過(guò)程裝備基礎(chǔ)第3章習(xí)題解

1、第3章 桿件的內(nèi)力分析3-1 試求圖示圓截面桿橫截面上內(nèi)力分量。(a) (b)題3-1圖3-2 試求圖3-12所示的等截面桿橫截面上內(nèi)力分量。解：沿任一橫截面把圓桿截開(kāi)，取其右段（或左段）研究，如圖（b）所示。顯然橫截面上的的內(nèi)力分量只有軸力和扭矩，且有：N=F，Tn=T，二者均大于零。3-2 試求圖示等截面桿橫截面上內(nèi)力分量。(a) (b)題3-2圖解：沿任一橫截面把桿截開(kāi)，取其右段（或左段）研究，如圖（b）所示。顯然橫截面上的的內(nèi)力分量只有軸力和彎矩（按正值方向假設(shè)），且有：N=F，M=-Fe。3-3 試求圖示各桿橫截面上軸力（圖中虛線表示力的作用位置），并作軸力圖。 題3-3圖解：對(duì)于圖

2、（a）所示直桿，分別沿1-1、2-2、3-3把桿截開(kāi)，取其右段（或左段）研究，各段受力圖如下圖所示（軸力按正值方向假設(shè)）。各段橫截面上軸力為：N1=-F， N2=-2F， N3=0。軸力圖如下： -2F-Fx同理，對(duì)于圖（b）所示直桿，有（各段受力圖略）：N1=2F，N2=F，N2=3F。軸力圖如下：F2F3F題3-4圖3-4 試作出圖示的兩種齒輪布局的扭矩圖，哪一種布局對(duì)提高傳動(dòng)軸強(qiáng)度有利？解：哪一種布局對(duì)提高傳動(dòng)軸強(qiáng)度有利的判斷標(biāo)準(zhǔn)為看哪種布局的最大扭矩較小。顯然，圖（a）布局中的最大扭矩為：Tnmax=T2+T3,而圖（b）布局中的最大扭矩為：Tnmax=T2 或Tnmax=T3。所以，

3、圖（b）的布局對(duì)提高傳動(dòng)軸強(qiáng)度有利。3-5 試作出圖示的各梁剪力圖和彎矩圖，并求出最大彎矩的值。題3-5圖解：以下所有求解均以梁最左端為坐標(biāo)原點(diǎn)，以軸線為軸，建立坐標(biāo)系，利用靜力平衡方程求解。（a）求支座B的約束反力，由靜力平衡方程得：取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（a），從圖中可知： 剪力最大值為 彎矩最大值為 （b）先求支座A、B約束反力，由靜力平衡方程得： （負(fù)號(hào)表示方向向下） 取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AB段： BC段： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（b），從圖中可知： 剪力最大值為 彎矩最大值為 （c）先求支座A的約束反

4、力，由靜力平衡方程得： ， 取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AC段： CB段： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（c），從圖中可知： ，（d）求支座A、B的約束反力，由靜力平衡方程得： 取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下：AC段： CB段： 即 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（d），從圖中可知：出現(xiàn)在處，即處， （e）求支座A的約束反力，由靜力平衡方程得： （順時(shí)針）取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下：AC段： CB段： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖P4-1（e），從圖中可知： ，（f）求支座A、B約束反力，由靜力平衡方程得： ， 取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩

5、方程如下：AC段： CD段： DB段： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（f），從圖中可知： ，（g）求支座A的約束反力，由靜力平衡方程得： （順時(shí)針）取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（g），從圖中可知： ，（h）求支座A、B的約束反力，由靜力平衡方程得： ， 取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AB段： BC段： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（h），從圖中可知： 則可能出現(xiàn)在或處：， 故 （i）求A、B反約束力，由靜力平衡方程得： ， 取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AB段： BC段： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（i），從圖中可知：

6、 （j）求A、B反約束力，由靜力平衡方程得：， 取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AC段： BC段： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（j），從圖中可知： （k）求A、B反約束力，由靜力平衡方程得：， 取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下（以下所求的單位均為，單位為） AC段： BC段： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（k），從圖中可知：， （）由A、B支座具有完全對(duì)稱(chēng)性知，約束反力為：取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下（以下所求的單位均為，單位為）CA段：AE段：EB段：BD段：作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（l），從圖中可知：， （m）求支座C、B處的約束反力，對(duì)C點(diǎn)取矩，由靜力平衡得： 取距原點(diǎn)的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AC段： CB段： 作出剪力圖和彎矩圖，見(jiàn)圖（