【正文】 (3) 綜合軸的強(qiáng)度和剛度條件，確定軸的直徑；919 圖示兩端固定的圓截面軸，直徑為d，材料的切變模量為G，截面B的轉(zhuǎn)角為φB，試求所加扭力偶矩M之值。AρA解：(1) 計算橫截面的極慣性矩；(2) 計算扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；916 圖示圓截面軸，AB與BC段的直徑分別為d1與d2，且d1=4d2/3，試求軸內(nèi)的最大切應(yīng)力與截面C的轉(zhuǎn)角，并畫出軸表面母線的位移情況，材料的切變模量為G。8008008001432P4P3P2P1解：(1) 計算各傳動輪傳遞的外力偶矩；(2) 畫出軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩；T(Nm) x(+)()(3) 對調(diào)論1與輪3，扭矩圖為；T(Nm) x(+)955()所以對軸的受力有利。(1) 試畫軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩。(c) (1) 用截面法求內(nèi)力，取1233截面；2kNm1kNm1kNm2kNm112233(2) 取11截面的左段；2kNm11xT1(3) 取22截面的左段；2kNm1kNm22xT2(4) 取33截面的右段；2kNm33xT3(5) 最大扭矩值：(d) (1) 用截面法求內(nèi)力，取1233截面；1kNm2kNm3kNm223311(2) 取11截面的左段；1kNm11xT1(3) 取22截面的左段；1kNm2kNm2211xT2(4) 取33截面的左段；1kNm2kNm3kNm223311xT3(5) 最大扭矩值：92 試畫題91所示各軸的扭矩圖。91 試求圖示各軸的扭矩，并指出最大扭矩值。板件與鉚釘?shù)牟牧舷嗟取?50450BACF1F28040DDFBDDd6610解：(1) 對搖臂ABC進(jìn)行受力分析，由三力平衡匯交定理可求固定鉸支座B的約束反力； (2) 考慮軸銷B的剪切強(qiáng)度；考慮軸銷B的擠壓強(qiáng)度；(3) 綜合軸銷的剪切和擠壓強(qiáng)度，取833 圖示接頭，承受軸向載荷F作用，試校核接頭的強(qiáng)度。FF10010010040FF100解：(1) 剪切實用計算公式：(2) 擠壓實用計算公式：832 圖示搖臂，承受載荷F1與F2作用，試確定軸銷B的直徑d。F1000C300123FCFN1FN3FN2解：(1) 對節(jié)點C進(jìn)行受力分析，假設(shè)三桿均受拉； FCFN1FN3FN2畫受力圖；FCFN1FN3FN2FCFN1FN3FN2 FCFN1FN3FN2列平衡方程；(2) 根據(jù)胡克定律，列出各桿的絕對變形； (3) 由變形協(xié)調(diào)關(guān)系，列補充方程；C1CC’C2300△l1C3△l2△l3 簡化后得： 聯(lián)立平衡方程可得：1桿實際受壓，2桿和3桿受拉。830 圖示桁架，桿桿2與個桿3分別用鑄鐵、銅與鋼制成，許用應(yīng)力分別為[σ1] =80 MPa，[σ2] =60 MPa，[σ3] =120 MPa，彈性模量分別為E1=160 GPa，E2=100 GPa，E3=200 GPa。l/3FD(b)FABCl/3l/3解：(1) 對直桿進(jìn)行受力分析；FBFAFDFABC列平衡方程：(2) 用截面法求出AB、BC、CD段的軸力；(3) 用變形協(xié)調(diào)條件，列出補充方程；代入胡克定律；求出約束反力：(4) 最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力； 827 圖示結(jié)構(gòu)，梁BD為剛體，桿1與桿2用同一種材料制成，橫截面面積均為A=300 mm2，許用應(yīng)力[σ]=160 MPa，載荷F=50 kN，試校核桿的強(qiáng)度。解：(1) 計算兩桿的變形；1桿伸長，2桿縮短。FABC30030012θε1ε2解：(1) 對節(jié)點A受力分析，求出AB和AC兩桿所受的力與θ的關(guān)系；FAyx300θFACFAB300 (2) 由胡克定律：代入前式得：823 題815所述桁架，若桿AB與AC的橫截面面積分別為A1=400 mm2與A2=8000 mm2，桿AB的長度l= m，鋼與木的彈性模量分別為ES=200 GPa、EW=10 GPa。從試驗中測得桿1與桿2的縱向正應(yīng)變分別為ε1=104與ε2=104，試確定載荷F及其方位角θ之值。2FFFl1l2ACB解：(1) 用截面法求AB、BC段的軸力；(2) 分段計算個桿的軸向變形； AC桿縮短。解：(1) 由814得到AB、AC兩桿所受的力與載荷F的關(guān)系；(2) 運用強(qiáng)度條件，分別對兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計算； 取[F]= kN。