工程力学习题-及最终答案

第1章绪论思考题1)现代力学有哪些重要的特征？2)力是物体间的相互作用。按其是否直接接触如何分类？试举例说明。3) 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 静力学的基本研究内容和主线是什么？4)试述工程力学研究问题的一般方法。第二章刚体静力学基本概念与理论习题2-1求图中作用在托架上的合力FR。2-2已知F1=7kN，F2=5kN,求图中作用在耳环上的合力FR。2-3求图中汇交力系的合力FR。2-4求图中力F2的大小和其方向角。使a)合力FR=1.5kN,方向沿x轴。b)合力为零。2-5二力作用如图，F1=500N。为提起木桩，欲使垂直向上的合力为FR=750N，且F2力尽量小，试求力F2的大小和角。2-6画出图中各物体的受力图。2-7画出图中各物体的受力图。2-8试计算图中各种情况下F力对o点之矩。2-9求图中力系的合力FR及其作用位置。2-10求图中作用在梁上的分布载荷的合力FR及其作用位置。2-11图示悬臂梁AB上作用着分布载荷，q1=400N/m，q2=900N/m,若欲使作用在梁上的合力为零，求尺寸a、b的大小。第三章静力平衡问题习题3-1图示液压夹紧装置中，油缸活塞直径D=120mm，压力p=6N/mm2，若=30,求工件D所受到的夹紧力FD。3-2图中为利用绳索拔桩的简易方法。若施加力F=300N，=0.1弧度，求拔桩力FAD。（提示：较小时，有tg）。3-3已知q=20kN/m，F=20kN，M=16kNm，l=0.8m，求梁A、B处的约束力。3-4若F2=2F1，求图示梁A、B处的约束力。3-5图示梁AB与BC在B处用中间铰连接，受分布载荷q=15kN/m和集中力偶M=20kNm作用，求各处约束力。3-6偏心夹紧装置如图，利用手柄绕o点转动夹紧工件。手柄DE和压杆AC处于水平位置时，=30，偏心距e=15mm，r=40mm，a=120mm，b=60mm，求在力F作用下，工件受到的夹紧力。3-7塔架L=10m，b=1.2m，重W=200kN。为将其竖起，先在O端设基桩如图，再将A端垫高h，然后用卷扬机起吊。若钢丝绳在图示位置时水平段最大拉力为FT=360kN,求能吊起塔架的最小高度h及此时O处的反力。3-8汽车吊如图。车重W1=26kN,起吊装置重W2=31kN，作用线通过B点，起重臂重G=4.5kN，求最大起重量Pmax。（提示：起重量大到临界状态时，A处将脱离接触，约束力为零。）3-9求图示夹紧装置中工件受到的夹紧力FE。3-10重W的物体置于斜面上,摩擦系数为f，受一与斜面平行的力F作用。已知摩擦角<，求物体在斜面上保持平衡时，F的最大值和最小值。3-11梯子AB长L，重W=200N，靠在光滑墙上，与地面间的摩擦系数为f=0.25。要保证重P=650N的人爬至顶端A处不至滑倒，求最小角度。3-12偏心夹具如图。偏心轮O直径为D，与工作台面间摩擦系数为f，施加F力后可夹紧工件，此时OA处于水平位置。欲使F力除去后，偏心轮不会自行松脱，试利用自锁原理确定偏心尺寸e。3-13尖劈顶重装置如图。斜面间摩擦系数为f=tg。试确定：a)不使重物W下滑的最小F值。b)能升起重物W的最小F值。3-14凸轮机构如图。凸轮在力偶M作用下可绕O点转动。推杆可在滑道内上下滑动，摩擦系数为f。假设推杆与凸轮在A点为光滑接触，为保证滑道不卡住推杆，试 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 滑道的尺寸b.3-15图示为辊式破碎机简图。轧辊直径D=500mm,相对匀速转动以破碎球形物料。若物料与轧辊间摩擦系数为f=0.3,求能进入轧辊破碎的最大物料直径d。(物料重量不计)3-16求图示桁架中1、2、3杆的内力。3-17计算图示桁架中指定杆的内力，请指出杆件受拉还是受压？(=60,=30)3-18传动轴如图。AC=CD=DB=200mm，C轮直径d1=100mm，D轮直径d2=50mm，圆柱齿轮压力角为20，已知作用在大齿轮上的力F1=2kN，求轴匀速转动时小齿轮传递的力F2及二端轴承的约束力。