29. 如图所示,钢杆AB的直径为d=20mm,CB可视为刚性杆,C端与直径10mm的圆杆在D点固定相连,但加工时CD杆短了δ=25×10
-4×4m。钢杆和圆杆为同一材料,E=200GPa,G=80GPa,AB杆的[σ]=160MPa。当杆CD在D点连接时,试用第四强度理论校核AB杆的强度。
【正确答案】解:(1)求CD杆的内力F
N 设CD杆的拉伸轴力为F
N,D点连接时C点产生δ=10mm的位移由三部分组成。由题意可知,CB为刚性杆,故δ应包括AB杆的弯曲,AB杆的扭转引起C点的下降及CD杆的拉伸。
其中,AB杆的弯曲引起C点的下降为

AB杆的扭转角φ
AB引起C点的下降为

CD杆的拉伸伸长量为

代入变形协调条件
δ=Δ
C1+Δ
C2+Δ
C3=(4.58+4.30+0.00637)×10
-5F
N=10×10
-3 解得:F
N=112.5N。
(2)AB杆的强度校核
AB杆的危险截面在A端,M
max=F
Na=67.5N·m,T
max=F
Nb=33.75N·m。因为AB为圆形截面,由第四强度理论得

【答案解析】