工程力學(xué)靜力學(xué)與材料力學(xué)課后習(xí)題答案單輝祖完整版

BB1-1試畫出以下各題中圓或圓盤的受圖。與其它物體接處的摩擦力均去。F

AB

W

A

W

A

B

W(a)

(b)

(c)B

W

B

W

AA(d)

(e)解F

F

AF

B

B

W

F

A

W

BF

A

F

A

W

F

A(a)

(b)

(c)F

B

F

B

F

AA

W

B

W

AF

A

1-2試出以下各題中桿受力圖A

A

AEC

C

CW

D

B

W

D

B

W

B(a)

(b)

EEAFC

AB

C(d)

(e)

W

B解：F

A

E

C

F

A

A

C

F

D

F

A

AF

D

W

D

B

W

D

B

C(a)

F

B

(b)

F

B

W

B

F

BF

A

A

F

AC

B

F

A

C

W

FB

B(d)

F

B

(e)1-3試出以下各題中梁的受力圖。q

F

ABCA

CW

A

C

D

B

W

D

(b)

(c)F

ACBD

q

FW

ABAD

B(d)

解：F

F

q

F

A

BA

CW

A

F

D

F

B

W

C

F

F

(b)

F

ACB

q

FD

A

FF

W

F

BF

F

F

By(d)

1-4試以下各題中指定體受圖拱ABCD(b)半AB分；踏AB；杠桿AB(e)方板ABCD；節(jié)B。F

B

C

F

B

A

FA

W

D

A

D

DDB

(b)

A

F

A

AC

BD

W

BD

B

C

C

W(d)

解：F

B

C

F

B

A

FF

A

W

D

A

F

B

D

F

DF

Ay

F

D

F

A

B

FAC

F

A

F

FF

BF

D

C

B

F

F

B(d)

1-5試出下題指物的受圖結(jié)，點(diǎn)；(b)圓A和及；(c)半半及體(d)杠AB切刀及體；秤AB，秤盤架BCD及。B

A

A

B

PP

(b)F

B

D

A

FA

C

E

C

B(c)

(d)A

B

DGCC(e)CByFECFECByFECFE解：(a)F

ATF

A

F

BT

B

F

F

A(b)C

F

A

F

AF

C

C

P

A

F

B

B

P

F

B

B

P

P

F

NF

FB

F

F

B

B

F

By

F

A

F

F

C

A

F

F

CF

Ay

F

Cy

F

Ay

F

(d)

A

F

D

D

A

FF

CC

B

F

B

C

F

EFFF

C

B

F

BF

B

GB

D

A

OB

DF

C

C

F

Ox

F

Oy

GCCA

OBW

F

Ox

F

Oy

F

B121253512125352-2桿BC在C處鉸，一均墻鉸接如所，和F作用在釘上F=445NFN，不計(jì)桿重，試求桿所受的力。A30F

4B

C

3F

解(1)取節(jié)研究對(duì)象力圖，注意AC為桿yF

F

1F

C

xF

2(2)列平衡方程F

4Fy1AC

FFx1AC

FFACBC與BC兩均受。

2-3水平力F作用在架點(diǎn)，圖所示。如不計(jì)剛架重量，試求支座和處約力2B

CaA

D解：取整體ABCD為研究對(duì)，力分析圖，畫封閉的力三角形：FB

C

FF

A

A

D

F

D

F

D

F

A(2)由力三角形得FFFFFFDADABCAB2FFFDA

F1.12F2-4在簡(jiǎn)梁的中點(diǎn)用一個(gè)傾斜o力，大于20KN圖。梁的重不，求兩支座的束力F

45o

解：(1)研究，受力分析畫受力圖：

F

45oF

A

α

45

F

B(2)畫封閉力形：F

A

de

F

B

F似關(guān)：何尺：

FFFBACDCE5CEBA桿DDDCE5CEBA桿DDDCE

122

求出束反力：FF2010kCD2EDFF20kNCD45o

CECD

o2-6如圖示結(jié)構(gòu)由彎桿和構(gòu)成。構(gòu)件重量不計(jì)，圖中的長(zhǎng)度位cm。知N求座和的約束力。4

FB

C6

8D6A解(1)取DE為研究，DE為力=F

EF

DDE

F

E(2)為研對(duì)，力析畫力圖畫閉力角：B

FD

F

FAF

F連鏈分有1衡2F11連鏈分有1衡2F11F'FADE

1FN22-7在四構(gòu)和上用F和，構(gòu)圖位置衡試求平和的小的。CB

90

45F

1

30F

60A

D解（1取鉸鏈為研究對(duì)象，AB均為二桿，畫受力圖和封閉力三角形；F

BAB

45F

FF

F

ABFBC

2F1(2)取鏈為研究，、CD均二力桿，畫受力圖和封閉力三角形F

CB

C

F

CBF

2

F

CD

F

CD

F

2F

2

o

32

F2由前式可得：FFCB

F1

F2F1

FForFF222FF2-9三根重桿，，AD在點(diǎn)鉸鏈連接，各桿與水平面的夾角分別為，和0，如圖所。試在與D平行的力作用各所受的力。已知FkN。zA

FB

45F

O

60

ADD

y45CF

AC

x解：(1)取研究對(duì)力分析、AD均二力桿，畫受力圖，得到一個(gè)間匯交力系；(2)列平衡方程：

FFoFxACABFFFcos60oFFsin60sin45osin45ACAB

解：FF1.2kNFFkNADACABADAC桿AD桿壓。3-1已梁上作用一力偶，力偶矩為，長(zhǎng)為梁重不。在圖，bc三種情況，支座和的約束力Ml/ABl(a)M

