材料力學(xué)9習(xí)題PPT課件

1、第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課 92 圖示圖示a、b、c、d 四桁架的幾何尺寸、圓桿的橫截面直徑、材料、加力點(diǎn)及加力四桁架的幾何尺寸、圓桿的橫截面直徑、材料、加力點(diǎn)及加力方向均相同。關(guān)于四桁架所能承受的最大外力方向均相同。關(guān)于四桁架所能承受的最大外力FPmax 有如下四種結(jié)論，試判斷哪一種有如下四種結(jié)論，試判斷哪一種是正確的。是正確的。第2頁/共32頁第1頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第3頁/共32頁第2頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課 9-3 同一根細(xì)長(zhǎng)壓桿在長(zhǎng)度、材料、約束條件和同一根細(xì)長(zhǎng)壓桿在長(zhǎng)

2、度、材料、約束條件和橫截面面積都不改變的情形下，壓桿橫截面的橫截面面積都不改變的情形下，壓桿橫截面的形狀有圖中形狀有圖中4 種選擇，請(qǐng)分析選擇哪一種截面種選擇，請(qǐng)分析選擇哪一種截面壓桿的臨界力最大。壓桿的臨界力最大。第4頁/共32頁第3頁/共32頁 9-4 同樣材料、同樣截面尺寸和長(zhǎng)度的兩根管狀同樣材料、同樣截面尺寸和長(zhǎng)度的兩根管狀細(xì)長(zhǎng)壓桿兩端由球鉸鏈支承，承受軸向壓縮載荷，細(xì)長(zhǎng)壓桿兩端由球鉸鏈支承，承受軸向壓縮載荷，其中，管其中，管a 內(nèi)無內(nèi)壓作用，管內(nèi)無內(nèi)壓作用，管b 內(nèi)有內(nèi)壓作用。內(nèi)有內(nèi)壓作用。關(guān)于二者橫截面上的真實(shí)應(yīng)力關(guān)于二者橫截面上的真實(shí)應(yīng)力（ a ）與）與（b）、）、臨界應(yīng)力臨界應(yīng)

3、力cr(a）與）與cr(b）之間的關(guān)系）之間的關(guān)系,有如下結(jié)有如下結(jié)論試判斷哪一結(jié)論是正確的。論試判斷哪一結(jié)論是正確的。 第9章 壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第5頁/共32頁第4頁/共32頁 第9章 壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第6頁/共32頁第5頁/共32頁 95 提高鋼制細(xì)長(zhǎng)壓桿承載能力有如下方提高鋼制細(xì)長(zhǎng)壓桿承載能力有如下方法試判斷哪一種是最正確的。法試判斷哪一種是最正確的。（A）減小桿長(zhǎng)，減小長(zhǎng)度系數(shù)，使壓桿沿橫）減小桿長(zhǎng)，減小長(zhǎng)度系數(shù)，使壓桿沿橫截面兩形心主軸方向的柔截面兩形心主軸方向的柔(剛剛)度相等；度相等；（B）增加橫截面面積，減小桿長(zhǎng)；）增加橫截面面積，減小桿長(zhǎng)；（C）增加慣性矩，減

4、小桿長(zhǎng)；）增加慣性矩，減小桿長(zhǎng)；（D）采用高強(qiáng)度鋼。）采用高強(qiáng)度鋼。22()PcrEIFl 第9章 壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第7頁/共32頁第6頁/共32頁 96 根據(jù)壓桿穩(wěn)定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，壓桿的許可載荷FP=cr A/n st 。當(dāng)橫截面面積A 增加一倍時(shí)，試分析壓桿的許可載荷將按下列四種規(guī)律中的哪一種變化？（A）增加1 倍；（B）增加2 倍；（C）增加12 倍；（D）壓桿的許可載荷隨著A 的增加呈非線性變化。第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第8頁/共32頁第7頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第9頁/共32頁第8頁/共32頁9-7 圖示托架

5、中桿圖示托架中桿AB 的直徑的直徑d40 mm。長(zhǎng)度。長(zhǎng)度l800 mm兩端可視為球鉸鏈約束，材料為兩端可視為球鉸鏈約束，材料為Q235 鋼。試：鋼。試：1求托架的臨界載荷。求托架的臨界載荷。2若已知工作載荷若已知工作載荷 FP70 kN，并要求桿，并要求桿AB 的穩(wěn)定安的穩(wěn)定安全因數(shù)全因數(shù)nst=2.0，校核托架是否安全。，校核托架是否安全。3若橫梁為若橫梁為No.18 普通熱軋工字鋼，普通熱軋工字鋼，160Mpa，則，則托架所能承受的最大載荷有沒有變化？托架所能承受的最大載荷有沒有變化？第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第10頁/共32頁第9頁/共32頁第第9 9章章

