电工学第2章习题答案PPT课件

2021/7/2212-1 试求出图2-34所示各杆1-1，2-2，及3-3截面上的轴力，并作轴力图。2021/7/222解b 使用截面法，沿截面1-1将杆分成两段，取出右段并画出受力图（b）用FN1表示左段对右段的 作 用 ， 由 平 衡 方 程 F x = 0 ，得FN1=F（拉）2021/7/223解b 使用截面法，沿截面1-1将杆分成两段，取出右段并画出受力图（b）用FN1表示左段对右段的作用，由平衡方程Fx=0，得FN1 =F（拉）2021/7/224同理，可以计算横截面上的轴力，由截面右段图（ ）的平衡方程，得（压）同理，可以计算横截面3-3上的轴力FN3，由截面3-3左段图（d）的平衡方程Fx=0，得FN3=F（拉）2021/7/2252-2 试求图2-35所示钢杆各段内横截面上的应力和杆的总变形。钢的弹性模量E=200GPa。2021/7/226左段：32594F L4 1080 10L5.0955 10mEA200 104 104 左左左左（ ）右段： 32594F L4 1040 10L0.637 10mEA200 1016 104右右右右（ ）2021/7/227324F41012.73M PaA2104左左左324F4103.18M PaA4104右右右2021/7/2282、各段变形的计算左、右两段的轴力为F左 F右 ，横截面面积A左、A右，长度L左，L右均不相同，变力计算应力分别进行。LLL 右左555.0955 100.637 10 55.73 10m（ ）2021/7/2294、计算结果表明，左段伸长5.0955x 10-5m，右段伸长0.637x 10-5m，全杆伸长5.73 x10-5m。2021/7/22102-3 图2-36所示三角形支架，杆AB及BC都是圆截面的。杆AB直径d120mm，杆BC直径d240mm，两杆材料均为Q235钢。设重物的重量G20kN。问此支架是否安全。2021/7/2211解 选取B为研究对象 1、如图所示，由平衡方程得 Fx=0 GFBCSin30o=0 Fy=0 FABFBCCos30o=0 解得 FBC=G ABF3G2021/7/2212 2、正应力为 3A BA B6A BF3 20 1 011 0.3M Pa l60M PaA400 1 04 B C3B C6B CF2 20 1 031 .85M Pa l60M PaA1600 1 04 2021/7/22132-4 蒸汽机的汽缸如图2-37所示，汽缸的内径D400mm，工作压力P1.2MPa。汽缸盖和汽缸用直径为18mm的螺栓连接。若活塞杆材料的许用应力为50MPa，螺栓材料的许用应力为40MPa，试求活塞杆的直径及螺栓的个数。 2021/7/2214解：作用在活塞杆截面的工作应力22N22DPFD4PdAd4由强度条件有 即22DPd 2021/7/2215所以 26226D1.2 10dP4003840mm50 10即活塞杆的直径d62mm 由强度条件式得 2N2DP F4D n A 4n2021/7/2216整理得 262262PD1.2 1040014.8D40 1018n螺栓应至少为16个2021/7/22172-5 三角形支架ABC如图2-38所示，在C点受到载荷F的作用。己知，杆AC由两根10号槽钢所组成，AC=160MPa；杆BC是20a号工字钢所组成，BC=100MPa。试求最大许可载荷F。 2021/7/2218解 选取C为研究对象 1、如图所示，由平衡方程得 Fx=0 FAC Cos30oFBCCos30o=0 Fy=0 FAC Sin30oFFBCSin30o =0 解得 FAC =FBC=F 2021/7/2219 641ACACFA160 102 12.74 10406.78KN 642BCBCFA100 1035.58 10355.8KNACBCFFF355.8KNF355.8KN 2、许用应力为杆AC的承载极限：杆BC的承载极限：由得2021/7/22202-6 图2-39所示结构中梁AB的变形及重量可忽略不计。杆1为钢制圆杆，直径d1=20mm，E1=200GPa；杆2为铜制圆杆，直径d2=25mm，E2=100GPa。试问：(1)载荷F加在何处，才能使梁AB受力后仍保持水平? (2)若此时F=30kN，求两拉杆内横截面上的正应力。2021/7/2221AXBBFXM =0F =F2F2，BAAF 2 XM =0 F 2 X =F2F2 （ ）， （ ）AABBAABBFFE AE A解 有平衡方程得由FA引起的变形等于FB引起的变形即有926926F 2XFX1.5122200 102010100 10251044 （ ）2021/7/2222AF13.8KNBF16.2KN3AA26AF13.8 1043.97MPaA201043BB26BF16.2 1032.97MPaA25104解得X=1.08m，当F=30KN时， 正应力正应力2021/7/22232-7 目2-40所示销钉连接、已知F18kN板厚t18mm，t25mm销钉与板的材料相同，许用切应力60MPa许用挤压应力p200MPa。试设计销钉直径d。 2021/7/2224 3221pp18 2 1060MPa2Ad2d4 d14mm3pp321pp18 10200MPaAtd 8 10d 1解 许用剪应力得挤压应力 得d11mm2021/7/22253pp312pp18 10200M Pa2At2 d 5 102 d 1挤压应力 得d9mm综上可知d14mm2021/7/2226bh20mm 12mm 100mm M2KN m 8 0 M P ap200MPa 2- 8 如图2-41所示，齿轮与轴用平键连接，已知轴直径d=70mm，键的尺寸，传递的力偶矩；键材料的许用应力，试校核键的强度。2021/7/2227解 对轴心取矩，由平衡方程得：力偶 sd2 2MF57.1KN20.072021/7/2228剪切面积为 2Ab20 1002000mm 切应力 3s61F57.1 1028.55MPa80MPaA2000 10校核键的挤压强度，挤压面积 22h12 100A600mm222021/7/2229挤压应力 3spp62F57.1 1095.17MPa200MPaA600 10