Ml/ABl(b)A

l/

Bθl(c)解：受分，受圖A、B的約束力組成一個(gè)力偶；Ml/ABF

A

l

F

B列平衡程：MFAB

FlMFBBMl

Ml(b)受力分析，畫受力圖、B處約束力組成一個(gè)力偶；Ml/ABF

A

l

F

B列平衡程：

M

FlMFBB

MlFAB

Ml受力分析，畫受力圖；A處約束力組成一個(gè)力偶；F

A

A

l2

M

Bθ列平衡程

l

F

B

M

FlMFBB

MlcosFFAB

Mlcos3-2題圖所示結(jié)中二曲桿自重不計(jì)，曲桿AB上作用有積極偶，其力矩，試求A和C點(diǎn)力aBaC3

M

aA解(1)取為研究象受力析，BC為力畫力；F

BBCFFF

C(2)研對(duì)象，受力分析的束力組成一個(gè)力偶，畫受力圖；B2輪個(gè)用如示的的12B2輪個(gè)用如示的的12為作偶矩2AB21BFMF

A

AM

MMF'FBBFAC

M3-3齒兩作偶所們矩分為=500Nm，M求兩螺栓處的鉛垂約束力。圖中長(zhǎng)度單位為。A

M

M

BF

A

F

B解：(1)取整體為研究對(duì)象，受力分、B約束力組成一個(gè)偶，畫受力圖；(2)列平衡方程：M

FlMF

MM1251Nl50FFNB3-5連機(jī)構(gòu)在示位置平衡。已知OA=60cm，BC=40cm，作用上力的力矩大小，試求上力偶小M和力所的力。桿量計(jì)。A

30o

BC

MMO2A112122A11212解：(1)研究桿力析畫受圖：30

B

F

BF

C

C

M列平衡程：

M

FBCsinB

o

FB

MBCsin

o

1N0.430o(2)研究AB（二力桿），受力如圖：F

ABFB可知：F

'F'FB(3)研究OA桿，力，受圖：AM

F

AF

O列平衡程：

MOAMA1MFOA1A3-7O和圓與軸固連垂直軸O直軸盤上分別作用力偶F（題。徑1112212AzBzAxF（題。徑1112212AzBzAxBx（F，，’）如示半=20,F=3N,N,AB=80,不計(jì)件重試算承和的約束。zF

Az

F

1

O

1

F’

F

BzA

B

yF

Ax

F

2

O

2

O

F

Bxx

F’解取整體對(duì)象，受、B處方向和方的約束力分別組偶，受力。(2)列平衡方程：

M

ABFrxBzFBz

2rF2.5NFFAB

MABrzBx1FBx

2rF21.5NFF1.5NAB的約束：FxAzFF

3-8在示構(gòu)，各構(gòu)的重都不，構(gòu)件上用一偶矩為力偶，各尺寸圖。求支A束力。D

MClA

Bl

l

l解(1)取為研究對(duì)，受力分析，畫受圖；F

C

MCB

F

BDCCDCC

M

MFCC

Ml(2)取為究象，受力分析畫受力圖；DF

C

FA

F

A畫封的三形；F

D

F

AF解F'FCAcos45

2

MlBB4-1試求題4-1所示各梁支座的約束力。設(shè)力的單位為kN，偶位為kN單位為m分布載荷集度為kN/m。(提醒：計(jì)算均載荷的影與力矩和時(shí)應(yīng)用積分)

ACD

0.80.4(b)AC12(c)

30o

M

20CBD(e)

解：：(1)整體受力分析，畫出受力圖平意系；F

Ax

F

yACFAy

x0.80.4(2)坐標(biāo)系A(chǔ)xy列出衡程

FF0.4xAxFAxCB2y20FxFBCB2y20FxFB

M(F):A

FBFkNBFFFyAyBFkNAy約束力方向如圖所示。：究，受力分析，出受力圖(平面任力)；y

AF

Ax

F

Ay

12

x

30F

x(2)坐標(biāo)系A(chǔ)xy，列平方程(F):xBAyF0.33kNAyFFyAyB0F4.24BF:FF30oxAxBF2.12kNAx約束力方向如圖所示。(e)：(1)研究CABD桿受力分析，畫出受圖平任意力；

o

C

MAxABDAyF0.8

x(2)坐標(biāo)系A(chǔ)xy，列平方程

FFAx0.80.8AF0.80.8AF(F:dxFAB0F21kNBF:dxFyAyB0FkNAy約束力方向如圖所示。4-5一砌在內(nèi)在由裝滑用以速起物，設(shè)重的量G又長(zhǎng)b，斜繩成

角求固定端的約束力。A

BD解(1)研(帶)，受力分析，畫出受圖(平面任意系；

yF

Ax

MAAy

G

B

G

x(2)坐標(biāo)系Bxy，列平方程

F-FxAxFsinAx

F:FcosyAyF(1Ay

)EEEE

M(F:MFRBAAyM(1cosbA約束力方向如圖所示。4-7練鋼爐的料機(jī)跑車和可移動(dòng)的橋成。跑車可沿橋上的軌道運(yùn)動(dòng)兩輪距為m，跑與操、平以及料相連，料斗每次載料重kN，平長(zhǎng)=5m跑車操作架和附總為作用于架軸線問(wèn)P至應(yīng)多大才干使料斗在滿載時(shí)車不致倒？1mAED

