1、基礎力學基礎力學2作業作業 （7-11章）章）P153 7-1（b） 試作桿的軸力圖，并指出最大拉力和最大壓力試作桿的軸力圖，并指出最大拉力和最大壓力的值及其所在的橫截面（或這類橫截面所在的區段）的值及其所在的橫截面（或這類橫截面所在的區段）。最大拉力為最大拉力為20kN，在，在CD段；最大壓力為段；最大壓力為10kN，在，在BC段。段。1m1m1m10kN20kN30kN20kNABCD10kN10kN20kN解：解：P153 7-2 試求圖示直桿橫截面試求圖示直桿橫截面1-1、2-2和和3-3上的軸力，并作軸上的軸力，并作軸力圖。如橫截面面積力圖。如橫截面面積A=200mm2，試求各橫截面

2、上的應力。，試求各橫截面上的應力。aMP100102001020631 32610 1050200 10aMP 33610 1050200 10aMP aaa20kN10kN20kN11332210kN10kN20kN解：解：P154 7-5 鉸接正方形桿系如圖所示，各拉桿所能安全地承受的鉸接正方形桿系如圖所示，各拉桿所能安全地承受的最大軸力為最大軸力為FNt=125kN,壓桿所能安全地承受的最大軸力為壓桿所能安全地承受的最大軸力為FNc=150kN,試求此桿系所能安全地承受的最大荷載試求此桿系所能安全地承受的最大荷載F的值。的值。FFABCDaaAC、BC、AD、BD均為拉桿，故均為拉桿，故

3、kNFkNF75.176212512522 F22FF22F22FF22F22C點點D點點FF22A點點AB為壓桿，故為壓桿，故kNF150 所以所以max150FkN 解：解：P155 7-8 橫截面面積橫截面面積A=200mm2的桿受軸向拉力的桿受軸向拉力F=10kN作用，作用，試求斜截面試求斜截面m-n上的正應力及切應力。上的正應力及切應力。F=10kN300mn aMP5 .37235030cos2020300 aNMPAFAF50102001010630 aMP7 .214350260sin2302sin0000300 解：解：P155 7-10 等直桿如圖示，其直徑為等直桿如圖示，

4、其直徑為d=30mm。已知。已知F=20kN,l=0.9m,E=2.1105MPa，試作軸力圖，并求桿端試作軸力圖，并求桿端D的水平位移的水平位移D以及以及B、C兩橫截面的相對縱向位移兩橫截面的相對縱向位移BCBC。20kN-20kN20kNl/32F2FF113322mmEAlFEAlFEAlFNNND04. 003. 04101 . 23 . 010202113332211 32 211220 100.30.042.1 100.034NBCFlmmEA l/3l/3ABCD解：解： 3350 1050 1066.351000.02 0.012MPaMPadh 224bsADd 332222

5、50105010102.12400.0320.0244bsbsMPaMPaDd 解：（解：（1）剪切面：）剪切面：A=dh；剪力：；剪力：Fs=F 拉桿頭部滿足剪切強度條件拉桿頭部滿足剪切強度條件 擠壓力：擠壓力：Fbs=F拉桿頭部滿足擠壓強度條件。拉桿頭部滿足擠壓強度條件。hdD50kNP P156156 7-18 7-18 試校核圖示拉桿頭部的剪切強度和擠壓強度。試校核圖示拉桿頭部的剪切強度和擠壓強度。已知：已知：D=32mmD=32mm，d=20mmd=20mm，h=12mmh=12mm，材料的許用切應力，材料的許用切應力 =100Mpa=100Mpa，許用擠壓應力，許用擠壓應力 bsb

6、s=240Mpa=240Mpa。（2）擠壓面：）擠壓面：dhF剪切面剪切面hddhADdhF擠壓面擠壓面擠壓面擠壓面)(422dDAbSP157 7-20 矩形截面木拉桿的接頭如圖所示，已知矩形截面木拉桿的接頭如圖所示，已知b =250mm，F=50KN，木材的順紋許用擠壓應力，木材的順紋許用擠壓應力bs=10MPa, 順紋許用順紋許用切應力切應力=1MPa 。試求接頭處所需的尺寸。試求接頭處所需的尺寸l和和a。PPbFFFFball mmmlMPlblFa2002 . 010125. 01050125. 01050633 mmmaMPaabFabsbs2002. 0101025. 01050

7、1025. 01050633 解：解：P183 8-1(c) 作圖示桿的扭矩圖，并指出最大扭矩的值及其所作圖示桿的扭矩圖，并指出最大扭矩的值及其所在的橫截面。在的橫截面。ABCD1.5kN.m1kN.m1.5kN.m2kN.m3kN.mE11.50.5+-單位：單位：KN.m3-P183 8-4 實心圓軸的直徑實心圓軸的直徑d=100mm，長，長l=1m，作用在兩個端面上的外力，作用在兩個端面上的外力偶之矩均為偶之矩均為Me=14kN.m，但轉向相反。材料的切變模量，但轉向相反。材料的切變模量G=8104MPa。試求：試求：（1）橫截面上的最大切應力，以及兩個端面的相對扭轉角；（）橫截面上的最

8、大切應力，以及兩個端面的相對扭轉角；（2）圖示橫截面上圖示橫截面上A、B、C三點處切應力的大小及指向。三點處切應力的大小及指向。MeMeABABOC25100解解:(1)apMPWT3 .711 . 016101433max 0410302. 10178. 01 . 03210811014 radGITlp (2)aBAMP3 .71max aCMP7 .352max TABCP183 8-5 空心鋼圓軸的外直徑空心鋼圓軸的外直徑D=80mm，內直徑，內直徑d=62.5mm，外力偶之矩為，外力偶之矩為Me=10N.m，但轉向相反。材料的切變模量，但轉向相反。材料的切變模量G=8104MPa。試

9、求：。試求：（1）橫）橫截面上切應力的分布圖；（截面上切應力的分布圖；（2）最大切應力和單位長度）最大切應力和單位長度扭轉角扭轉角。MeMeDd解解:(1)max43100.1662.50.0811680apTMPW max0.125AadMPD54104104.90 1062.58 100.0813280pTrad mGI (2)AmaxATP184 8-10 軸的許用切應力軸的許用切應力 ，切變模量，切變模量 ，單位長度桿的許用扭轉角單位長度桿的許用扭轉角 。試按強度條件及剛度。試按強度條件及剛度條件選擇此實心圓軸的直徑。條件選擇此實心圓軸的直徑。 MPa20MPaG4108 m025.0M1M2M3M4M5n nP P9 9. .5 55 5M M m m0.38kN0.38kNM Mm,m,1.05kN1.05kNM Mm,m,0.57kN0.57kNM Mm,m