3-19图中钢架由三个固定销支承在A、B、C支座处，受力F1=100kN，F2=50kN作用，求各处约束力。3-20试确定下述由AB二均质部分组成之物体的重心坐标xC和yC。a)物体关于x轴对称，且单位体积的重量A=B。b)物体关于x轴对称，单位体积的重量A=B/2。c)物体无对称轴，单位体积的重量A=B/2。3-21直径为D的大圆盘，比重，在A处挖有一直径为d的圆孔。若d=OA=D/4，试确定带孔圆盘的重心位置。3-22用称重法求图示连杆的重心时，将连杆小头A支撑或悬挂，大头B置于磅秤上，调整轴线AB至水平，由磅秤读出C处的反力FC。C与B在同一铅垂线上，AB=L，若FC=0.7W,试确定其重心到A点的距离x。3-23木块中钻有直径为d=20mm的二孔，如图所示。若a=60mm，b=20mm，c=40mm，试确定块体重心的坐标。第四章变形体静力学基础习题4-1试用截面法求指定截面上内力。4-2图示等直杆截面面积A=5cm2，F1=1kN，F2=2kN，F3=3kN。试画出轴力图并求图中各截面应力。4-3若题4-2中杆AB=CD=0.5m，材料为铜合金，E铜=100GPa；杆中段BC=1m，材料为铝合金，E铝=70GPa。求杆的总伸长。4-4圆截面台阶轴受力如图，材料的弹性模量E=200×103MPa，画轴力图，求各段应力、应变和杆的伸长LAB。4-5杆OD横截面面积A=10cm2，弹性模量E=200GPa，F=50kN。画轴力图，求各段应力及杆端O处的位移。4-6图示杆中AB段截面面积为A1=200mm2，BC段截面面积为A2=100mm2，材料弹性模量E=200GPa。求截面B、C的位移和位移为零的横截面位置x。4-7图示钢性梁AB置于三个相同的弹簧上，弹簧刚度为k，力F作用于图示位置，求平衡时弹簧A、B、C处所受的力。4-8杆二端固定，横截面面积为A=10cm2，F=100kN，弹性模量E=200GPa。求各段应力。4-9钢筋混凝土立柱的矩形截面尺寸为0.5m×1m，用均匀布置的8根20的钢筋增强。钢筋E1=200GPa，混凝土E2=20GPa，受力如图。求钢筋和混凝土内的应力。4-10钢管二端固支如图。截面面积A1=1cm2，A2=2cm2，L=100mm，弹性模量E=200GPa，材料的线膨胀系数为=12.5×10-6(1/C)，试求温度升高30时杆内的最大应力。第五章材料的力学性能习题5-1平板拉伸试件如图。横截面尺寸为b=30mm，t=4mm，在纵、横向各贴一电阻应变片测量应变。试验时每增加拉力F=3kN，测得的纵、横向应变增量为1=120×10-6，2=38×10-6，求所试材料的弹性模量E、泊松比，和F=3kN时的体积变化率V/V0。5-2如果工程应变e=0.2%或1%，试估计真应力、真应变与工程应力S、工程应变e的差别有多大？5-3图示结构中AB为刚性梁，二拉杆截面面积为A，材料均为弹性理想塑性，弹性模量为E，屈服应力为ys。杆1长度为L，求结构的屈服载荷FS和极限载荷FU。5-4图中AB为刚性梁。杆1、2的截面积A相同，材料也相同，弹性模量为E。a)应力—应变关系用线弹性模型，即=E。求二杆内力。b)若材料应力—应变关系用非线性弹性模型=kn，再求各杆内力。c)若材料为弹性理想塑性,试求该结构的屈服载荷FS和极限载荷FU。5-5*图中二杆截面积均为A，=30，若材料为弹性理想塑性，弹性模量为E，屈服应力为ys，求结构的屈服载荷FS。试讨论载荷F超过屈服载荷FS后杆系的变形、再平衡情况并求杆系能承受的最终极限载荷FU。5-6图中各杆截面积均为A，AK=BK=L，材料为弹性理想塑性,弹性模量为E，屈服应力为ys。1）材料为线性弹性，求各杆的内力。2）材料为弹性理想塑性，求结构的屈服载荷FS和极限载荷FU。第六章强度与连接件设计习题6-1图示桁架中各杆材料相同，其许用拉应力[]拉=160MPa，许用压应力[]压=100MPa，F=100kN，试计算杆AD、DK和BK所需的最小截面面积。6-2铰接正方形铸铁框架如图，边长a=100mm，各杆横截面面积均为A=20mm2。材料许用应力为[]拉=80MPa，[]压=240MPa，试计算框架所能承受的最大载荷Fmax。