F

BPO

CW解(1)研究跑車與操作架、平OC以及料C受分析，畫出受圖平面行力系)；1mAE

FFD

FP

FO(2)點(diǎn)矩，出衡方；

CW(3)不翻倒條；

M

(F:-FPFEPF2CCFEWkN活梯于水上在面梯部分和B各為，重心在A，用鏈和繩子DE連接一人重為立于，試求繩子的拉力和AB、兩的約束力。

l

D

P

E

l

B

C解(1)：研，受力畫出受圖平平行力系；A

l

PQQ

lD

EB

F

B

F

C

C(2)坐標(biāo)系Bx，出衡方；

M(F)B

-Q

ll2

lcosCaF1l

FFFyBFB

a2l

P(3)研AB，受力分，畫出受力圖(平面任力)A

F

AF

Ax

lD

Q

F

DB2lDA2lDA(4)選為心列平方；

lM(F):-FABDFQ

l2h在齒條料機(jī)中杠桿=500mm，mm齒受水阻力作用。知N各零件自重試求移時(shí)在點(diǎn)的用力是多少15

AD

F

45CFB解(1)究和瓜(二桿)，受力析，畫出受力圖(平面任意力系；F

A

15

AD

F

x45(2)選軸為投影，列出衡程；

F-Fcos30AQFNA(3)究杠桿，受力分析，畫出受圖平面任意力；15

AFCx

F’aa(4)選點(diǎn)矩，出衡程；

MF)FA

sin15

o

FBCFN由和構(gòu)的合梁過(guò)鏈連，的承受如題圖所示。已知均布載集度kN/m力偶kN，不梁重，求支座、BD的束力和鉸鏈C所力。

q

MA

D

Ba解(1)研桿，受力析，畫出受力圖(平面行力系)；q

y

MC

D

xF

C

xdx

F

D(2)坐標(biāo)系，出衡方；(F-xFaD0FDaACaaF它aACaaF它，束D:FyCD0FkN(3)研究桿受力分析，畫出力圖(平面平力系；yqdxAF

F

B

Bx

CF’

x(4)坐標(biāo)系，列出衡程；(F)FxFBA0F35kNA

F:F'yABC0F80kNB約束力方向如圖所示。剛架和剛架通過(guò)鏈連接，并與面通過(guò)鉸鏈、B、D連，如題4-17圖示，載荷如圖，試求剛架的支座約束力(單為，力位為kN荷集度單為)。3

3C

C

F3

3AB

D

AB

D1

3

6

3(a)

(b)：(a)：(1)研究，桿D的約：F=F；5353(2)研整體受分析，畫出力(平面任力系；yF

qdx

=10x

C

33F

Ax

A

x

B

DF

Ay

1

F

B

3(3)坐標(biāo)系，列出衡程；

F:xAxF100kNM(F:100xFAB1FkNB:FFyAyBFkNAy約束力方向如圖所示。(b)：(1)研究CD，力析畫受圖(平面任意系；

C

FF

Cx

F

Cy

x

3D3

F

D(2)選點(diǎn)矩，出衡程；(FxFD0F15kND(3)研整體受分析，畫出力(平面任力系；y

3C

Fx

dx

333DFB33DFB(4)坐標(biāo)系，列出衡程；

FF50xAxFAxM(F)50BAyD0FkNF:FFFyAyBD0FkNB約束力方向如圖所示。由桿AB、BC和組的支架和輪持體物體重12kND處亦為鉸鏈連接，尺如圖示試固鉸鏈座和滾動(dòng)鉸鏈支座B約以桿所受的力。CA

2mD

B

1.5mEW解(1)研整，力分，畫受力(平面任意力系)；F

Cy2m2mAAxAyF

xW

E(2)坐標(biāo)系，列出衡程；

M

FFxAxFAx(F:FABFBFFFyAyBFkNAy

(3)研究(帶輪，受析出圖(平面任意系)；C

F

F

Dx

F

Dy

DW

EW(4)選點(diǎn)矩列平方；

M

(FFsinDCB

F約束力方向如圖所示。

kNFFFF重架如題4-19圖示，尺單為?；瑥剑z繩的傾斜部分行于桿。的荷kN，它重量不計(jì)，求鉸座、B束800力。

EA

CD600

WB解(1)研整，力分，畫受力(平面任意力；y

800EF

Ax

A

C600

F

Ay

D

WWF

Bx

BF

By

x(2)坐標(biāo)系Bxy，列平方程

M(FF600BAxFkN

FFxAxBxF20kN

FBy(3)研ACD桿受力分析，畫出受力圖平任意力；F

Ax

AAy

Dy

D

F

C

F

Dx(4)點(diǎn)矩，出平方；AyFAyF

M

(F):FF100DAyCFkNAy(5)將入面衡；FFBy約束力方向如圖所示。、AC、DE三連接題圖。DE桿上有一插銷F套桿的導(dǎo)槽內(nèi)。求在水平DE的端有一鉛力作用，AB桿上所受的。設(shè)，ADF=，BC=，所有桿重不計(jì)。

FDEB

45

o

C解(1)整受力分析，據(jù)三力衡交定理可的約束力一定沿BC方；(2)研DFE，受力分析，出受力圖(平面任意力；F

FD

F

45

o

EF

Dx

F

DyB(3)分別選F點(diǎn)點(diǎn)矩心，列出平衡方程；

M(F)FM(F):B

FEFDEDyFDyEDFDBDxFFDx(4)研ADB桿受分析，畫出受圖平面任意力；DxDyDxDyyF

Ax

A

F

Ay

xF’FB

DB

F’(5)坐標(biāo)系，列平方程；

M(F):F'FADxBFB

F:FF'xAxBDxFAx

F:F'yAyDyFFAy

約束力方向如圖所示。2222225-4一重量=1000N的勻質(zhì)薄板止推承、徑向軸承和繩索支在水面上可以水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，今在板上作用一力偶，其力矩為，并設(shè)薄板平衡。已z=3，=4，hm，MN繩子的拉力和軸承、約束力。EDA

yM

Bx

C解(1)研勻質(zhì)薄板受分，畫受圖(空間任意系；zE

F

Az

F

A

DF

Ax

A

yF

Bz

M

F

C

F

By

x

B

W

C(2)坐標(biāo)系，方程；

M(F)MFzByF500NBy

aM(FFxC

22

aF707N

M

b(F):FFBz

bF2225FF2225FF

2FFFFBzAzCF500N

24FFFxAxCFNAx

23F:FFAyCF800約束力方向如圖所示。5-5作用于半為mm的嚙合力推動(dòng)皮帶軸作勻動(dòng)知皮帶緊邊力為，松邊拉力為100N，如題圖示。試力的大小以及軸承、B的力(寸位。F20o

