工程力學(xué)靜力學(xué)與材料力學(xué)課后習(xí)題答案單輝祖謝傳鋒著高等教育出版社

1、baow(a)baowf(b)ow(c)a1-1試畫出以下各題中圓柱或圓盤的受力圖。與其它物體接觸處的摩擦力均略去。aow(d)baow(e)bfbfabow(a)baowf(b)fafbaow(c)fafoaow(d)fbfaaow(e)bfbfa解：1-2 試畫出以下各題中ab桿的受力圖。awcb(c) d(a)awceb(b)awcdbabf(d)cabw(e)c(a)fdfbfedawceb(b) awcdbfdfbfa(c) awcbfbfa解：abw(e)cfbfaabf(d)cfbfa1-3 試畫出以下各題中ab梁的受力圖。awcb(a) wabcd(c) abfqd(b) cc

2、abfwdadb(d) abfq(e) awcb(a) fbfaabfqd(b) fcfdwabc(c) fcfb解：cabfwd(d) fbfafdabfq(e) fbxfbyfa1-4 試畫出以下各題中指定物體的受力圖。(a) 拱abcd；(b) 半拱ab部分；(c) 踏板ab；(d) 杠桿ab；(e) 方板abcd；(f) 節(jié)點b。abf(a) dcwaf(b) db(c) fabddabf(d) cdwabcd(e) wabc(f) 解：abf(a) dcwfaxfayfdaf(b) cbfbfa(c) fabdfbfdabf(d) cfbfcwabcd(e) fbfawb(f) fa

3、bfbc1-5 試畫出以下各題中指定物體的受力圖。(a) 結(jié)點a，結(jié)點b；(b) 圓柱a和b及整體；(c) 半拱ab，半拱bc及整體；(d) 杠桿ab，切刀cef及整體；(e) 秤桿ab，秤盤架bcd及整體。abpp(b) abw(a) fdabcef(d) (c) bcw1w2fawabccdog(e) fat解：(a) abfbafbtwfabfa(b) fcapcfbbpcfcfaabppfbfn(c) bcw1w2fafcxfcyfaxfaybw1fafaxfayfbxfbybcw2fcxfcyfbxfbyfabcfcfbdceffefcfffdabceffefffb(d) bcdgf

4、bfc(e) wabccdogfoyfoxfcabowfbfoyfox2-2 桿ac、bc在c處鉸接，另一端均與墻面鉸接，如圖所示，f1和f2作用在銷釘c上，f1=445 n，f2=535 n，不計桿重，試求兩桿所受的力。ccabf2f14330o解：(1) 取節(jié)點c為研究對象，畫受力圖，注意ac、bc都為二力桿， facfbcccf2f1xy(2) 列平衡方程：ac與bc兩桿均受拉。2-3 水平力f作用在剛架的b點，如圖所示。如不計剛架重量，試求支座a和d 處的約束力。daa2acb解：(1) 取整體abcd為研究對象，受力分析如圖，畫封閉的力三角形：ffdfadacbffafd(2) 由力

5、三角形得2-4 在簡支梁ab的中點c作用一個傾斜45o的力f，力的大小等于20kn，如圖所示。若梁的自重不計，試求兩支座的約束力。ab45of45oc解：(1) 研究ab，受力分析并畫受力圖：ab45offbfacde(2) 畫封閉的力三角形：ffbfadce相似關(guān)系：幾何尺寸：求出約束反力：2-6 如圖所示結(jié)構(gòu)由兩彎桿abc和de構(gòu)成。構(gòu)件重量不計，圖中的長度單位為cm。已知f=200 n，試求支座a和e的約束力。edcabf6486解：(1) 取de為研究對象，de為二力桿；fd = feedfefd(2) 取abc為研究對象，受力分析并畫受力圖；畫封閉的力三角形：ffafdbdaffdf

6、a3432-7 在四連桿機構(gòu)abcd的鉸鏈b和c上分別作用有力f1和f2，機構(gòu)在圖示位置平衡。試求平衡時力f1和f2的大小之間的關(guān)系。dcab60o30o45o90of1f2解：（1）取鉸鏈b為研究對象，ab、bc均為二力桿，畫受力圖和封閉力三角形；bf1fbcbcfabfbcbcfabf145ocf2fcbfcdf2fcbfcd(2) 取鉸鏈c為研究對象，bc、cd均為二力桿，畫受力圖和封閉力三角形；由前二式可得：2-9 三根不計重量的桿ab，ac，ad在a點用鉸鏈連接，各桿與水平面的夾角分別為450，450和600，如圖所示。試求在與od平行的力f作用下，各桿所受的力。已知f=0.6 kn

7、。zdcbao45o45o60oyxffadfacfab解：(1) 取整體為研究對象，受力分析，ab、ab、ad均為二力桿，畫受力圖，得到一個空間匯交力系；(2) 列平衡方程：解得：ab、ac桿受拉，ad桿受壓。3-1 已知梁ab上作用一力偶，力偶矩為m，梁長為l，梁重不計。求在圖a，b，c三種情況下，支座a和b的約束力l/3abl(b)ml/2abl(a)ml/2abl(c)m解：(a) 受力分析，畫受力圖；a、b處的約束力組成一個力偶；l/2ablmfafb列平衡方程：(b) 受力分析，畫受力圖；a、b處的約束力組成一個力偶；l/3ablmfafb列平衡方程： (c) 受力分析，畫受力圖；