6-3图中AB为刚性杆，拉杆BD和撑杆CK材料及截面面积均相同，BD=1.5m，CK=1m，[]=160MPa，E=200GPa，试设计二杆的截面面积。6-4图中刚性梁由三根长为L=1m的拉杆吊挂，杆截面积均为2cm2,材料许用应力为[]=120MPa，若其中一根杆尺寸短了0.05%L，按下述二种情况安装后，试计算各杆应力并校核其强度。a)短杆置于中间（图a）。b)短杆置于一边（图b）。6-5钻井装置如图所示。钻杆为空心圆管，外径D=42mm，内径d=36mm，单位长度重量为q=40N/m。材料的许用应力为[]=120MPa，求其最大悬垂长度L。6-6图中5mm×5mm的方键长L=35mm，许用剪应力[]=100MPa，许用挤压应力为[j]=220MPa。若轴径d=20mm，试求键允许传递给轴的最大扭矩M及此时在手柄处所施加的力F。6-7图示接头中二端被连接杆直径为D，许用应力为[]。若销钉许用剪应力[]=0.5[]，试确定销钉的直径d。若钉和杆的许用挤压应力为[j]=1.2[]，销钉的工作长度L应为多大？6-8欲在厚度为1.2mm的板材上冲制一100×100mm的方孔，材料的剪切强度b=250MPa,试确定所需的冲压力F。6-9联轴节如图。4个直径d1=10mm的螺栓布置在直径D=120mm的圆周上。轴与连接法兰间用平键连接，平键尺寸为a=10mm，h=8mm，L=50mm。法兰厚t=20mm,轴径d=60mm，传递扭矩M=0.6kNm，设[]=80MPa，[j]=180MPa，试校核键和螺栓的强度。6-10图示搭接接头中，五个铆钉排列如图所示。铆钉直径d=25mm，[]=100MPa。板1、2的厚度分别为t1=12mm,t2=16mm,宽度分别为b1=250mm，b2=180mm。板、钉许用挤压应力均为[j]=280MPa，许用拉应力[]=160MPa，求其可以传递的最大载荷Fmax。6-11起重机撑杆AO为空心钢管，D1=105mm,d1=95mm；钢索1、2直径均为d2=25mm；材料许用应力均为[s]=60MPa，[t]=50MPa，[sj]=80MPa。1)试确定起重机允许吊重W。2)设计A处销钉直径d和长度L。第七章流体力、容器习题7-1某水渠木闸门如图。已知=9.8kN/m3，宽度b=2m，h=1.5m，求闸门上承受的水的总压力及其作用位置。7-2如图所示闸门AB，宽度为1米，可绕铰链A转动。已知h=1m，H=3m，=9.8kN/m3，不计闸门自重，求通过拉索开启闸门所须拉力F。7-3闸门AB宽为1米，左侧油深h1=1m，油=7.84kN/m3；水深h2=3m，水=9.81kN/m3，a)求闸门所受到的液体总压力及其作用位置。b)求A、B处的约束力。c)求C截面上作用内力。7-4水力变压装置如图。活塞直径D=0.3m，d=0.1m，H=9m，水=9.8kN/m3，求平衡状态时的h值。又若活塞杆材料许用应力为[]=100MPa，试设计其直径d0。7-5求图中壁面上所受到的水的总压力，=9.8kN/m3。a)d=10m，h=8m，宽度b=2m；b)d=4m，h=6m，宽度b=1m；c)d=4m，h=10m，宽度b=2m；7-6图示压力容器，内径d=1m，壁厚t=10mm，材料许用应力为[]=120MPa，试计算其最大许用压力p。7-7球形压力容器外径D=2m，工作压力为20个大气压，材料许用应力为[]=150MPa，试设计其壁厚t。7-8图示油缸内径D=560mm，油压p=2.5MPa，活塞杆直径d=100mm。a)若活塞杆材料ys=300MPa，求其工作安全系数n。b)若缸盖用直径d1=30mm的螺栓与油缸连接，螺栓材料许用应力为[]=100MPa，求所需的螺栓个数k。c)若缸体材料许用应力[]=120MPa,试确定其壁厚t。7-9球形压力容器直径为D=2m，工作压力为p=2MPa，[s]=100MPa；二半球用d=30mm的螺栓紧固，[s]=200MPa。试设计其壁厚t并确定螺栓数n。7-10水槽闸门开启机构如图。水深h=1m，水槽宽度为b=2m，=9.8kN/m3。a)求为使水槽关闭，所需的最小力F。b)若B处销钉的直径d=20mm，材料的许用应力为[]=120MPa，[j]=200MPa，试校核其强度。