100N

D

200NBA

C150100解:(1)究體，力析，畫出受圖(空間任意系；F20oyAyA

C

100N

D

200NByB

F

Bxz

F

Ax100

150x

(2)坐標(biāo)系，方程；FFFF

MF)z

cos20oF70.9

M(F:x

FNBy

M(F

350Bx

FNFFFFxAxBxFNAx

F:F20yAyByF68.8Ay約束力的方向如圖所示。5-6某動(dòng)以、軸承支柱直齒圓直徑，壓力角o。在法蘭上作用一力矩M=1030N的偶，輪軸自重摩不，傳動(dòng)軸速轉(zhuǎn)z動(dòng)時(shí)的合力及A、的約束力圖中cm)。A

C

B

Mx

20

M

x

DF

E

y20解:(1)究體，力析，畫出受圖(空間任意系；F

Ax

z

BzAz

zA

F

22A

C

11.2

FB

Bz

Mx

F

Bx20

M

Fx

Ax

DF

F

Bx

E

y20(2)坐標(biāo)系A(chǔ)xyz出平衡方；

M(F)y

Fcos20oF12.67kN

M

x

(F

F

F33.2F

M(F):

F

22FBx

FkNFFcos20FxAxBxF4.02Ax

FFoAzBzFkNAz約束力方向如圖所示。為f為f6-9已知物重=100N，斜面傾角為o題圖tan30o，物斜摩擦因數(shù)，f，求物塊與斜面間的摩擦力？并問(wèn)物體在面上是靜止、下滑還是上滑？假如使物塊沿斜面向上動(dòng)，求加于物塊與斜面平行的力至少應(yīng)為多大？F

W(a)

W(b)解(1)擬定摩角并和極合作用線與觸法夾角比；ff

tg30

o

0.57720.8fW

of

(2)判斷物體的狀態(tài)，求摩擦：物體下滑，物與斜面的動(dòng)滑動(dòng)摩擦力為Ff's(3)物有向滑趨，且靜滑摩力成最時(shí)全束力與接面向角等于摩角F

W

Ff

W

FF(4)畫封閉力形求力；fABBCfAWWfABBCfAWWWFffsinFWNsin90f重的物體置重N的體上又于面圖所示知f=0.3，f=0.2在上用水成o的力問(wèn)當(dāng)力逐漸加大時(shí)，是F動(dòng)還是、一動(dòng)如體重為N，況又如何？解(1)擬、B和B、C間摩擦角arctgff1

AB

16.7

f

arctgf

BC

11.3(2)當(dāng)、間靜滑擦力最大畫物體受圖封力角；F

ARF1sin

Wf1

F130

F130WAF1fWA90f1

F1

fsin60

f1

A

209N(3)當(dāng)、C間的靜摩擦成最畫物體與的力圖封閉三角形A

F

2

30

F

2

30B

A+B

F

RF

R

f

C

A+B

f12B2f212B2f2F2sin

f2

sin

WAf

30

F2

sinf2sin

f2

A

234(4)比較和；FF1物體先滑動(dòng)；(4)假如=200，則=700N，再求F；sinFfFF體和一滑動(dòng)；

A

N梯長(zhǎng)為l，為，B端靠光滑鉛墻上，圖所示，已知梯與地面的摩擦數(shù)f，求平時(shí)B

F

B

B

DfCP

l

CP

l

minA

f

AF

R：(1)研AB桿，當(dāng)點(diǎn)滑動(dòng)擦達(dá)最大時(shí)，受圖(A約束用約力表達(dá))；三匯可minffsFFfF三匯可minffsFFfFsin44fRf由衡理F、三力匯交在點(diǎn)(2)找和的幾何關(guān)系；lsin

l

tan

1tanff

arctan

fsA(3)得圍90

fsA如所示，欲轉(zhuǎn)動(dòng)一于V槽型中的棒料，需作用一力偶，力偶N已知棒重G=400N，徑Dcm。求棒料槽間的摩擦因數(shù)f。45M解(1)研棒，靜滑摩擦達(dá)成大，畫力(用約束力表達(dá)；45

45F

R

f

OG

MF

R

f

RR

G((2)畫封閉的力角形，全約束力；Fcos

(3)O為，平方；OR1fff對(duì)OR1fff對(duì)稱與擦E

DDM(F)FFM224M20.424312.55f(4)求摩擦因數(shù)；ftanf磚的寬度為25cm，桿AGB與在點(diǎn)接。磚的重量為，磚的合F作用在磚示。夾摩f=0.5，試問(wèn)b應(yīng)多大才干把磚夾(G點(diǎn)到磚塊上所受正壓力作用線垂直距離。B

G

FA

W25cm

D解：磚夾與磚之間摩擦角arctanff(2)由整體力得F=W(2)研究磚，受力分析，畫受力圖；y

of

F

R

W

F

fR(3)方向投影的平衡方程；R提形R提形:(a)(1)T形形上

F2FRfFR(4)研究桿，受力分析，畫受圖；

F

F

BA

GF’f

F(5)取為心平方；

M(FF'9.5fRfcm試求圖示兩平面圖形的。尺位為。

150

120200(a)

(b)

80

解將成矩，、；150C200

C

2S

2

CL形個(gè)提矩形CL形個(gè)提矩形(2)在示坐系，y軸是圖形對(duì)稱軸，則有x=0(3)二個(gè)矩的和心；7500

yC

2255020010000

yC

100(4)T形的形；xy

SyiiSi

225(b)(1)將二，C；yS

1120

C

1CC

2

S

2

80(3)二個(gè)矩的和心；

x101200

xC1

5mm

yC1

70

xC

yC2

5mm(4)L形形；xCyC

SxiiiSyiii

1200451200120012006-19試圖示平面圖形寸單位。y160

yC

O

x

C

x200100(a)