6、壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第11頁/共32頁第10頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第12頁/共32頁第11頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第13頁/共32頁第12頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第14頁/共32頁第13頁/共32頁 9-8 長(zhǎng)長(zhǎng) l150 mm，直徑，直徑d=6mm 的的40 Cr 鋼制微型鋼制微型圓軸，在溫度為圓軸，在溫度為t1=-60 C 時(shí)安裝，這時(shí)軸既不能時(shí)安裝，這時(shí)軸既不能沿軸向移動(dòng)，又不承受軸向載荷，溫度升高時(shí)，軸沿軸向移動(dòng)，又不承受軸向載荷，溫度升高時(shí)

7、，軸和架身將同時(shí)因熱膨脹而伸長(zhǎng)。軸材料的線膨脹系和架身將同時(shí)因熱膨脹而伸長(zhǎng)。軸材料的線膨脹系數(shù)數(shù)1=12.5106/C；架身材料的線膨脹系數(shù)；架身材料的線膨脹系數(shù)2=7.5106/C。40Cr 鋼的鋼的p=300 MPa，E=210 GPa。若規(guī)定軸的穩(wěn)定工作安全因數(shù)。若規(guī)定軸的穩(wěn)定工作安全因數(shù)nst=2.0，并且忽略架身因受力而引起的微小變形，并且忽略架身因受力而引起的微小變形，試校核當(dāng)溫度升高到試校核當(dāng)溫度升高到t260 C時(shí)，該軸是否安全。時(shí)，該軸是否安全。第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第15頁/共32頁第14頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問

8、題 -習(xí)題課第16頁/共32頁第15頁/共32頁 第9章 壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第17頁/共32頁第16頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第18頁/共32頁第17頁/共32頁 99 圖示結(jié)構(gòu)中，圖示結(jié)構(gòu)中，AB 為圓截面桿，直徑為圓截面桿，直徑d=80 mm，桿，桿BC 為正方形截面，邊長(zhǎng)為正方形截面，邊長(zhǎng)a=70mm，兩桿材料均為，兩桿材料均為Q235 鋼，鋼，E=200 GPa兩部分可以各自獨(dú)立發(fā)生屈曲而互不兩部分可以各自獨(dú)立發(fā)生屈曲而互不影響。已知影響。已知A 端固定，端固定，B、C 端為球鉸鏈。端為球鉸鏈。L=3 m,穩(wěn)定穩(wěn)定安全因數(shù)安全因數(shù)nst=2

9、.5。試求此結(jié)構(gòu)的許可載荷。試求此結(jié)構(gòu)的許可載荷。第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第19頁/共32頁第18頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第20頁/共32頁第19頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課 4001602.5PcrPstFFkNn第21頁/共32頁第20頁/共32頁 910 圖示正方形桁架結(jié)構(gòu)，由五根圓截面鋼圖示正方形桁架結(jié)構(gòu)，由五根圓截面鋼桿組成，連接處均為鉸鏈，各桿直徑均為桿組成，連接處均為鉸鏈，各桿直徑均為d40 mm，a1 m材料均為材料均為Q235 鋼，鋼，nst1.8。試：。試：l求結(jié)構(gòu)

10、的許可載荷；求結(jié)構(gòu)的許可載荷；2若若FP 力的方向與力的方向與1 中相反，問：許可載荷中相反，問：許可載荷是否改變，若有改變應(yīng)為多少？是否改變，若有改變應(yīng)為多少？ 第9章 壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第22頁/共32頁第21頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第23頁/共32頁第22頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第24頁/共32頁第23頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第25頁/共32頁第24頁/共32頁 9-11 圖示結(jié)構(gòu)中，梁與柱的材料均為圖示結(jié)構(gòu)中，梁與柱的材料均為Q235 鋼鋼E200GPa。

11、s240MPa。均勻分布載荷集度。均勻分布載荷集度q=24 kN/m。豎桿為兩根。豎桿為兩根63 mm63 mm5 mm 等邊等邊角鋼角鋼(連結(jié)成一整體連結(jié)成一整體)。試確定梁與柱的工作安全因。試確定梁與柱的工作安全因數(shù)。數(shù)。第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第26頁/共32頁第25頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第27頁/共32頁第26頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第28頁/共32頁第27頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課第29頁/共32頁第28頁/共32頁第第9 9章章 壓桿的穩(wěn)定問題壓桿的穩(wěn)定問題 -習(xí)題課 9-12 圖示工字鋼直桿在溫度t1=20 C 時(shí)安裝