第八章圆轴的扭转习题8-1试作图示各杆的扭矩图。8-2一实心圆杆直径d=100mm，扭矩MT=100kNm，试求距圆心d/8、d/4及d/2处的剪应力，并绘出横截面上剪应力分布图。8-3圆轴A端固定，受力如图。AC=CB=1m，剪切弹性模量G=80GPa，试求：(1)实心和空心段内的最大和最小剪应力，并绘出横截面上剪应力分布图；(2))B截面相对A截面的扭转角BA。8-4阶梯形空心圆轴如图所示。已知A、B和C处的外力偶矩分别为MA=80Nm、MB=50Nm、MC=30Nm，材料的剪切弹性模量G=80GPa，轴的许用剪应力[]=60MPa，许用扭转角[]=1/m，试校核轴的强度与刚度。8-5实心轴和空心轴通过牙嵌式离合器连接在一起。已知其转速n=98r/min，传递功率Np=7.4kW，轴的许用剪应力[]=40MPa。试设计实心轴的直径D1，及内外径比值为=0.5的空心轴的外径D2和内径d2。8-6机械设计中，初步估算旋转轴直径时，强度与刚度条件常分别采用下列公式：；式中NP为功率(kW)，n为转速(r/min)。试推证上述公式并导出A、B的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式。8-7空心钢轴的外径D=100mm，内径d=50mm，材料的剪切弹性模量G=80GPa。若要求轴在2m内的最大扭转角不超过1.5，试求所能承受的最大扭矩及此时轴内的最大剪应力。8-8传动轴的转速n=500r/min，主动轮A输入功率NpA=367kW，从动轮B、C分别输出功率NpB=147kW、NpC=220kW。已知材料的许用剪应力[]=70MPa，材料的剪切弹性模量G=80GPa，许用扭转角[]=1/m。试确定AB段的直径d1和BC段的直径d2。8-9一端固定的钢制圆轴如图。在转矩MB和MC的作用下，轴内产生的最大剪应力为40.8MPa，自由端转过的角度为AC=0.98×10rad。已知材料的剪切弹性模量G=80GPa，试求作用在轴上的转矩MB和MC的大小。8-10实心圆轴如图，已知输出扭矩MB=MC=1.64kN.m，MD=2.18kN.m；材料G=80GPa，[]=40MPa，[]=1/m，a）求输入扭矩MA；b）试设计轴的直径。c）按=0.5重新设计空心轴的尺寸并与实心轴比较重量。8-11图中实心圆轴d=50mm，二端固定。a)已知MC=1.64kN.m，求反力偶矩。b)若材料为理想塑性且ys=100MPa，求屈服扭矩MS和极限扭矩MU。第九章梁的平面弯曲习题9-1试画出图中各梁的剪力图与弯矩图，并确定梁中的和。9-2跳板如图。A端固支，C处为滚动铰支承，距离a可调。为使不同体重的跳水者跳水时在跳板中引起的最大弯矩都相同，试问距离a应随体重W如何变化？9-3T形截面梁如图所示，试确定中性轴的位置yc；计算截面惯性矩Iz。若承受的弯矩M=M0，求梁中的最大拉应力和最大压应力。9-5正方形截面处于图示两不同位置时，如二者的最大弯曲正应力相等，试求二者作用弯矩之比。9-6空心活塞销AB受力如图。已知D=20mm，d=13mm，q1=140kN/m，q2=233.3kNm，许用应力[]=240MPa，试校核其强度。9-7矩形截面木梁如图所示。已知F=10kN，a=1.2m，许用应力[]=10MPa。设截面的高宽比为h/b=2，试设计梁的尺寸。9-8梁AB由固定铰支座A及拉杆CD支承，如图所示。已知圆截面拉杆CD的直径d=10mm，材料许用应力[]CD=100MPa；矩形截面横梁AB的尺寸为h=60mm，b=30mm，许用应力为[]AB=140MPa。试确定可允许使用的最大载荷Fmax。9-9欲从直径为d的圆木中锯出一矩形截面梁，如图所示。试求使其强度为最大时的截面高宽比h/b。9-10梁承受最大弯矩Mmax=3.5kNm作用，材料的许用应力[]=140MPa。试求选用高宽比为h/b=2的矩形截面与选用直径为d的圆形截面时，两梁的重量之比。9-11矩形截面悬臂梁受力F作用，如图所示。已知截面高为h，宽为b，梁长为L。如果L/h=8，试问梁中的最大正应力max值与最大剪应力max值之比为多少？