30(b)形圓小心1211C圖大當(dāng)去形圓小心1211C圖大當(dāng)去形2122C解：(a)(1)將圖大去，形和；y160SCC

1O

2

S

2

x200100(2)在示坐系，x圖稱則：y=0(3)二個(gè)圖的和心；

40000

x1

(4)圖形的形心；

xC2

100x

xiiSi

64006400y(b)(1)將形作減形，和；ySS

CC

C

1

x(2)在示坐系，y圖稱則：x=0(3)二個(gè)圖的和心；160

y1

6010060

yC

50(4)圖形的形心xy

SyiiSi

1920019200FF8-1試圖示各桿的軸力，并指出力的最大值。F

F

F

F(a)

(b)2kN

3kN

2kN

3kN

2kN

1kN(c)解：(a)(1)用截面求，取、2-2截面；

(d)F

11

2(2)取截的段1FF

N

1FFFx1

FN1

F(3)取截的右段；

2FN2FFx2

F

(4)軸力最大值：FN

F(b)(1)求固端的束反；F

F

F

FFFFFFxR(2)取截的段；F

F

N

FFxN1

FFN(3)取截的右段；F

N

F

FxN2

FF

(4)軸力最大值：FN

F(c)(1)用截面法求力，取1-1、、3-3截；2kN

3kN

2kN

3kN(2)取截的段；

2kN

F

N

FFxN

FN(3)取截的左段；2kN

3kN

F

N

FFxN

F

k(4)取截的右段；F

N

F3xN

F

N(5)軸力最大值：FN

N(d)(1)用截面求，取、2-2截面；

(2)取截的右段；FN

F2x

Fk(2)取截的右段；

FNFx2

F

(5)軸力最大值：FNmax

kN8-2試畫出8-1所示各桿力。解F

NF(+)x示圓，向梯面受荷示圓，向梯面受荷2122(b)F

NF(+)(-)

xF(c)

F

N1kN

3kN(+)(-)2kN

x(d)F

N1kN(+)(-)1kN

x8-5圖階形截桿承軸載kN與作用，AB與段的直徑別為=20和，欲使與橫面的應(yīng)同試載荷之。F

1

1

F

2

2A

1

B

2

C：用面法求出1-12-2截的軸；FN

1

FN2

FF12(2)求1-12-2截正，正相；A1A示桿載211A1A1A示桿載211A1

F50N

F5022159.2MPaF62.5kN28-6題圖所面知=200kN，，AB段直徑，如欲使AB與BC段橫截面上的力相，試求直徑。：(1)用截法求出、2-2面的軸力；FN

1

FN

FF12(2)求、2-2截的正應(yīng)力，運(yùn)用正應(yīng)力相同；

F20012

F(200100)2159.2Ad28-7圖示木桿承受軸向載荷作，的截面，粘接面的方位角45，計(jì)算該截面上正應(yīng)力與切應(yīng)力，并畫出力的方向。nF解：(1)斜面的應(yīng)力：

θ粘接面

F桁與橫為直為2架面桁與橫為直為2架面形分3045

FA

cos

MPa

sin

FA

sinMPa(2)畫斜截上應(yīng)力F

σθτθ示桿桿的均圓，徑別mm與mm，兩桿材料同許應(yīng)[該桁架在節(jié)承受鉛直方向的載荷F=80作用，校核桁架的強(qiáng)。B12AF解(1)對(duì)節(jié)受分析，求出和兩桿受的力yF

AB

30

45

F

A

xF(2)列平衡程

Fsin300F450ABFF0cos450AC解得：FFkNFACAB

F58.6kN(2)分對(duì)兩桿進(jìn)強(qiáng)計(jì)；

ABAC

FABMPaAFACMPaA

所桁架的強(qiáng)度足夠示架，桿為截面桿為方面木，在點(diǎn)承受直向載荷F作，定的徑d與邊寬b已知荷FkN，鋼許應(yīng)力[σ]MPa，的許用應(yīng)力[]=10MPa。B45C

l

FA解：(1)節(jié)受分析，求AB和桿所受的；F

ABF

AB45

A

F

F

F

FF2FkNF

kN(2)運(yùn)用度條，分對(duì)兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；WF11F3WF11F3，l=400AA=100

ABAC

FABA4F70.7ACAb2

160MPa

db84.1所以可擬定鋼桿的直為，桿的邊為84。題所架定荷的用[]。解：(1)由8-14得到AB兩所受的力與載荷的關(guān)系FFFACAB(2)運(yùn)用度條，分對(duì)兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算

F

FMPaA12

F154.5

AC

2FAC160MPaA4

F97.1kN取[F]=97.1kN。圖階梯形桿2，桿的軸形eq\o\ac(△,l)eq\o\ac(△,)。ll

，=200GPa試計(jì)算F

F

FA解用截面求AB、段的軸力FN

BFN

C(2)分段計(jì)算個(gè)桿的軸向形與桿1211與桿121132桿縮。

FlFl33NN22EAEA2003圖桁架，桿與桿的橫截面面積與材料相同，在節(jié)點(diǎn)A處載F作。實(shí)驗(yàn)中得桿10-4

與=2.0×10-4試擬定載荷F及方位角之值。已：A==2002EE。BC12ε

1

30

30

ε

2A

F解(1)對(duì)節(jié)點(diǎn)A受分，出AB和兩桿所受的力與的關(guān)系；yF

AB

30

30

F

A

x

F

FFsin30Fsin0xABFFcos300FFyABACFFFABAC

3

F(2)由胡克定律FAFEkNABAC桁桿截分2的桁桿截分2的鋼彈分木模為Wl代入前得：FkN

o題8-15所述若與AC橫面積=400與=8000mm2，桿度，與的量別GPa、=10GPa試計(jì)算節(jié)點(diǎn)的水平與鉛直位移。解計(jì)算兩的變；1

