力。同时还要考虑到外力计算的误差和工作中可能出现超负荷等情况,故一般只能取极限应力的几分之一作为许用应力。
计算题:1.如图2112所示,已知:F1300N,F2160N,求11和22截面的应力。
f图2112
参考答案:解:用截面法可求得11和22截面内力。11截面内力FN1=F1300N(拉力)22截面内力FN2=F1-F2140N(拉力)
11和22截面面积A1=A2=d24=314(mm2)
11和22截面的应力为σ1=FN1A1=300314=096MPa拉应力σ2=FN2A2=140314=045MPa拉应力
2.如图2113所示,在圆钢杆上铣出一槽,已知:钢杆受拉力F=15kN作用,杆的直径d=20mm,试求AA和BB截面上的应力,说明AA和BB截面哪个是危险截面(铣去槽的截面可近似按矩形计算,暂时不考虑应力集中)。
图2113
参考答案:
解:用截面法可求得AA和BB截面内力均为FN1=FN2=F=15kNAA截面上的应力
σ
AA=
d
FN1
2
d
2
=
15000
314202202
=7009MPa
44
4
4
BB截面上的应力
σ
BB=
FNd
22
=15000314202
=4777MPa
4
4
因σAA>σBB所以AA截面是危险截面。
3.如图2114,钢拉杆受力F=40kN的作用若拉杆材料的许用应力σ=100MPa,横截面为矩形,且b=2a试确定ab的尺寸。
图2114
f参考答案:解:用截面法可求得钢拉杆截面内力均为FN=F=40kN
根据强度条件σFN≤σ得A
A=ab=2a2≥FNσ代入已知得a≥1414mm
取a为15mm,
则b为30mm。
4.汽车离合器踏板如图2115所示。已知踏板受力F=400N,压杆的直径d=9mm,L1=330mm,L2=56mm,压杆材料的许用应力〔σ〕=50MPa,试校核压杆强度。
图2115
参考答案:
解:由力矩平衡条件∑MO(Fi)=0得Fcos45°L1-FRL2=0FR=Fcos45°L1L2=400×0707×33056=16665N根据作用与反作用定理,可得压杆所受外力为
FR′=FR=16665N用截面法可求得压杆截面内力为
FN=FR′=16665N
根据强度条件σ=FN≤σ得A
σ
=FNA
=FNd2
=1666531492
=262MPa<〔σ〕
4
4
所以压杆强度足够。
5.在图2116中,AB为钢杆,其横截面积A1=600mm2,许用应力〔σ〕=140MPa;BC为木杆,横截面积A2=3×104mm2,许用应力〔σ-〕=35MPa。试求最大许可载荷FP。
f图2116
参考答案:解:支架中的AB杆、BC杆均为二力杆铰接点B的受力图如图所示,
图2116参考答案
建立图示坐标系
列平衡方程
由∑Fx=0得
∑Fy=0得
有几何关系可知
si
α08
-FRBA+FRBCcosα0FRBCsi
α-FP0cosα06
解以上两式,应用作用与反作用公理,可得AB杆、BC杆所受外力为
FRBA′=FRBA=075FPFRBC′=FRBCr