9-12试用积分法求图示梁的挠度方程和转角方程，并求B处的挠度与转角。已知各梁的EIZ为常量。*9-13宽为b、高为h的矩形截面梁静不定连续梁ABC如图，弹性模量为E，屈服强度为ys。1）试求各处支反力。2）试求梁的屈服载荷qs和极限载荷qu。第10章应力状态、强度理论与组合变形习题10-1.试用单元体画出图中各点的应力状态。10-2一点的应力状态如图，单位均为MPa。1）求主应力和主平面位置；2）求最大剪应力。10-3某构件危险点应力状态如图，图中应力的单位均为MPa。E=200GPa，=0.3，求其最大拉应力和最大拉应变。10-4工字钢截面简支梁如图，材料许用应力为[]=160MPa，试按第三强度理论校核其强度。10-5吊车可在横梁AB上行走，横梁AB由二根20号槽钢组成。由型钢表可查得20号槽钢的截面积为A=32.84cm2，Wz=191cm3。若材料的许用应力[]=120MPa，假定拉杆BC强度足够，试确定所能允许的最大吊重Gmax。10-6图示矩形截面悬臂木梁高为h，[]=10MPa，若h/b=2，试确定其截面尺寸。10-7直径为d=80mm的圆截面杆在端部受力F1=60kN、F2=3kN和扭矩MT=1.6kNm的载荷作用，L=0.8m，[]=160MPa，试按第四强度理论校核其强度。10-8钢传动轴如图。齿轮A直径DA=200mm，受径向力FAy=3.64kN、切向力FAz=10kN作用；齿轮C直径DC=400mm，受径向力FCz=1.82kN、切向力FCy=5kN作用。若[]=120MPa，试按第三强度理论设计轴径d。10-9混凝土圆柱如图，受偏心压缩载荷F作用。为保证截面各处均不出现拉应力，试确定所允许的最大偏心距离e。10-10三种情况下杆的受力如图所示。若杆的横截面面积相等，试求三杆中最大拉、压应力之比。10-11斜齿轮传动轴如图所示，斜齿轮直径D=300mm，轴径d=50mm。齿面上受径向力Fy=1kN、切向力Fz=2.4kN及平行于轴线的力Fx=0.8kN作用。若[]=160MPa，试按第四强度理论校核轴的强度。第十一章压杆的稳定习题11-1一端固定，另一端自由的细长压杆如图所示。假定在微弯平衡状态时自由端的挠度为，试由挠曲线近似微分方程求解临界载荷Fcr。11-2图中AB为刚性梁，低碳钢撑杆CD直径d=40mm，长l=1.2m，E=200GPa，试计算失稳时的载荷Fmax。11-3二端球形铰支的细长压杆，截面积A=1500mm2，l=1.5m，E=200GPa，试计算下述不同截面情况下的临界载荷Fcr，并进行比较。a)直径为d的圆形截面；b)边长为a的方形截面；c)b/h=3/5的矩形截面。11-4一端固定、另一端铰支的细长压杆，截面积A=16cm2，承受压力F=240kN作用，E=200GPa，试用欧拉公式计算下述不同截面情况下的临界长度lcr，并进行比较。a)边长为4cm的方形截面；b)外边长为5cm、内边长为3cm的空心方框形截面；11-5图中矩形截面低碳钢制连杆AB受压。在xy平面内失稳时，可视为二端铰支；在xz平面内失稳时，可视为二端固定，考虑接触面间隙后取=0.7；若按大柔度杆设计，试问截面尺寸B/H设计成何值为佳？讨论按中柔度杆、小柔度杆设计又如何？11-6图示矩形截面木杆，二端约束相同，B=0.2m，H=0.3m，l=10m。已知F=120kN，ys20MPa，E=10GPa。若取nst=3.5，试校核杆的稳定性。11-7某铬锰钢制挺杆二端铰支，直径d=8mm，L=100mm。若规定的许用稳定安全系数为nst=4，试确定杆的许用载荷Fmax。11-8活塞杆BC由优质碳钢制成，E=210GPa，直径d=40mm，L=1m，若规定稳定安全系数为nst=5，试确定许用最大压力Fmax。11-9图示简易起重机的起重臂为E=200GPa的优质碳钢钢管制成，长L=3m，截面外径D=100mm，内径d=80mm，规定的稳定安全系数为nst=4，试确定允许起吊的载荷W。（提示：起重臂支承可简化为O端固定，A端自由。）11-10图中AC、BC均为低碳钢圆截面杆，载荷F=120kN，若许用应力[]=180MPa，许用稳定安全系数nst=4，试设计二杆的直径。