FlABS1

503400

0.938mm

2

FlAC

70.732150010

1.875mm桿伸，2縮短。(2)出節(jié)點(diǎn)A協(xié)調(diào)位置并算其位移；A

eq\o\ac(△,1)

145eq\o\ac(△,2)lA

2A平：1

0.938mm直：f

A450cos45tg4521

mm圖示兩固定截面桿，截面面積為承受軸向載荷作，試計(jì)算桿內(nèi)橫截上的最大拉力與最大壓力。ll3l3ll3l3AC

DF解：對(duì)直桿行受分；

F

(b)F

A

ABF

F

D

F

B列平衡程：

FFFA(2)用截面法求出、、段軸力；F1

FN2

FN3

(3)用形協(xié)條，列出補(bǔ)充程；

ABBCCD

0代入克定律；

AB

FlFlFl1ABN2BCN3EAEAEAFl(F)l3Fl/AABEAEAEA求出約束反力：FFF/3B(4)最大拉應(yīng)力和最大應(yīng)力；

l,max

FN2A

FA

y

FFNA3A圖構(gòu)，梁為體，桿與桿用同種材制，橫面mm

，許用應(yīng)力[]=160，載荷=50kN，核強(qiáng)。12

la

aB

DF5示桿2與分用分235示桿2與分用分2312313解：對(duì)進(jìn)行受力分析，列平衡方程；F

By

F

N

F

NF

BxB

D

FmFFNN(2)由變形協(xié)調(diào)關(guān)系，列補(bǔ)充方程；21代胡克定理，可得；FlFlN2N1EAEA解聯(lián)立程：

FN2

FNFN

2FFN

F(3)強(qiáng)度計(jì)；

1

FN1300

160

2

F4NMPa5

160MPa所以的度夠。圖，桿桿、銅與制成，MPa[]=60MPa，σ]，彈性模量分別為EGPaEGPa，E=200GPa若荷FkNA=2A試擬定各桿的橫截面面積。1

2330C10002F2F解：對(duì)節(jié)點(diǎn)行力析假三桿受；力圖；F

N2

F

NF

N

CF列平衡程；

FF0N1N2FFFsin30FN3(2)根胡克律列各桿的絕變；1

FlFlFlFl1N1N22NEAEA100A1

3

FlFlsin30N33N3EA200A33

0(3)由變形協(xié)調(diào)關(guān)系，列補(bǔ)充方程；C

eq\o\ac(△,1)lC

eq\o\ac(△,2)leq\o\ac(△,3)l

C

2F

N2

F

N3

C3C3000ctg30321

0

FF

N1N1

F

N2

CN3FC化后：

F承受12承受1215FFNN

FN

聯(lián)立衡程得：FN

FN2

FN3

146.94桿受，桿和桿受拉。(4)強(qiáng)度計(jì)；A

FFFNA2A23

mm綜合上件可得AAAmm13圖示木接頭F=50kN，試求接頭的剪切與擠壓應(yīng)力FF100

100F解：剪實(shí)計(jì)算式：

100

F

F3s(2)擠實(shí)計(jì)算式：

bs

F503bMPa40圖示臂，F(xiàn)作，擬定銷的徑d。已知載荷F=50kN，F(xiàn)=35.4，許用應(yīng)[]=100，擠力[]=240MPaF

1

A

FD

D-D

d45B2F2SbsbsbsB2F2Sbsbsbs解：對(duì)搖臂進(jìn)行受分由平交可定座的約束反力；FB

F2FFcos4511

0

kN(2)考慮銷的剪切強(qiáng)；

FQ14

dmm考慮銷的擠壓強(qiáng)度；FFBAd(3)綜合軸銷的剪切和擠壓強(qiáng)度，取mm

14.8圖示接頭，承受軸荷作，試核接強(qiáng)度。：荷，寬mm板厚δmm，鉚釘直d=16mm用力[]=160MPa，用切應(yīng)力[]，許擠壓力[]=340MPa。板件鉚釘?shù)牟牧舷嗟萣F

FδδFF解：校核鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度；

dF2SFbsbsF2SFbsbs

1F499.54

120(2)校核釘?shù)膲簭?qiáng)；FbMPaAd(3)考慮件的伸強(qiáng)；對(duì)板件受力分，畫板件的軸力；

340MPa1

2F/4F/F/4

F/4

F1

2F

N

F3F/4F/

(+)x校核1-1截面的拉伸強(qiáng)度F

FN1A

(d)

125MPa

160MPa校核截面的拉伸強(qiáng)度1

FF125A()1

MPa所，接頭的強(qiáng)度足夠。9-1試求圖示各的扭，并出最扭矩。aaMM(a)500500500

aM(b)300300300

M2kNm

(c)

1kNm

2kNm

1kNm

2kNm

(d)

解：(1)用截面內(nèi)取、2-2截；1

2M

1

M

2(2)取截的段1T

1

xM

1

Mx

TTM11(3)取截的右段；T

2

2x

M

x

2

T22(4)最大扭矩值：

Tmax

M(b)AA2AA2(1)求固端的束反；1

2M

1

M

2

M

MMMMMx(2)取截的段；1M

T

1

1MTMx1取面的；2

TMx

2

MMT22(4)最大扭矩值：max

M注：本假取1-1、截面右，則可以不約束。(1)用截面內(nèi)取、2-2、3-3面；1

2

32kNm

1

1kNm

2

1kNm

3

2kNm(2)取截的段；1T

1

2kNm

1

Mx

T1取面的；2

T

2

M

2kNmx

1kNmT2(4)取3-3截面段；3T

3

(5)最大扭矩值：(d)

Mx

32kNmT3kNmmax(1)用截面內(nèi)取、2-2、3-3面；1

2

31kNm

1

2kNm

2

3kNm

3(2)取截的段；1

T

1

1kNm1MTx1取面的；1

2

T

2

1kNm

1

2kNm

2

Mx

T22(4)取3-3截面段；1

2

3

T

3

1kNm

1

2kNm

2

3kNm

3

M

x

T3(5)最大扭矩值：T

9-2試畫題所示各軸的扭圖解T(+)

