材料力学第五版课前题答案

精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜材料力学第五版课前题答案篇一：材料力学第五版课后题答案.[习题2-2]一打入基地内的木桩如图所示，杆轴单位长度的摩擦力f=kx**2，试做木桩的后力图。解：由题意可得：?l1fdx?F,有kl3?F,k?3F/l33l0FN(x1)??3Fx2/l3dx?F(x1/l)3[习题2-3]石砌桥墩的墩身高l?10m，其横截面面尺寸如图所示。荷载F?1000kN，材料的密度??2.35kg/m3，试求墩身底部横截面上的压应力。解：墩身底面的轴力为：N??(F?G)??F?Al?g2-3图??1000?(3?2?3.14?12)?10?2.35?9.8??3104.942(kN)墩身底面积：A?(3?2?3.14?1)?9.14(m)因为墩为轴向压缩构件，所以其底面上的正应力均匀分布。2精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜2??N?3104.942kN???339.71kPa??0.34MPaA9.14m2[习题2-7]图示圆锥形杆受轴向拉力作用，试求杆的伸长。2-7图解：取长度为dx截离体（微元体）。则微元体的伸长量为：d(?l)?lFdxFFldx?l?dx?，?0EA(x)EA(x)E?0A(x)r?rd?d1dr?r1xx?1，?，r?21?x?r1?2l2l2r2?r1ld?d1dd?d1d??d?d1x?1)?du?2dxA(x)???2x?1????u2，d(22l22l2l2??22ld?ddx2ldu2l?221du??(?2)dx?du，d2?d1A(x)?(d1?d2)??uu精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜因此，?l??lFFldx2Fldudx???(?)0EA(x)E0A(x)?E(d1?d2)?0u2ll??l??2Fl2Fl1?1??????d?dd?E(d1?d2)?u?E(d?d)??0112?2x?1??2??2l?0???2Fl11?????d1d1??E(d1?d2)?d2?d1l??2l22????24Fl2Fl2???????Edd?E(d1?d2)?d2d1?12[习题2-10]受轴向拉力F作用的箱形薄壁杆如图所示。已知该材料的弹性常数为E,?，试求C与D两点间的距离改变精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜量?CD。解：????????'F/A?F??EEA'22式中，A?(a??)?(a??)?4a?，故：???F?4Ea??aF?F?'??'??，?a?a?a??a4Ea?4E?a'?a?F?223a)?(a)?a，CD?(344E?12223C'D'?(2a')?(a')?a'12?(CD)?C'D'?CD?'F?F?(a?a)?????1.003?精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜12124E?4E?[习题2-11]图示结构中，AB为水平放置的刚性杆，杆1，2，3材料相同，其弹性模量E?210GPa，已知l?1m，A1?A2?100mm2，A3?150mm2，F?20kN。试求C点的水平位移和铅垂位移。2-11图解：（1）求各杆的轴力以AB杆为研究对象，其受力图如图所示。因为AB平衡，所以?X?0，N3cos45o?0，N3?0由对称性可知，?CH?0，N1?N2?0.5F?0.5?20?10(kN)（2）求C点的水平位移与铅垂位移。A点的铅垂位移：?l1?N1l10000N?1000mm??0.476mm22EA1210000N/mm?100mmN2l10000N?1000mm??0.476mm22EA2210000N/mm?100mmB点的铅垂位移：?l2?精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜1、2、3杆的变形协（谐）调的情况如图所示。由1、2、3杆的变形协（谐）调条件，并且考虑到AB为刚性杆，可以得到C点的水平位移：?CH??AH??BH??l1?tan45o?0.476(mm)C点的铅垂位移：?C??l1?0.476(mm)[习题2-12]图示实心圆杆AB和AC在A点以铰相连接，在A点作用有铅垂向下的力F?35kN。已知杆AB和AC的直径分别为d1?12mm和d2?15mm，钢的弹性模量E?210GPa。试求A点在铅垂方向的位移。解：（1）求AB、AC杆的轴力以节点A为研究对象，其受力图如图所示。由平衡条件得出：?X?0：N?Y?0：NACsin30o?NABsin45o?0NAC?2NAB………………………(a)oocos30?Ncos45?35?0ACAB3NAC?2NAB?70………………(b)(a)(b)联立解得：NAB?N1?18.117kN；NAC?N2?25.621kN（2）由变形能原理求A点的铅垂方向的位移精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜2N12l1N2l21F?A??22EA12EA22l21N12l1N2?A?(?)FEA1EA2式中，l1?1000/sin45o?1414(mm)；l2?800/sin30o?1600(mm)A1?0.25?3.14?12?113mm；A2?0.25?3.14?15?177mm21181172?141425621?1600(?)?1.366(mm)故：?A?35000210000?113210000?1772222[习题2-13]图示A和B两点之间原有水平方向的一根直径d?1mm的钢丝，在钢丝的中点C加一竖向荷载F。已知钢丝产生的线应变为??0.0035，其材料的弹性模量E?210GPa，钢丝的自重不计。试求：（1）钢丝横截面上的应力（假设钢丝经过冷拉，在断裂前可认为符合胡克定律）；（2）钢丝在C点下降的距离?；（3）荷载F的值。解：（1）求钢丝横截面上的应力?0.0035?735(MPa)??E??210000（2）求钢丝在C点下降的距离?精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜Nll2000????735??7(mm)。其中，AC和BC各3.5mm。