11-11长L=6m的20a号工字钢（低碳钢制）直杆，在温度为T1=20C时二端固定安装，此时杆不受力。若已知材料的线膨胀系数=1.210-5/C，E=200GPa，试估计温度升至T2=50C时，工作安全系数n为多大？（提示：查附录中型钢表可知，20a号工字钢截面积A=35.6cm2，Iy=158cm4，Wy=31.5cm3，Iz=2370cm4，Wz=237cm4）第十二章疲劳与断裂习题12-1已知循环最大应力Smax=200MPa，最小应力Smin=50MPa，计算循环应力变程S、应力幅Sa、平均应力Sm和应力比R。12-2已知循环应力幅Sa=100MPa，R=0.2，计算Smax、Smin、Sm和S。12-3.若疲劳试验频率选取为f=20Hz，试估算施加107次循环需要多少小时。12-4.某构件承受循环应力Smax=525MPa，Smin=35MPa作用，材料的基本S-N曲线为S3maxN=8.2×1012，Su=900MPa，试估算构件的寿命。12-5．某起重杆承受脉冲循环（R=0）载荷作用，每年作用的载荷谱统计如下表所示，S-N曲线可用S3maxN=2.9×1013。a)试估算拉杆的寿命为多少年？b)若要求使用寿命为5年，试确定可允许的Smax。Smaxi(MPa)500400300200ni(106次)0.010.030.10.512-6某材料ys=350MPa，用B=50mm，W=100mm，L=4W的标准三点弯曲试样测试的断裂韧性，预制裂纹尺寸a=53mm。由试验得到的F-V曲线知断裂载荷FQ=54kN，试计算该材料的断裂韧性K1C并校核其有效性。12-7.材料同上题，若采用B=50mm，W==100mm的标准紧凑拉伸试样测试其断裂韧性，预制裂纹尺寸仍为a=53mm。试估算试验所需施加的断裂载荷F。12-8已知某一含中心裂纹2a=100mm的大尺寸钢板，受到拉应力c1=304MPa作用时发生断裂，若在另一相同的钢板中，有一中心裂纹2a=40mm，试估计其断裂应力c2。12-9.某合金钢在不同热处理状态下的性能为：1)275C回火：ys=1780MPa，KIC=52MPa;2)600C回火：ys=1500MPa，KIC=100MPa；设工作应力=750MPa，应力强度因子表达式为K=1.12，试问二种情况下的临界裂纹长度ac各为多少？12-10某宽板含有中心裂纹2a0，受R=0的循环载荷作用，KC=120MPa，裂纹扩展速率为da/dN=2×10-12(K)3m/c（K的单位为MPa）；试对于a0=0.5mm，2mm二种情况分别计算max=300MPa时的寿命。12-11某构件含一边裂纹。受max=200MPa，min=20MPa的循环应力作用，已知KC=150MPa，构件的工作频率为f=0.1Hz，为保证安全，每1000小时进行一次无损检查，试确定检查时所能允许的最大裂纹尺寸ai。[可用裂纹扩展速率为：da/dN=4×10-14(K)4m/c)]12-12某中心裂纹宽板承受循环载荷作用，R=0。已知Kc=100MPa，Kth=6MPa，da/dN=3×10-12(K)3m/c；假定a0=0.5mm，试估算：a)裂纹不扩展时的最大应力max1。b)寿命为N=0.5×106次时所能允许的最大循环应力max2。部分习题参考答案第二章刚体静力学基本概念与理论2-1：FR=247.9kN，α=6.2(第二象限)2-3：a）：FR=23.4N；b）：FR=1.115kNα=67.55(第三象限)2-5：F=318.8N，4。α=18.62-8：(b)(d)2-9：(b)：FR=14.23kN，过o点向上。(d):FR=3kN，作用于x=4/3m处2-10：(c)：FR=8kN，作用点距A为5/3m。第三章静力平衡问题3-1:FD=58.7kN。3-3：FAy=24kN，FAx=0，FB=12kN3-5：FAy=10kN，FBy=20kN，FCy=20kN，MC=60kNm。3-6：26.8F3-7：h=1.51m，FOx=360kN，FOy=200kN。3-9：FE=F(1+L/a)2。3-11：7412'。3-13：a)FWtg(-)；b)FWtg(+)。