過程裝備基礎(chǔ)第二(朱孝天)答案匯總

1、過程裝備基礎(chǔ)第二版(朱孝天)答案匯總過程裝備基礎(chǔ)第二版(朱孝天)答案匯總22/22過程裝備基礎(chǔ)第二版(朱孝天)答案匯總2-4（省略）2-5解：（1）依據(jù)題意，畫受力爭以下：GGABNAXNAY45NBC（2）求解拘束反力和桿BC所受的力Fx0NAXNBCcos450（1）Fy02GNBCsin45NAY0（2）MA00.4G1.12GNBCsin451.120（3）由方程（3）解得NBC0.44.51.124.58.64(kN)sin451.12代入方程（2）得NGNkNAy2BCsin452.89代入方程（1）得NAXNBCcos458.6426.11kN2（負(fù)號表示與假定方向相反）2-6解

2、：（1）依據(jù)題意，畫受力爭以下：qNAXABDNAY（2）求撐桿CD上的力MA0q(10.5)10.5NCDsin30102NCD0.7(10.5)2/2解以上方程得sin301.575kN12-7解：（1）依據(jù)題意，畫受力爭以下：BNBYNBXNAXA45CNCXNAXG（a）此中，圖（a）為取整個支架究對象的受力爭。ABCNCY作為研究對象的受力爭，而圖（b）b）為取支架AB作為研GNAYNNAY（2）設(shè)兩均質(zhì)桿的長度為l，取整個支架NABC作為研究對象，則有：Fx0NAXNCX0（1）由方程（1）解得NAXNCXFy0NAY2GNCY0（2）MA0Glcos45G(lcos45lcos4

3、5)NCY(lcos45lcos45)0（3）22由方程（3）解得NCYG代入方程（2）得NAYG（3）取AB桿為研究對象：MB0lcos45NAYlcos45NAXlsin450G2lGlNAXl0G2GlGlGNAX2l2Fx0NAXNBX0NAXGNBX2Fy0NAYGNBY0NBY02-8解：（1）取B點為研究對象，畫出該點受力爭:以下：ANABBPNBCCFx0PNABsinNBCsin0Fy0NABcosNBCcos0由（2）解得NABNBC代入（1）得NABNBCPPPl32l22sinl32l32l32l22）取C點為研究對象，畫出該點受力爭以下：NBCNCXCNCYFx0NC

4、XNBCsin0Fy0NCYNBCcos0兩式聯(lián)立解得NCXPl32l2l3NBCsin2l3l32l2NCYPl32l2lNBCcos2l3l32l2（1）（2）32021502kN22011.35（3）（4）P1.5kN2Pl11.25kN2l32-9解：（1）取整體為研究對象，畫出其受力爭如圖1（a）所示。NAXNNAYAYAPPTTCNCBCNBNCNNNN（a）整體受力分析圖（b）取AC為研究對象的受力爭圖1梯子的受力分析圖MB0NC2lcosP(2la)cos0P(2la)cosP(2la)（1）于是，得：NC2lcos2l（2）取AC為研究對象1（b）所示。，畫出其受力分析圖如圖

5、MA0NClcosP(la)cosTh0ThP(2la)cos則：NC（2）lcos依據(jù)兩式（1）、（2）相等，能夠求得：P(2la)ThP(2la)cos2llcosPacos6002cos75T2h251.76N32-10解：MA0M1M2M3M4011.42F0.2011.4222kNF0.22-12解：Y=G250KNXq2HGq1HG15KN22mq2HG3Hq1HGH165KNm24242-13解：G2G1la2-14解：NA3.75KNYB11.25KNXB0YC11.25KNXC0mC31.25KNm3-5x軸，成立坐標(biāo)系，利用靜力平解：以下全部求解均以梁最左端為坐標(biāo)原點，以軸

6、中心線為衡方程求解。（a）求支座B的拘束反力，由靜力均衡方程得：RBPql2ql取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：Q(Pqx)q(lx)(0 xl)MPx1qx21qx2qlx(0 xl)22作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（a），從圖中可知：剪力最大值為Qmax2ql彎矩最大值為Mmax3ql22（b）先求支座A、B拘束反力，由靜力均衡方程得：RAPal（負(fù)號表示方向向下）RBP(al)l取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：AB段：QRAPa(0 xl)lMRAxPax(0 xl)lBC段：QP(lxla)MP(lax)(lxla)作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-

