力将比不开槽时增大几倍?
8—6 图示一矩形截面杆,用应变片测得杆件上、下表面的轴向应变分别为材料的弹性模量
。
(1) 试绘制横截面的正应力分布图。
(2) 求拉力P及其偏心距e的数值。
8—7 一矩形截面短柱,受图示偏心压力P作用,已知许用拉应力许用压应力求许用压力
。
8—8 加热炉炉门的升降装置如图所示.轴AB的直径d=4cm,CD为的矩形截面杆,材料都是Q235钢,已
知力P=200N.
(1) 试求杆CD的最大正应力;
(2) 求轴AB的工作安全系数。
提示:CD杆是压缩与弯曲的组合变形问题。AB轴是弯曲与扭转的组合变形构件,E处是危险截面,M=154.5N*m,T=173.2
N*m。
8-9 一轴上装有两个圆轮如图所示,P、Q两力分别作用于两轮上并处于平衡状态。圆轴直径d=110mm,=60Mpa,试按照第
四强度理论确定许用载荷。
8—10 铁道路标的圆信号板,装在外径D=60mm的空心圆柱上。若信号板上作用的最大风载的强度p=2kPa,已知,
试按第三强度理论选定空心柱的壁厚。
8—11 一传动轴其尺寸如图所示,传递的功率P=7kW,转速,齿轮I上的啮合力与齿轮结圆切线成的夹
角,皮带轮Ⅱ上的两胶带平行,拉力为和,且。若,试在下列两种情形下,按第三强度理论选择
轴的直径。
(1) 带轮质量忽略不计;
(2) 考虑带轮质量,设其质量Q=1。8kN。
提示:(1) 情形轴的危险截面在支座B处,M=800,T=334。(2)情形轴的危险截面也在支座B处,M=877
,T=334。
8—12 已知一牙轮钻机的钻杆为无缝钢管,外直径D=152mm,内直径d=120mm,许用应力.钻杆的最大推进压
力P=180 kN,扭矩T=17.3kN*m,试按第三强度理论校核钻杆的强度。
参考答案
8—1解:对A点取矩
∑M(A)=FB×2。5—P×0。75=0
FB =0.9kN 可以得到弯矩图
FAB=P×cosΦ= 2。4kN
由轴向力产生的压应力=—2400/0。01=240000=—0。24
由弯矩在梁的截面上产生的最大正应力为
= =1125/0。000167=6.74×=6.74
在梁街面上产生的最大的拉应力
=6。74—0。24=6。5
最大的压应力
=—6。74—0。24=—6。98
8-2解: 水塔的底端的截面面积:A==19。625m2
由重力G产生的压应力为:
=G/A
由风压合力P产生的最大正应力为
=12.27m3
=M/W=P·(H+h)/W=0。088MPa
由已知条件可得: —≤0
+ ≤[ ]
0。088MPa≤≤0.212MPa
1。727kN≤G≤4。163kN
8—3 ∑M(C)= Fb×1。25-G×1。25=0
Fb=G=30kN
轴向力 FBC=Fb×cos30。=29.58kN
Mmax=18750N·m
由弯矩产生的正应力
=M·y/Iz
由轴向力产生的正应力
=FBC/A
其中A为梁的横截面面积
+ ≤[бg]=140MPa
查表得选择 18号工字钢
8—4答:算得=1。52〉,所以安全.
8-5 答:增大7倍.
8-8 答:(1)
(2)按第三强度理论,n=6。5 按第四强度理论,n=7。0
8-10 答:=0。26cm
8—11 答:(1)d=48。1mm ,(2) d=49.5mm
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