工程力学(静力学和材料力学)第版课后习题答案_范钦珊主编_第章_轴向拉伸与压缩[].doc

——————————————————————————————————————————————— 工程力学(静力学和材料力学)第2版课后习题答案_范钦珊主编_第5章_轴向拉伸与压缩[1] eBook 工程力学 （静力学与材料力学） 习题详细解答 （教师用书） (第5章) 范钦珊 唐静静 2006-12-18 1 第5章 轴向拉伸与压缩 5－1 试用截面法计算图示杆件各段的轴力，并画轴力图。 解：(a)题 (b)题 (c)题 (d)题 习题5－1图 FN x FNA x FN(kN) x -3 2 FN-10 x 5－2 图示之等截面直杆由钢杆ABC与铜杆CD在C处粘接而成。直杆各部分的直径均为d＝36 mm，受力如图所示。若不考虑杆的自重，试求AC段和AD段杆的轴向变形量ΔlAC和ΔlAD 习题5－2图 解： πdπd Es 44 150×103×2000+100×103×30004 ×=2.947mm = 200×103π×362 Es ΔlAD=ΔlAC+ ΔlAC= (FN)ABlAB(F N)BClBC 2 + 2 (FN)CDlCD πd2 Ec 4 100×103×2500×4 =2.947+=5.286mm 32 105×10×π×36 － 5－3 长度l＝1.2 m、横截面面积为1.10×l03 m2的铝制圆筒放置在固定的刚性块上； kN 刚性板 Am E固定刚性板 kN (a) (b) 习题5－3图 直径d＝15.0mm的钢杆BC悬挂在铝筒顶端的刚性板上；铝制圆筒的轴线与钢杆的轴线重合。若在钢杆的C端施加轴向拉力FP，且已知钢和铝的弹性模量分别为Es＝200GPa，Ea＝70GPa；轴向载荷FP＝60kN，试求钢杆C端向下移动的距离。 ?FPlAB解： uA?uB=（其中uA = 0） EaAa ∴ uB=60×103×1.2×103 70×103×1.10×10?3×106=0.935mm 钢杆C端的位移为 FPlBC60×103×2.1×103 uC=uB+=0.935+=4.50mm EsAs200×103××152 4 5－4 螺旋压紧装置如图所示。现已知工件所受的压紧力为F＝4 kN。装置中旋紧螺栓螺纹的内径d1＝13.8 mm；固定螺栓内径d2＝17.3 mm。两根螺栓材料相同，其许用应力[σ]＝53.0 MPa。试校核各螺栓的强度是否安全。 解：∑MB=0，FA = 2kN ∑Fy=0，FB = 6kN 习题5－4解图 习题5－4图 F4===13.37MPalt;[σ]，安全。 2?6AAd12π×13.8×104 F6000 σB=B==25.53MPalt;[σ]，安全。 AB×17.32×10?6 4 σA= 5－5 现场施工所用起重机吊环由两根侧臂组成。每一侧臂AB和BC都由两根矩形截面杆所组成，A、B 、C三处均为铰链连接，如图所示。已知起重载荷FP＝1200 kN，每根矩形 杆截面尺寸比例b/h=0.3，材料的许用应力[σ]＝78.5MPa。试设计矩形杆的截面尺寸b和h。 4 习题5－5解图 习题5－5图 解：由对称性得受力图如习题5－5解图所示。 ∑Fy=0，4FNcosα=FP F=N 1200×103FP ==3.275×105N 4cosα4? 9602+4202 σ= h≥ FNFN =≤[σ] A0.3h2 F=0.3[σ] 3.275×105 =0.118m 0.3×78.5×106 b=0.3h≥0.3×0.118=0.0354m=35.4mm h = 118mm，b = 35.4mm 5－6 图示结构中BC和AC都是圆截面直杆，直径均为d＝20mm，材料