7、1（b），從圖中可知：剪力最大值為QmaxP彎矩最大值為MmaxPa（c）先求支座A的拘束反力，由靜力均衡方程得：RA0，MAPa取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：AC段：Q0(0 xa)MPa(0 xa)CB段：QP(ax2a)MP(2ax)(ax2a)作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（c），從圖中可知：QmaxP，MmaxPa（d）求支座A、B的拘束反力，由靜力均衡方程得：RA2aqa1a,RA1qa1234RBqaqaqa44取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：AC段：QRA1qa(0 xa)1q4Max(0 xa)415CB段：QRAq(xa)qaq(xa

8、)qaqx44MRAxq(xa)1(xa)21qax1q(xa)242即Q5qaqx(ax2a)4M1qax1q(xa)2(ax2a)42作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（d），從圖中可知：Qmax3qa459Mmax出此刻Q0處，即xa處，Mmaxqa2（e）求支座A的拘束反力，由靜力均衡方程得：432RAP,MAP2aPa3Pa（順時針）取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：AC段：QP(0 xa)M3PaPx(0 xa)CB段：QP(ax2a)MP(2ax)(ax2a)作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（e），從圖中可知：QmaxP，Mmax3Pa（f）求支座A、B拘束反力，由

9、靜力均衡方程得：RA4aP3a2Pa5Pa，RA5P574RBP2PP4P4取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：AC段：Q5(0 xa)P4M5(0 xa)Px4CD段：Q5PP1P(ax3a)44M5PxP(xa)1PxPa(ax3a)44DB段：Q7P(3ax4a)4M7x)(3ax4a)P(4a4作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（f），從圖中可知：Qmax7P，Mmax7Pa44（g）求支座A的拘束反力，由靜力均衡方程得：RAql,MA1ql2（順時針）2取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：QRAqxq(lx)(0 xl)Mql21ql21qx23ql21qx

10、2(0 xl)2222作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（g），從圖中可知：Qmaxql，Mmax3ql22（h）求支座A、B的拘束反力，由靜力均衡方程得：RA2a1q(2a)2Pa0，RAqa2152RBq2aqaqa2qa2取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：AB段：Qqaqx(0 x2a)211Mqaxqx2(0 x2a)22BC段：QPqa(2ax3a)MP(3ax)qa(x3a)(2ax3a)作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（h），從圖中可知：Qmax3qa21a或xMmax則可能出此刻x2a處：2M|1a1qa2，M|x2aqa2x28故Mmaxqa2（i）求A、B反拘

11、束力，由靜力均衡方程得：1ql21ql23qlRAl0，RA2228RBq(ll)39qlql288取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：AB段：Q3qlqx(0 xl)8M3qlx1qx2(0 xl)8l233BC段：Qq(lx)x)(l2q(lxl)22M1q(3lx)2(lx3l)222作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（i），從圖中可知：Qmax5ql8M|33ql3l1q(3l)29ql2M|xl8l8828128xMmaxM|xl1ql28QOxql2qlMOx3ql2QQPaOxOPaxPlMMPaOxOxPa2圖P4-1（a）Q1qa4Ox3qa4M9qa21qa23

12、24Ox圖P4-1（d）QqlOxM3ql222qlOx圖P4-1（b）QQOxOPMM3Pa2PaPaOxO圖P4-1（e）QqaQqa3ql82OxO3qa2M12Mqa8OxOqa2圖P4-1（c）P41P4x7P47Pa54Pa4x圖P4-1（f）1ql2x5qlql2128xql2圖P4-1（g）圖P4-1（h）圖P4-1（i）（j）求A、B反拘束力，由靜力均衡方程得：RA(2aa)2aq(aa)qaa0，RA5qa4qa3RBq2aqaRA3取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：AC段：QRAqx5qaqx(0 x2a)3M5qax1qx2(0 x2a)32BC段：QR

13、B4(2ax3a)qa43M(2ax3a)qa(3ax)3P4-1（j），從圖中可知：作出剪力爭和彎矩圖，見圖Qmax5qa3MmaxM|55qa(5a)1q(5a)225qa23a332318x（k）求A、B反拘束力，由靜力均衡方程得：RA45.4212(22)20，RA1.3kN2RB2(22)1.35.41.3kN取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下（以下所求Q的單位均為kN，M單位為kNm）AC段：QRAqx1.32x(0 x2m)MRAx1qx21.3xx2(0 x2m)2BC段：QRA5.4qx6.7qx6.72x(2mx4m)MRAx1qx25.4(x2)1qx226

