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梁的强度与加载方式的影响:计算与分析

【摘要】:7-1 求图7-38 所示各梁指定截面上的剪力和弯矩。7-3 如图7-40 所示简支梁,载荷F 可按四种方式作用于梁上,试分别画弯矩图,并从强度方面考虑,指出何种加载方式最好。图7-41题7-4图7-5 如图7-42 所示悬臂梁,横截面为矩形,承受载荷F1 与F2 作用,且F1=2 kN,F2=5 kN,试计算梁内的最大弯曲正应力,及该应力所在截面上K 点处的弯曲正应力。图7-50题7-13图7-14 等刚度的简支梁受力如图7-51 所示。图7-51题7-14图图7-52题7-15图

7-1 求图7-38 所示各梁指定截面上的剪力弯矩。设q、a 均为已知。

图7-38 题7-1图

7-2 试建立如图7-39 所示各梁的剪力与弯矩方程,并画剪力与弯矩图。

7-3 如图7-40 所示简支梁,载荷F 可按四种方式作用于梁上,试分别画弯矩图,并从强度方面考虑,指出何种加载方式最好。

图7-39 题7-2图

图7-40 题7-3图

7-4 如图7-41 所示各梁,试利用剪力、弯矩与载荷集度的关系画剪力与弯矩图。

图7-41 题7-4图

7-5 如图7-42 所示悬臂梁,横截面为矩形,承受载荷F1 与F2 作用,且F1=2 kN,F2=5 kN,试计算梁内的最大弯曲正应力,及该应力所在截面上K 点处的弯曲正应力。

7-6 如图7-43 所示梁,由No.22 槽钢制成,弯矩M=80 N·m,并位于纵向对称面(即x-y 平面)内。试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。

图7-42 题7-5图

图7-43 题7-6图

7-7 如图7-44 所示简支梁,由No.28 工字钢制成,在集度为q 的均布载荷作用下,测得横截面C 底边的纵向正应变ε=3.0 ×10 -4,试计算梁内的最大弯曲正应力,已知钢的弹性模量E=200 GPa,a=1 m。

图7-44 题7-7图

7-8 如图7-45 所示槽形截面悬臂梁,F=10 kN,Me=70 kN·m,许用拉应力[σ+]=35 MPa,许用压应力[σ-]=120 MPa,试校核梁的强度。

图7-45 题7-8图

7-9 如图7-46 所示矩形截面钢梁,承受集中载荷F 与集度为q 的均布载荷作用,试确定截面尺寸b。已知载荷F=10 kN,q=5 N/mm,许用应力[σ]=160 MPa。

图7-46 题7-9图

7-10 一单梁桥式起重机如图7-47 所示,梁28b 工字钢制成,材料的许用正应力[σ]=140 MPa,试确定电葫芦和起吊重量的总和。

图7-47 题7-10图

7-11 空心管梁受载如图7-48 所示。已知[σ]=150 MPa,管外径D=60 mm,在保证安全的条件下,求内径d 的最大值。

图7-48 题7-11图

7-12 如图7-49 所示剪刀机构,机构的AB 和CD 杆的截面均为圆形,材料相同,许用应力[σ]=100 MPa,设F=200 N。试确定AB 和CD 杆的直径。

图7-49 题7-12图

7-13 如图7-50 所示制动装置的杠杆,用直径d=30 mm 的销钉支承在B 处。若杠杆的许用应力[σ]=140 MPa,销钉的剪切许用应力[τ]=100 MPa,试求许可载荷[F1]、[F2]。

图7-50 题7-13图

7-14 等刚度的简支梁受力如图7-51 所示。若F、EIz、l 等均已知,试求:梁中点的挠度。

7-15 如图7-52 所示的传动轴用钢制成,若已知F=20 kN,材料的弹性模量E=210 GPa,其他尺寸如图所示,轴承B 处的许用转角[θ]=0.5°,试设计传动轴的直径d。

图7-51 题7-14图

图7-52 题7-15图