习题10- 65kN1m 习题10- 钢传动轴图。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- 混凝土圆柱图,受偏心压缩载荷F作用。为确保截面各处均不出现拉应力,试确定所许可最大偏心距离e。 10- 10 三种情况下杆受力图所表示。若杆横截面面积相等,试求三杆中最大拉、压应力 习题10- 300100 之比。10- 11 斜齿轮传动轴图所表示,斜齿轮直径D=300mm,轴径d=50mm。齿面上受径向力 ]=160MPa,试按第四强度理论校核轴强度。 第十一章 压杆稳定 习题10-11图 习题10- 10图 一端固定,另一端自由细长压杆图所表示。假定在微弯平衡状态时自由端挠度为,试由挠曲线近似微分方程求解临界载荷Fcr 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 失稳时载荷Fmax。 11- ,l=1.5m,E=200GPa,试计算下述不一样截面情况下临界载荷Fcr ,并进行比较。 b/h=3/5矩形截面。 11- ,承受压力F=240kN作用,E=200GPa,试用欧拉公式计算下述不一样截面情况下临界长度lcr ,并进行比较。 外边长为5cm、内边长为3cm空心方框形截面;11- 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 又怎样? 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,ys= 20MPa,E=10GPa。若取nst =3.5,试校核杆稳定性。 11- 某铬锰钢制挺杆二端铰支,直径d=8mm,L=100mm。若要求许用稳定安全系数为nst =4,试确定杆许用载荷Fmax。 11- 活塞杆BC由优质碳钢制成,E=210GPa,直径d=40mm,L=1m,若要求稳定安全系数为nst =5,试确定许用最大压力Fmax。 习题11- 图示简易起重机起重臂为E=200GPa优质碳钢钢管制成,长L=3m,截面外径D=100mm,内径d=80mm,要求稳定安全系数为nst =4,试确定许可起吊载荷W。 (提醒: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 ]=180MPa,许用稳定安全系数nst =4,试设计二杆直径。 11- 11 长L=6m20a号工字钢(低碳钢制)直杆,在温度为T1=20 C时二端固定安装, 此时杆不受力。若已知材料线膨胀系数=1.2 10 C,E=200GPa,试估量温度升至T2=50 C时,工作安全系数n为多大? (提醒:查附录中型钢表可知,20a号工字钢截面积 A=35.6 cm y=158cm ,Wy=31.5cm z=2370cm ,Wz=237cm 习题11-10图800习题11- 第十二章疲惫和断裂 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- 已知循环应力幅Sa=100MPa,R=0.2,计算Smax、Smin、Sm和S。12- 次循环需要多少小时。12- 某构件承受循环应力Smax=525MPa,Smin=35MPa作用,材料基础S-N曲线为 maxN=8.21012 =900MPa,试估算构件寿命。12- 5.某起重杆承受脉冲循环(R=0)载荷作用,每十二个月作用载荷谱统计以下 表所表示,S-N曲线可用S maxN=2.91013 Smaxi(MPa) 500 400 300 200 ni (10 0.010.03 0.1 0.5 12- 某材料ys=350MPa,用B=50mm,W=100mm,L=4W标准三点弯曲试样测试断裂韧性,预制裂纹尺寸a=53mm。由试验得到F- V曲线知断裂载荷FQ=54 kN,试 计算该材料断裂韧性K1C并校核其有效性。 12- 材料同上题,若采取B=50mm,W==100mm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断裂载荷F。 12- 已知某一含中心裂纹2a=100mm大尺寸钢板,受到拉应力c1=304MPa作用时发生断裂,若在另一相同钢板中,有一中心裂纹2a=40mm,试估量其断裂应力 c2。 12- 275C回火:ys=1780 MPa,KIC =52MPa 600C回火:ys=1500 MPa,KIC =100MPa 设工作应力=750MPa,应力强度因子表示式为K=1.12,试问二种情况下 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循环载荷作用,KC=120MPa ,裂纹扩展速 率为da/dN=210 m/c(K单位为MPa);试对于a0=0.5mm,2mm二种 情况分别计算max=300MPa时寿命。 12- 11 某构件含一边裂纹。受max=200MPa,min=20MPa循环应力作用,已知 KC=150MPa ,构件工作频率为f=0.1Hz,为确保安全,每1000小时进行一次 无损检验,试确定检验时所能许可最大裂纹尺寸ai。 可用裂纹扩展速率为:da/dN=410 12-12 某中心裂纹宽板承受循环载荷作用, =100MPa,Kth =6MPa 次时所能许可最大循环应力max2。