M(b)TM(+)(-)

M(c)T

2kNm1kNm(+)(d)T1kNm

(-)3kNm，輪的從輪分，輪的從輪分3n9-4某軸，轉(zhuǎn)速r/min(/分）為極入率PkW，輪輪與輪為動(dòng)，輸功率=10kW=。(1)試軸的矩，求軸的最扭。(2)若將輪與論的位置對(duì)調(diào)軸的大扭變?yōu)槭裁粗?，?duì)軸的受力是否有利P

2

P

1

P

3

P

42

1

3

4800800解(1)計(jì)算各動(dòng)輪傳遞的外力偶矩；M1

1MNmMMNm234(2)畫軸的矩，求軸的最扭；T(Nm)

(+)(-)

x

kNm(3)對(duì)調(diào)論1輪，扭矩圖為T(Nm)

(+)(-)

x

955kNm所對(duì)軸的受力有利9-8圖示空心截面軸，外徑Dmm，內(nèi)dmm扭T=1kNm試計(jì)算A點(diǎn)AA面徑d，1AA面徑d，11B(ρ=15mm)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力以及截面的最與最扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力ρA

A解計(jì)算橫截面的極慣性矩I

p

(D4)54(2)計(jì)扭轉(zhuǎn)應(yīng)；A

TI

16A63.7MPamax

T620maxMPaI5min

TminI

15

42.4MPa圖示圓截與的別為d與/3，求軸內(nèi)的最大切應(yīng)力與面的角，并出表面母的移情況材的切變量GA解：畫軸的矩；T

MllMM(+)

MC)pAB13M)pAB13M(2)求最大應(yīng)；

ABmax

TMMABW1d333

13.5M2

TMMBCW3pBC2比較得

max

16M(3)求截的轉(zhuǎn)；C

llABBCGIGIABpBC

Mld23

Ml4

16.6Ml49-18題所述軸，若偶矩=1kNm，許用切應(yīng)力[]=80MPa，位長(zhǎng)度的許用扭轉(zhuǎn)[0/m，變模量=80，試擬軸。解(1)慮強(qiáng)件；

ABmax

M

63

80

50.3

max

6

80

39.9mm(2)考慮軸剛件；

M26180TABGI80pAB

3

0.5

d73.5mm1

BC

M00TBCGI80BC

3

dmm2(3)綜合的強(qiáng)和剛條件，擬定軸的直徑；d73.5mm1兩的軸為料模截轉(zhuǎn)AB兩的軸為料模截轉(zhuǎn)ABAB9-19示定面徑材變，的，試求加扭力偶矩之。MA

Ba2a

C解受分析，列平衡方程；MM

A

MCBMMMx(2)求AB、段的扭；AB(3)列充方，固端的約束力；

AB

MaMAA與平衡程一起聯(lián)合解得2MMMM3(4)用轉(zhuǎn)公式外力矩M；

AB

32MaA

B

M

3G64a

Bee試計(jì)算圖示各梁指定截（標(biāo)有細(xì)線者）的剪力與彎矩。FA

C

B

A

M

C

Bl

l

l

l

(b)F

A

C

B

A

C

B

l

l/2(c)

解(1)A截面左段研究，其受力如圖FAF由平關(guān)系內(nèi)力

MF

F

M

A

0(2)截內(nèi)力；取C截面左段研，受圖FCF

M由平關(guān)系內(nèi)力FMSC

Fl2(3)B-截內(nèi)力eeRAleeeRAle截開-面，研究左段其受力如圖；FA

C

B

MF由平關(guān)系內(nèi)力FFMFlSB(b)(1)求、B束力A

M

BR

RAB

Ml

R(2)求+截面力；取+截左研，其受力圖；MFSA(3)求截內(nèi)力；

MAFMMA

e取C截面左段研究，受如；A

M

MR

FAeABAAAeABAAMlMFeMl22(4)求截內(nèi)力；取截面右段，受如；F

eM

BFB

Ml

R

MB(c)(1)求、B束力ARA

FFbFaa

BR(2)求+截面力；取截面左研，受力如圖；ARF

MFSA

FbMa(3)求-截面內(nèi)；取截左究其力圖；A

MR

FACABBBACABBBF

FbFabRMa)求+截面內(nèi)力；取+截右研究，其力圖；M

F

BF

RFaFabMa)求-面內(nèi)力；取-截面段研究，受如；FM

BRFSB

FaMa)求+截面內(nèi)力取截面右研，受力如圖；FM

A

BF

lllllM

)求-截內(nèi)力；取截右究其力圖；F

M

B1212F

lllllM2224

(4)求+截面內(nèi)；取+截右研究，其力圖；F

F

MlllllM228

(5)求-截面力；取-截面段研究，受如；FM

BF

M

B

0試建圖各梁的剪力彎矩程,并力矩。A

C

F

B

A

l

Bl/2

l/2

/4

(c)解(c)(1)求約束力A

x

x

C

F

BRSSRFRFC)列剪力方程與彎矩方程Fl/)MS

/FS

(l/

l)M(l/

))畫力與彎圖F

S

F（+x（-

FMx（-)A

x

Bql)列剪方程彎矩程llF(

l)M

l

l))畫力與彎圖F

Sql/4

xql/4M

ql

/

(-)

x圖示簡(jiǎn)支梁，載荷可按四種方式用于梁上，試分畫彎矩圖，從強(qiáng)度方面考慮，指出何種載方式佳。F

F

FA

B

A

Bl/2

l/2l/

l/3

l/3

F/3

F

F

F

F

F

FA

B

A

Bl/4

l/

l/4

l/4

l/5

l/

l/5

l/5l/5(c)解：各約束處的反力為，彎矩圖如下：

M

Fl/4

M

Fl/6

M

(a)Fl/6Fl/8Fl

M

Fl/20Fl/10Fl

由各梁彎矩知加方梁的大矩最，大曲應(yīng)最，從度面慮，此種載式佳。圖各梁試運(yùn)剪、彎與載集度關(guān)畫剪與彎圖。F

FlA

l

l

B

Alll

BB

l

2A

B

A

Bl

l

l

l

(d)

