② 强度计算

(1) 悬臂梁AB受力如图4-4所示，其中FP=10kN，M=70kN·m，a=3m。梁横截面的形状及尺

寸均示于图中(单位为mm)，C0为截面形心，截面对中性轴的惯性矩Iz=1.02×108 mm4，拉伸许用应力[σ]＋=40MPa， 压缩许用应力[σ]－=120MPa。试校核梁的强度是否安全。

MAaCaFp1505096.4C0200B2525

(2) T型截面铸铁悬梁臂AB，尺寸及载荷如图（3）所示，若材料的许用拉应力[?]?=40MPa,

许用压应力[?]?=160MPa, 对截面型心轴ZC的惯性矩Iz=10180cm4，h1=9cm, h2=15cm,

cM=7Fp。试计算梁的许可载荷Fp。

MFph1A6mC3mBh2ZC

(3) 图4-4所示圆轴的外伸部分系空心轴。试作轴弯矩图，并求轴内最大正应力。 5kN 3kN 3kN A C φ6D B E φ4400 800 200 300

（四） 应力状态与强度理论（组合变形）

2、试从图示各构件中A点和B点处取出单元体，请标明单元体各面上的应力,其中圆截面的极惯性矩记为Wp。

M2A·B·C·1m0.5mM1A

AB

（1） 为测量容器所承受的内压力值，在容器表面用电阻应变片测得环向应变值

为350×10-6。若已知容器平均直径D＝500mm，壁厚?＝10mm，容器材料的E＝210GPa，?＝0.25。试求：1、容器所受的内压力；2、求压力容器壁上点的第三、第四强理论的计算应力值。

（3）铝制圆轴右端固定，左端受力如图所示。若轴的直径d=32mm，试确定点a和点b的应力状态，并计算?r3和?r4的值。

(4) 图示圆杆BD，左端固定，右端与刚性杆AB固结在一起。刚性杆的A端作用

有平等于y坐标轴的力Fp。若已知Fp=5kN，a=300mm，b=500mm，材料为Q235钢，许用应力[?]?140MPa。试分别用第三和第四强度理论，设计圆杆BD的直径d。

(5) 人字架承受载荷如图所示。试求I-I截面上的最大正应力及A点的正应力(已知A=0.04m2,

Iy=3.083×108mm4,Zc=125mm)。

(6) 图示起重架的最大起吊重量（包括行走小车等）为P=40kN ,横梁AC由两根NO18槽钢

组成，材料为Q235钢，许用应力[?]=120MPa。试校核梁的强度。（No18号槽钢的Wy=152cm3, A=29.299cm2）。

(7) 图示钻床的立柱为铸铁制成，P=15KN,许用拉应力为[?t]=35MPa.试确定立柱所需的直

径d。

(8) 如图所示，轴上安装两个圆轮，P、Q分别作用在两轮上，大圆轮的直径为

d1=1m,小圆轮的直径d2=0.5m。并沿竖值方向。轮轴处于平衡状态。若轴的直径d=110mm,许用应力[?]=60Mpa, 试按照第四强度理论确定许用载荷P。

(9) 图示带轮传动轴传递功率P=7Kw，转速n=200r/min。皮轮重量Q=1.8kN。左端齿轮上的

啮合力Pn与齿轮节圆切线的夹角（压力角）为20o。轴的材料为Q235钢，许用应力[?]=80MPa，试分别子啊忽略和考虑带轮重量的两种情况下，按第三强度理论估算轴的直径。

(10) 传动轴如图(4)所示，已知Fr=2kN，Ft=5kN，M=1KN·m, l=600mm, 齿轮直径D=400mm,

轴的许用应力[σ]=100MPa。试求：① 力偶M的大小；② 做AB轴各基本变形的内力图；③ 用第三强度理论设计轴的直径d。