3-15：12mm76.35KN7-3:a)FR=45.3kN，距水面h=2.033m。7-5:a)FRx=588kN，FRy=769.7kN；b)FRx=176.4kN，FRy=92.3kN7-7:t=6.75mm7-8:a)n=3.95；b)k=9；c)t=5.8mm7-9:t=10mm；n=40第八章圆轴的扭转8-2:=127MPa、255MPa、509MPa8-3:max实=14.9MPa，min空=14.6MPa，BA=0.538-5:D1=45mm；D2=46mm，d2=23mm8-7:MTmax=9.64kNm，max=52.4MPa8-8:d1=85mm，d2=75mm8-9:MB=4.79kNm，MC=3.22kNm第九章梁的平面弯曲9-3:W(L-a)=const.。9-5:Ma：Mb=9-6:max=108.5Mpa9-7:b=122mm9-8:Fmax=3.93kN9-9:h/b=9-10:=104:1489-11:max/max=329-12:(c),(d)（e）,(f),第十章应力状态、强度理论与组合变形10-3a)1=32.36MPa；1=1.810-4。10-5G作用在距B处为x=145cm时，截面应力值最大。Gmax=57.2kN。10-6h=180mm10-8d=50.72mm10-102:3:5；4:5:7第十一章压杆的稳定11-2Fmax=114.8kN11-4a)lcr=1892mm，b)lcr=2758mm11-5B/H=0.711-7Fmax=9kN11-9W4.62kN第十二章疲劳与断裂12-5=2.94年，Smax=418.9MPa12-7F=60kN12-8c2=480MPa12-11ai=4.14mm12-12max1=151.4MPa；max2=214MPa；（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）习题2-1图12030200N400NF24560F1习题2-2图(b)xy4530F1=30NF2=20NF3=40NAxy4560F1=600NF2=700NF3=500NA习题2-3图(a)x70F2F1=1.25kNA习题2-4图30F1=500NAF2习题2-5图ABCDG(b)ABW(a)FoABC(d)GABC(c)ABCDF(e)BDACACBCABCDEF(f)DEABABCDq(g)CDBD习题2-6图BAF2F1(c)ABFM(a)CBAB(b)ABCFAFABC(d)BC习题2-7图FLo(a)FLo(b)PLabo(c)LobP(d)习题2-8图(a)F1=5kN45y/mF2=8kNF3=6kNF4=10kNM=6kNmx/mo2424(b)F1=8kNF4=6kNF3=6kNF2=5kNo2424y/mx/m(c)F1=6kNF4=8kNF3=6kNF2=10kNo24224y/mx/m(d)F1=5kNM=6kN.mF3=6kNF2=8kNo2424y/mx/m习题2-9图(a)ABq1=600N/mq2=200N/m2m3mABq=4kN/m2m2m(b)ABqA=3kN/m3m1mqC=1kN/mC(c)习题2-10图3maABbq11.5mmq2习题2-11图pCADB习题3-1图习题3-2图FABCDEqMFBAlll习题3-3图习题3-4图lllABF1F230qM1m2m2mABC习题3-5图习题3-6图baLeroFDABCE工件ABCDOW#FThbL习题3-7图习题3-8图1.8mW1PABW2G2m2.5m3mLLaaABFFECED习题3-9图习题3-10图WFWPAB习题3-11图eoABCF习题3-12图WFAB习题3-13图AdoaCFMb习题3-14图习题3-15图DDd512mmaaaaaAB123FF(a)A123BFaaaa(b)习题3-16图(a)3mAB1232kN3m3m3kN3kNB3m4mA1235kN10kN3m3m3m(b)习题3-17图AF1F2xyzBCD习题3-18图F1F2ABC150mm100mm50mm50mm习题3-19图yxABbaaob(a)(b)yxABbaaobyxABbaaob(c)习题3-20图AO习题3-21图习题3-22图ABCxWFC习题3-23图yxzaabbbcco3F2F2FF321(a)ABFM12LL/2(b)ABaaaqF(c)12F(d)a1yxo1rF(e)ABL/4Lq(f)145ABCF(g)qLLL/2L/2121m1mCBADF=1kN123(h)1m0.5m习题4-1图(a)DCBAF1F2F3DCBAF1F2F3(b)习题4-2图CBAF=40kN40800mm20400习题4-4图0.1mDCBOFFF习题4-5图0.1m0.1m习题4-6图BAC10kN1m40kN2mxa习题4-7图2a2aaFABC0.3m0.4m0.5mF2FABCD习题4-8图F=80kN3m刚性板混凝土钢筋习题4-9图习题4-10图2L2LLA1A2A2AB1tb习题5-1图FF2B习题5-3图A12Faaa30习题5-4图A12FaaaBF12h习题5-5图F12K45A习题5-6图453BCDF习题6-1图LL3030ABCDKFFABCD习题6-2图1m2mq=30kN/mABCKD习题6-3图2aa31(a)2aa31(b)习题6-4图习题6-5图F习题6-6图+600mm2.5mm2.5mmMF习题6-7图FDdLttDMo习题6-9图haLdM习题6-10图FFt1t2b2b1习题6-11图1t1AOW3015452t2t3滑轮撑杆索1Ah习题7-1图Fh习题7-2图OABH油h1习题7-3图CAB水h2dDd0Hh习题7-4图(a)(c)h习题7-5图ABOAABhdhh/2ddd(b)hzp习题7-6图dp习题7-8图td1习题7-9图pD习题7-10图3mAFBCDE30h销钉B30mm拉杆BC(a)C2kNmA2kNm4kNmBABCMC=3kNm(b)MB=2kNm(c)C2kNmA2kNm6kNmB1kNm1kNmDE习题8-1图ABCMC=0.5kNm习题8-3图MB=1kNm8060习题8-4图MAl1=100020Al2=1000BC2416MBMCD1习题8-5图d2D2习题8-8图CABC0.5m0.4mABCMC习题8-9图MB100400800BMBMCCMAMDAD习题8-10图习题8-11图ABC0.4m0.6mMCqB(a)ACa2aM0B(b)AFCaaa(c)ACBM0M0aaqqABCaa(d)qB(e)AC2aaqaqa2aB(f)ACaa2FFaFaqqa2ABCa2a(g)qaB(h)AaaaqqB(i)ACaaFFaFaaqa2B(h)Aaa2aqqa/2习题9-1图LBaWAC习题9-2图习题9-3图yz4040200c200hhhh习题9-5图(a)(b)zA2530q1习题9-6图q125q2BdD2FB习题9-7图AaaaFFa习题9-8图FABCD400mm400mmy习题9-9图zhbdABF习题9-11图(a)ABM0lB(b)Alqq(c)ABF=qll/2l/2CC(d)AM0l/2l/2B(e)ABFCM0=Fll/2l/2aC(f)AlBF习题9-12图习题9-13图qBACaa(a)(b)F习题10-1图AFFMTMT(c)AABeFBA(d)F1MCF2(e)DAC403020(d)4030205020(b)5020(c)(a)习题10-2图习题10-3图301010(a)(b)101030zy20101203000BAF=100kN200030020习题10-4图30L=3mA习题10-5图BGCyz习题10-6图F1=0.8kNx1myzoF2=1.65kN1m习题10-7图F1xyoLMTF2习题10-8图FAyy300BACFAzFCyFCzzx300100Fdeo习题10-9图习题10-10图(a)FFF(b)(c)习题10-11图FyFzz100xFxy100BAC2aDaF习题11-2图Fxo习题11-1图xy(x)yzl习题11-5图BHxxABFFyFz习题11-6图l/2BHxz习题11-8图ABCFLp习题11-9图xyxzAOOW301545习题11-10图F600ACB800授课：XXX授课：XXX授课：XXX