8、a、b處的約束力組成一個力偶；l/2ablmfbfa列平衡方程：3-2 在題圖所示結(jié)構(gòu)中二曲桿自重不計，曲桿ab上作用有主動力偶，其力偶矩為m，試求a和c點處的約束力。caba3am2aa解：(1) 取bc為研究對象，受力分析，bc為二力桿，畫受力圖；bfbfcc(2) 取ab為研究對象，受力分析，a、b的約束力組成一個力偶，畫受力圖；abfbfam23-3 齒輪箱的兩個軸上作用的力偶如題圖所示，它們的力偶矩的大小分別為m1=500 nm，m2 =125 nm。求兩螺栓處的鉛垂約束力。圖中長度單位為cm。m2m1ab50fbfa解：(1) 取整體為研究對象，受力分析，a、b的約束力組成一個力偶

9、，畫受力圖；(2) 列平衡方程：3-5 四連桿機構(gòu)在圖示位置平衡。已知oa=60cm，bc=40cm，作用bc上的力偶的力偶矩大小為m2=1n.m，試求作用在oa上力偶的力偶矩大小m1和ab所受的力fab所受的力。各桿重量不計。oacbm2m130o解：(1) 研究bc桿，受力分析，畫受力圖：cbm230ofbfc列平衡方程：(2) 研究ab（二力桿），受力如圖：abfbfa可知：(3) 研究oa桿，受力分析，畫受力圖：oam1fafo列平衡方程：3-7 o1和o 2圓盤與水平軸ab固連，o1盤垂直z軸，o2盤垂直x軸，盤面上分別作用力偶（f1，f1），（f2，f2）如題圖所示。如兩半徑為r=

10、20 cm, f1 =3 n, f2 =5 n,ab=80 cm,不計構(gòu)件自重，試計算軸承a和b的約束力。bzyxaof1f2f2f1o1o2fbzfazfaxfbx解：(1) 取整體為研究對象，受力分析，a、b處x方向和y方向的約束力分別組成力偶，畫受力圖。(2) 列平衡方程：ab的約束力：3-8 在圖示結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件的自重都不計，在構(gòu)件bc上作用一力偶矩為m的力偶，各尺寸如圖。求支座a的約束力。am2bcdllll解：(1) 取bc為研究對象，受力分析，畫受力圖；m2bcfbfc(2) 取dac為研究對象，受力分析，畫受力圖；acdfcfafd畫封閉的力三角形；fafcfd解得abcd0.

11、80.80.40.50.40.72(b)abc12q =2(c)m=330oabcd0.80.80.8200.8m=8q=20(e)4-1 試求題4-1圖所示各梁支座的約束力。設(shè)力的單位為kn，力偶矩的單位為kn×m，長度單位為m，分布載荷集度為kn/m。(提示：計算非均布載荷的投影和與力矩和時需應(yīng)用積分)。解：(b)：(1) 整體受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；abcd0.80.80.40.50.40.72fbfaxfa yyx(2) 選坐標(biāo)系axy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。abc12q =2m=330ofbfaxfa yyxdx2´dxx(c)：(1)

12、 研究ab桿，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；(2) 選坐標(biāo)系axy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。(e)：(1) 研究cabd桿，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；abcd0.80.80.8200.8m=8q=20fbfaxfa yyx20´dxxdx(2) 選坐標(biāo)系axy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。4-5 ab梁一端砌在墻內(nèi)，在自由端裝有滑輪用以勻速吊起重物d，設(shè)重物的重量為g，又ab長為b，斜繩與鉛垂線成a角，求固定端的約束力。abacdbabacgbfaxfa yyxmag解：(1) 研究ab桿(帶滑輪)，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；(2)

13、 選坐標(biāo)系bxy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。4-7 練鋼爐的送料機由跑車a和可移動的橋b組成。跑車可沿橋上的軌道運動，兩輪間距離為2 m，跑車與操作架、平臂oc以及料斗c相連，料斗每次裝載物料重w=15 kn，平臂長oc=5 m。設(shè)跑車a，操作架d和所有附件總重為p。作用于操作架的軸線，問p至少應(yīng)多大才能使料斗在滿載時跑車不致翻倒？wbfe5m1m1mapcod解：(1) 研究跑車與操作架、平臂oc以及料斗c，受力分析，畫出受力圖(平面平行力系)；wfe5m1m1mapcodfffe(2) 選f點為矩心，列出平衡方程；(3) 不翻倒的條件；adacpallhcebac4-13 活動梯