14、.7x10.8(2mx4m)2P4-1（k），從圖中可知：作出剪力爭和彎矩圖，見圖Qmax2.7，MmaxM|x2m1.4kNm（l）由A、B支座擁有完整對稱性知，拘束反力為：RA141)3kN(12RB3kN取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下（以下所求Q的單位均為kN，M單位為kNm）CA段：Q1(0 x1m)M1xx(0 x1m)AE段：Q312(1x2m)M3(x1)1x2x3(1x2m)EB段：Q(143)2(2x3m)M1x4(x2)3(x1)2x5(2x3m)BD段：Q1(3x4m)M1(4x)x4(3x4m)作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（l），從圖中可知：Qma

15、x2kN，Mmax1kNm（m）求支座C、B處的拘束反力，對C點取矩，由靜力均衡得：qa21q(2a)2RB2a03231RBqaRCqa22qaqa22取距原點x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：AC段：Q0(0 xa)Mqa2(0 xa)CB段：Q1qaq(xa)qx3qa(ax3a)22Mqa2RC(xa)1q(xa)22qa21qa(xa)1q(xa)2221qx23qax(ax3a)22作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（m），從圖中可知：Q5qa3OMOQmax3qa2Mmax9qa2（x3a處）82（n）由對稱性求得支座A、B處的拘束反力為：RARB1(52)5kN2取距原點

16、x的隨意截面，求得剪力方程和彎矩方程以下：AC段：Q5(0 x2m)M5x(0 x2m)CD段：Q55(x2)155x(2x4m)M5x15(x2)25x215x10(2x4m)22DB段：Q5(4x6m)M5(6x)305x(4x6m)作出剪力爭和彎矩圖，見圖P4-1（n），從圖中可知：Qmax5kNMmaxM|x312.5kNmQ(kN)Q(kN)2.721.311qaxOxOx31.3142.72qa2543M(kNm)M(kNm)2qaqa218310.4230.423xOxOx1.411圖P4-1（j）圖P4-1（k）圖P4-1（l）Q(kN)1qa52OxOx53qa2M9qa28

17、M(kNm)12.5qa21010OxOx圖P4-1（m）圖P4-1（n）1235-1解：（1）計算鋼桿各段內(nèi)的軸力、應(yīng)力、絕對變形和應(yīng)變從左到右取3段，分別為1-1、2-2、3-3截面，則依據(jù)軸力的均衡，得各段內(nèi)的內(nèi)力：（左）N1=F=10kN（中）N2=F-Q=10-4=6kN（右）N3=F=10=10kN各段內(nèi)的應(yīng)力：123題2-1圖（左）（中）（右）N110103100106Pa100MPa1100106AN2610360106Pa60MPa2100106AN310103100106Pa100MPa3100106A各段內(nèi)的絕對變形：（左）N1L1(10103)0.23mmml1EA(2

18、105)(1000.1100.1106)（中）l2N2L2(6103)0.23m0.06mmEA(20.0610105)(100106)（右）N3L3(10103)0.23mmml3EA(2105)(1000.1100.1106)各段內(nèi)的應(yīng)變：（左）（中）（右）l10.11015L1200l20.061023L2200l30.11035L3200444（2）計算鋼桿的總變形ll1l2l30.10.060.10.26mm3）畫出鋼桿的軸力爭鋼桿的軸力爭見以下圖。N10kN6kNx5-212解：（1）計算鋼桿各段內(nèi)的應(yīng)力從左到右取2段，分別為1-1、2-2截面，則各段內(nèi)各段內(nèi)軸力：N1=F=10k

19、NN2=F+Q=10+2=12kN各段內(nèi)應(yīng)力：1N110103127.4106Pa127.4MPaA1(10103)242N21210338.2106Pa38.2MPaA2(20103)24（2）計算鋼桿的總變形各段內(nèi)應(yīng)力：l1N1L11010310000.637103m0.637mmEA12105(10103)24l2N1L1121035000.096103m0.096mmEA1105(20103)224故鋼桿的總變形ll1l20.6370.0960.733mm5-3解：（1）取B點作為研究對象，畫出其受力爭以下：B（2）依據(jù)其力的均衡方程求未知力Fx0NABNBCcos300題2-4圖Fy