EAE2100001000?0.996512207cos??1003.5?l???arccos(1000)?4.7867339o1003.5o??1000tan4.7867339?83.7(mm)（3）求荷载F的值以C结点为研究对象，由其平稀衡条件可得：?Y?0：2Nsina?P?0P?2Nsina?2?Asin??2?735?0.25?3.14?12?sin4.7870?96.239(N)[习题2-15]水平刚性杆AB由三根BC,BD和ED支撑，如图，在杆的A端承受铅垂荷载F=20KN,三根钢杆的横截面积分别为A1=12平方毫米，A2=6平方毫米，A,3=9平方毫米，杆的弹性模量E=210Gpa，求：（1）端点A的水平和铅垂位移。精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜（2）应用功能原理求端点A的铅垂位移。解：（1）13fdx?F,有kl?F?03k?3F/l3lFN(x1)??3Fx2/l3dx?F(x1/l)3l?FN3cos45??0????FN1?F2?FN3sin45?F?0??F?0.45?F?0.15?0N1??F1??60KN,F1??401KN,F1?0KN,由胡克定理，FN1l?60?107?0.15?l1???3.87EA1210?109?12?10?6FN2l40?107?0.15?l2???4.76EA2210?109?12?10?6从而得，?Ax??l2?4.76，?Ay??l2?2??l1?3?20.23（?）（2）V??F??Ay?F1??l1+F2??l2?0?Ay?20.33（?）[习题2-17]简单桁架及其受力如图所示，水平杆BC的长度l保持不变，斜杆AB的长度可随夹角?的变化而改变。两杆由同一种材料制造，且材料的许用拉应力和许用压应力相等。要求两杆内的应力同时达到许精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜用应力，且结构的总重量为最小时，试求：（1）两杆的夹角；篇二：孙训方材料力学(I)第五版课后习题答案完整版第二章轴向拉伸和压缩2-1试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。（a）解：；；（b）解：；；（c）解：；。(d)解：。2-2一打入地基内的木桩如图所示，沿杆轴单位长度的摩擦力为f=kx2（k为常数），试作木桩的轴力图。解：由题意可得：?Fdx=F,有1/3kl3=F,k=3F/l3lFN（x1）=?3Fx2/l3dx=F(x1/l)3x12-3石砌桥墩的墩身高l=10m，其横截面面尺寸如图所示。精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜荷载F=1000KN，材料的密度ρ=2.35×103kg/m3，试求墩身底部横截面上的压应力。解：墩身底面的轴力为：N??(F?G)??F?Al?g2-3图??1000?(3?2?3.14?12)?10?2.35?9.8??3104.942(kN)墩身底面积：A?(3?2?3.14?12)?9.14(m2)因为墩为轴向压缩构件，所以其底面上的正应力均匀分布。??N?3104.942kN???339.71kPa??0.34MPa2A9.14m2-4图示一混合屋架结构的计算简图。屋架的上弦用钢筋混凝土制成。下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成，其截面均为两个75mm×8mm的等边角钢。已知屋面承受集度为均布荷载。试求拉杆AE和EG横截面上的应力。的竖直解：1）求内力取I-I分离体=得（拉）取节点E为分离体，精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜故2）求应力（拉）75×8等边角钢的面积A=11.5cm2(拉)（拉）2-5图示拉杆承受轴向拉力面的夹角，试求当其方向。解：，杆的横截面面积。如以表示斜截面与横截，30，45，60，90时各斜截面上的正应力和切应力，并用图表示2-6一木桩柱受力如图所示。柱的横截面为边长200mm的正方形，材料可认为符合胡克定律，其弹性模量E=10GPa。如不计柱的自重，试求：（1）作轴力图；（2）各段柱横截面上的应力；（3）各段柱的纵向线应变；（4）柱的总变形。解：（压）（压）精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜2-7图示圆锥形杆受轴向拉力作用，试求杆的伸长。解：取长度为dx截离体（微元体）。则微元体的伸长量为：lFdxFFldxd(?l)?dx??，?l??0EA(x)E0A(x)EA(x)r?rd?d1dr?r1xx?1，?，r?21?x?r1?2l2l2r2?r1ld?d1dd?d1d??d?d1x?1)?du?2dxA(x)???2x?1????u2，d(22l22l2??2l22ld?ddx2ldu2l?221du??(?2)dx?du，A(x)?(d1?d2)d2?d1??uu因此，lFFldx2Fldu?l??dx???(?)0EA(x)E0A(x)?E(d1?d2)?0u2ll精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜??l??2Fl2Fl1?1??????d?dd?E(d1?d2)?u?E(d?d)??0112?2x?1??2??2l?0???2Fl11?????d?ddd1??E(d1?d2)?21l?1?22??2l?篇三：材料力学第五版课后习题答案二、轴向拉伸和压缩2-1试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。（a）解：（c）解：；；（b）解：；精编WORD文档下载可编缉打印下载文档，远离加班熬夜；；。(d)解：。2-2试求图示等直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。若横截面面积解：，试求各横截面上的应力。返回2-3试求图示阶梯状直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。若横截面面积，，，并求各横截面上的应力。解：返回2-4图示一混合屋架结构的计算简图。屋架的上弦用钢筋混凝土制成。下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成，其截面均为两个75m