FABCl45012FABC30045012FABC30045012解：(1) 對節(jié)點A受力分析，求出AB和AC兩桿所受的力；Ayx450FACFABFFABFACF(2) 運用強(qiáng)度條件，分別對兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計算；所以可以確定鋼桿的直徑為20 mm，木桿的邊寬為84 mm。815 圖示桁架，桿1為圓截面鋼桿，桿2為方截面木桿，在節(jié)點A處承受鉛直方向的載荷F作用，試確定鋼桿的直徑d與木桿截面的邊寬b。該桁架在節(jié)點A處承受鉛直方向的載荷F=80 kN作用，試校核桁架的強(qiáng)度。解：(1) 用截面法求出122截面的軸力；(2) 求122截面的正應(yīng)力，利用正應(yīng)力相同；87 圖示木桿，承受軸向載荷F=10 kN作用，桿的橫截面面積A=1000 mm2，粘接面的方位角θ= 450，試計算該截面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力，并畫出應(yīng)力的方向。解：(a) FFNx(+)FFNx(+)()F(b)FNx(+)()3kN1kN2kN(c)FNx(+)()1kN1kN(d) 85 圖示階梯形圓截面桿，承受軸向載荷F1=50 kN與F2作用，AB與BC段的直徑分別為d1=20 mm和d2=30 mm ，如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求載荷F2之值。200100160xyCOC1S1C2S2解：(a) (1) 將圖形看成大圓S1減去小圓S2，形心為C1和C2；(2) 在圖示坐標(biāo)系中，x軸是圖形對稱軸，則有：yC=0(3) 二個圖形的面積和形心；(4) 圖形的形心；1003030604020yxCC1C2S1S2(b) (1) 將圖形看成大矩形S1減去小矩形S2，形心為C1和C2；(2) 在圖示坐標(biāo)系中，y軸是圖形對稱軸，則有：xC=0(3) 二個圖形的面積和形心；(4) 圖形的形心；81 試求圖示各桿的軸力，并指出軸力的最大值。x2005050150yC2CS2解:(a) (1) 將T形分成上、下二個矩形SS2，形心為CC2；(2) 在圖示坐標(biāo)系中，y軸是圖形對稱軸，則有：xC=0(3) 二個矩形的面積和形心；(4) T形的形心；C1S1yx801201010C2CS2(b) (1) 將L形分成左、右二個矩形SS2，形心為CC2；(3) 二個矩形的面積和形心；(4) L形的形心；200100160xy(a)CO1003030604020yxC(b)619試求圖示平面圖形形心位置。解：(1) 磚夾與磚之間的摩擦角：(2) 由整體受力分析得：F=W(2) 研究磚，受力分析，畫受力圖；WjfjfFRFRy(3) 列y方向投影的平衡方程；(4) 研究AGB桿，受力分析，畫受力圖；FBG3cmbAF’RjfFGxFGy(5) 取G為矩心，列平衡方程；x2005050150y(a)yx801201010(b)618 試求圖示兩平面圖形形心C的位置。磚的重量為W，提磚的合力F作用在磚對稱中心線上，尺寸如圖所示。試求棒料與V型槽之間的摩擦因數(shù)fs。已知fAB=，fBC=，今在A上作用一與水平面成30o的力F。解: (1) 研究整體，受力分析，畫出受力圖(空間任意力系)；ABCD20o22xyzdFEMzxME20oFFB zFAxFA zFBxFA zFB zFAxFBx(2) 選坐標(biāo)系A(chǔ)xyz，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。ABCD20o22xyzdFEMzxME20oF56 某傳動軸以A、B兩軸承支承，圓柱直齒輪的節(jié)圓直徑d= cm，壓力角a=20o。(尺寸單位mm)。已知皮帶緊邊拉力為200 N，松邊拉力為100 N，尺寸如題55圖所示。ABCDEMxyzabhFA yFAxFAzFBzFB yFCW解：(1) 研究勻質(zhì)薄板，受力分析，畫出受力圖(空間任意力系)；(2) 選坐標(biāo)系A(chǔ)xyz，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。ABCDEMxyzabh54 一重量W=1000 N的勻質(zhì)薄板用止推軸承A、徑向軸承B和繩索CE支持在水平面上，可以繞水平軸AB轉(zhuǎn)動，今在板上作用一力偶，其力偶矩為M，并設(shè)薄板平衡。設(shè)AD=DB，DF=FE，BC=DE，所有桿重均不計。DE桿上有一插銷F套在AC桿的導(dǎo)槽內(nèi)。ABW600CDE800300FB yFBxFA yFAxWxy解：(1) 研究整體，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；(2) 選坐標(biāo)系Bxy，列出平衡方程；(3) 研究ACD桿，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；ACDFA yFAxFD yFDxFC(4) 選D點為矩心，列出平衡方程；(5) 將FAy代入到前面的平衡方程；約束力的方向如圖所示?；喼睆絛=