20、0GNBCsin300于是NBCG2010340kNsin30sin30NABNBCcos3040cos3034.64kN（3）計算各桿應(yīng)力ABNAB34.64103110.3106Pa110.3MPaAAB(20103)24BCNBC4010331.8106Pa31.8MPaABC(40103)24故構(gòu)件AB和BC均安全。5-8解：（1）按剪切強(qiáng)度設(shè)計銷釘擁有兩個剪切面，即m-m和n-n截面，各剪切面上的剪力均為QP/2，則剪切應(yīng)力為QP/22PAd2/4d2依據(jù)剪切強(qiáng)度條件式有：2Pd2故d2P21810313.82103m13.82mm(60106)（2）按擠壓強(qiáng)度設(shè)計若按銷釘中段考慮擠

21、壓強(qiáng)度，其擠壓力PjyP，擠壓計算面積按銷釘圓柱面正投影面積計算，Ajydt1；若依據(jù)銷釘側(cè)段考慮擠壓強(qiáng)度，其擠壓力PjyP/2，擠壓面積Ajydt2。因t12t2，所以銷釘中段遇到的擠壓應(yīng)力更大，需對此段進(jìn)行強(qiáng)度核算。據(jù)擠壓強(qiáng)度條件式有：jyPjyPjyAjydt1故P181033mmmdjyt111.251011.25(200106)0.008綜合考慮銷釘?shù)募羟袕?qiáng)度和擠壓強(qiáng)度，按銷釘直徑d13.82mm，取d=14mm。5-9解：（1）鍵遇到的剪切力以以下圖所示。PmmP可將剪切力近似看作集中作用在剪切面m-m上，則其傳達(dá)的力偶矩為dTP2所以2T22000NP7010357142.9dQ

22、=P，剪切面積Abl，則剪切應(yīng)力（2）校核鍵的剪切強(qiáng)度，易知剪切面上剪力QP57142.928.6106Pa28.6MPaAbl0.0200.1因為80MPa，剪切強(qiáng)度足夠。（3）校核鍵的擠壓強(qiáng)度因為鍵與軸，鍵與齒輪接觸的面積相等，故任取一擠壓面校核即可。由力的均衡條件知：PjyP，擠壓計算面積Ajyh擠壓力l，則擠壓應(yīng)力2PjyP2P257142.9106Pa95.2MPajyhhl95.24Ajyl0.0120.12因為jyjy200MPa，擠壓強(qiáng)度也足夠。所以，鍵的強(qiáng)度足夠。5-15解：求支座A的拘束反力，由靜力均衡方程得：RAGG2G11kNMAG0.3G(0.30.51)G1.115

23、.51.116.105kNm以A為原點，AB方向為x軸正方向成立坐標(biāo)系，取距原點為x的隨意截面，求得彎矩方程以下：AC段：MRAxMA11x6.105CD段：MRAxMAG(x0.3)11x6.1055.5(x0.3)5.5x4.455DB段：M0作出梁的彎矩圖如圖P4-2示M(kNm)可見，最大彎矩出此刻支座A處Mmax6.105kNmx對單根槽鋼，其最大彎矩為：2.805kNm6.1053.052kNm26.105kNm因為梁為等截面梁，各段的抗彎模量相同，故圖P4-2maxMmaxWzWzMmax3.05210321.8106m321.8103mm3140106依據(jù)一般槽鋼的幾何性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

24、（GB/T707），選擇8號槽鋼，其Wz25.3103mm3，總高為80mm，總寬為43mm，詳細(xì)尺寸見標(biāo)準(zhǔn)。5-16解：（1）計算梁遇到的最大彎矩由梁受力的對稱性可知支座C、D的拘束反力相等，即：RCRD1(qlF)1(0.6420)11.2kN22設(shè)集中力的作用點為E，將梁分為CE、ED兩段，以C點為原點，CD方向為x軸正方向成立坐標(biāo)系，求得彎矩方程：CE段：MRCx1qx211.2x0.3x221q(4x)2ED段：MRD(4x)11.2(4x)0.3(4x)22CE段（0 x2），因CE段與ED段受力對稱，截面遇到的彎矩也對付稱。11.2x0.3x2單一遞加，ED段彎矩自然遞減。故MmaxM|x211.220.32221.2kNm因為是等截面梁，且Wzbh20.120.228104m366可得危險截面的最大正應(yīng)力：maxMmax21.210326.5106Pa26.5MPaWZ8104危險截面為集中力F作用的截面。（2）由前面