A

B

A

Bl

l

l

l

l

l(e)解：(1)求約束；

A

F

FlBRFM2FlB

R

MB(2)畫剪力和圖；F

SF(+)

M

Fl2

(+)

(b)(1)求約束；AAM

A

BR

A

lR0M0A(2)畫剪力和圖F

S

ql/(+)ql/

(-)

xM

(+)

/

x(1)求約束；A

BR

A

AB

l4

R

B(2)畫剪力和圖F

S

ql/(+)(-)ql/4

(-)ql/

xM

ql/32(+)

x(-)2

/(d)88(1)求約束；

l

2A

BR

A

R

B9lAB

l8(2)畫剪力和圖；F

S

ql/(+)

ql/xM

/

2(+)x(1)求約束；A

BR

A

AB

l4

R

B(2)畫剪力和圖；F

S

ql/4(+)(-)

xql/4M

22

(+)

/

x/32A9A9(1)求約束；A

BR

lRA

10l9

R

B(2)畫剪力和圖；F

S

ql/(+)

ql/ql/

(-)

10ql/

xM

17ql2

/54

/(+)x示，為承F與用2懸橫矩受2示，為承F與用2懸橫矩受2011-6圖梁面，荷F，試梁的最彎正力，及該力在面上點(diǎn)處彎正力40F

2

F

1

80

CK

30

zy解(1)畫梁的彎矩圖M5kN(+(2)最彎矩（位于固定端）：

xM

max

(3)計(jì)算應(yīng)：大應(yīng)：

MM6max176MPaW2Z66MM7.5max132MPaIbh40Z12K點(diǎn)應(yīng)力：11-7圖，由No22槽鋼，矩=80，于縱向?qū)ΨQ面（即平面）內(nèi)。試求梁內(nèi)的最大曲拉應(yīng)力與最大曲壓應(yīng)。M

M

C

y

zyABAB解：查表得截面的幾何性質(zhì)：mm79mmI176z(2)最彎拉力發(fā)在邊沿處）

max

M8020.3)02.67MPaIx(3)最彎壓力發(fā)在邊沿處）

MIx

80

11-8示簡(jiǎn)支，由No28工字制成，在集度為的均布載荷作用下，測(cè)得截面底邊的縱向正應(yīng)變=3.0×10-4，計(jì)梁內(nèi)的大彎曲正應(yīng)力，已知鋼的彈性模量E=200，a。CA

ε

BR

A

a

R

B解：(1)求反力3qaqa4(2)畫內(nèi)力圖F

S4(+)(-)

xM

/322

44Cmax形臂拉-eC12(254Cmax形臂拉-eC12(25)212C(3)由胡克定律得截面邊點(diǎn)的應(yīng)力：

max

60MPa也可以達(dá)：

C

MCWz(4)梁的大曲應(yīng)：max

9qaMmaxWW8z

67.5圖槽懸FkN，MkNm許用MPa，許用應(yīng)力[]=120MPa試核的度F

A

M

50

25

25

C

zy解截面形心位置及慣性矩：C

AA122AA12

200)200)

mmI

350)zC

25)

34(2)出梁的彎矩圖M

(+)(-)

x(3)算應(yīng)力A截下點(diǎn)拉及沿的力為：

A

M)696)AMPaI8zCMAMPaAIA-截面下沿點(diǎn)處的壓應(yīng)為

A

My)6AMPaI1.02可見梁內(nèi)最大拉力超過(guò)許用拉應(yīng)，梁不安全圖矩截鋼，受集載F與集度為的布載荷作用，試擬截面尺寸。已知荷F=10，=5N/mm，許應(yīng)[]。F

A

BR解求束力：

RR3.75kNmR11.25kNmB(2)畫出彎矩圖：M3.75kNm(+)

(-)

x(3)依據(jù)強(qiáng)度條擬定截面尺寸M63.75max160MPamax3z解得：圖示伸梁承受荷作已荷，許用應(yīng)力[Mpa試擇工字鋼號(hào)FR解：求約束：(2)畫彎矩：M

1mRRkNmR25Bx(-)(3)依據(jù)強(qiáng)度件選擇字型

max

M206max160MPaW解得：cm

3查，選取鋼MM當(dāng)荷直接作用在簡(jiǎn)支梁的跨中時(shí)梁最彎曲應(yīng)超許應(yīng)力。為了種過(guò)載一輔助梁，試求輔助梁的最小長(zhǎng)度。FA

CD

BR

R解：當(dāng)力直用上彎為：M

F/2(+)

x此時(shí)梁內(nèi)最大曲正應(yīng)為：

M3/2WW

解得：FW

①(2)配置輔助梁后，彎矩為：MF/2-Fa/4(+)依據(jù)彎正應(yīng)力強(qiáng)度條：

x

max

Fmax,24W將①式入上式，解得：1.385懸受臂載，已懸受臂載，已示承F與用N，，lm許用應(yīng)[]MPa,試別在下兩種情況下擬定截面尺寸。截面為形，=2b截面為形z

Fl

l

y

x解彎矩圖z(M)

F

yFlyx2l(M)固端截面為危險(xiǎn)截面(2)當(dāng)橫截面為矩形，依據(jù)彎正應(yīng)力強(qiáng)條件：

max

MMFF326xzW3xz63解得35.6h(3)當(dāng)橫截面為圓形，依據(jù)彎正應(yīng)力強(qiáng)條件：2max示面用測(cè)、的變b2max示面用測(cè)、的變b

max

MMxzW

2