14、子置于光滑水平面上，并在鉛垂面內(nèi)，梯子兩部分ac和ab各重為q，重心在a點，彼此用鉸鏈a和繩子de連接。一人重為p立于f處，試求繩子de的拉力和b、c兩點的約束力。adacpallhcebacqqfbfcyx解：(1)：研究整體，受力分析，畫出受力圖(平面平行力系)；(2) 選坐標(biāo)系bxy，列出平衡方程；(3) 研究ab，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；adaclhbqfbfdfaxfa y(4) 選a點為矩心，列出平衡方程；abcdffq15o45o4-15 在齒條送料機構(gòu)中杠桿ab=500 mm，ac=100 mm，齒條受到水平阻力fq的作用。已知q=5000 n，各零件自重不計，試

15、求移動齒條時在點b的作用力f是多少？adfq15o45ofax解：(1) 研究齒條和插瓜(二力桿)，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；(2) 選x軸為投影軸，列出平衡方程；abcf15o45ofafcxfc y(3) 研究杠桿ab，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；(4) 選c點為矩心，列出平衡方程；abcdamqaaa4-16 由ac和cd構(gòu)成的復(fù)合梁通過鉸鏈c連接，它的支承和受力如題4-16圖所示。已知均布載荷集度q=10 kn/m，力偶m=40 kn×m，a=2 m，不計梁重，試求支座a、b、d的約束力和鉸鏈c所受的力。cdmqaafcfdxdxqdxyx解：(1) 研

16、究cd桿，受力分析，畫出受力圖(平面平行力系)；(2) 選坐標(biāo)系cxy，列出平衡方程；(3) 研究abc桿，受力分析，畫出受力圖(平面平行力系)；yxabcaqafcfafbxdxqdx(4) 選坐標(biāo)系bxy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。abcd3f=100q=10(a)33411abcd3f=50q=10(b)3364-17 剛架abc和剛架cd通過鉸鏈c連接，并與地面通過鉸鏈a、b、d連接，如題4-17圖所示，載荷如圖，試求剛架的支座約束力(尺寸單位為m，力的單位為 kn，載荷集度單位為 kn/m)。解：(a)：(1) 研究cd桿，它是二力桿，又根據(jù)d點的約束性質(zhì)，可知：fc=fd

17、=0；(2) 研究整體，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；abcd3f=100q=1033411fa yfaxfbyxxdxqdx(3) 選坐標(biāo)系axy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。cdf=50q=1033fc yfcxfddxqdxx(b)：(1) 研究cd桿，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；(2) 選c點為矩心，列出平衡方程；(3) 研究整體，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；abcd3f=50q=10336fa yfaxfbfddxqdxxxy(4) 選坐標(biāo)系bxy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。4-18 由桿ab、bc和ce組成的支架和滑輪e支持著物體。物體

18、重12 kn。d處亦為鉸鏈連接，尺寸如題4-18圖所示。試求固定鉸鏈支座a和滾動鉸鏈支座b的約束力以及桿bc所受的力。abw1.5mcde1.5m2m2mxyab1.5mcde1.5m2m2mfa yfaxfbww解：(1) 研究整體，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；(2) 選坐標(biāo)系axy，列出平衡方程；(3) 研究ce桿(帶滑輪)，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；cdewwfd yfdxfcba(4) 選d點為矩心，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。abw600cde8003004-19 起重構(gòu)架如題4-19圖所示，尺寸單位為mm。滑輪直徑d=200 mm，鋼絲繩的傾斜部分平行

19、于桿be。吊起的載荷w=10 kn，其它重量不計，求固定鉸鏈支座a、b的約束力。abw600cde800300fb yfbxfa yfaxwxy解：(1) 研究整體，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；(2) 選坐標(biāo)系bxy，列出平衡方程；(3) 研究acd桿，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；acdfa yfaxfd yfdxfc(4) 選d點為矩心，列出平衡方程；(5) 將fay代入到前面的平衡方程；約束力的方向如圖所示。abcdeff45o4-20 ab、ac、de三桿連接如題4-20圖所示。de桿上有一插銷f套在ac桿的導(dǎo)槽內(nèi)。求在水平桿de的e端有一鉛垂力f作用時，ab桿上所受

20、的力。設(shè)ad=db，df=fe，bc=de，所有桿重均不計。解：(1) 整體受力分析，根據(jù)三力平衡匯交定理，可知b點的約束力一定沿著bc方向；(2) 研究dfe桿，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；deffd yfdx45obff(3) 分別選f點和b點為矩心，列出平衡方程；(4) 研究adb桿，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；abdfd yfdxfa yfaxfbxy(5) 選坐標(biāo)系axy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。abcdemxyzabh5-4 一重量w=1000 n的勻質(zhì)薄板用止推軸承a、徑向軸承b和繩索ce支持在水平面上，可以繞水平軸ab轉(zhuǎn)動，今在板上作用一力偶，其

21、力偶矩為m，并設(shè)薄板平衡。已知a=3 m，b=4 m，h=5 m，m=2000 n×m，試求繩子的拉力和軸承a、b約束力。abcdemxyzabhfa yfaxfazfbzfb yfcw解：(1) 研究勻質(zhì)薄板，受力分析，畫出受力圖(空間任意力系)；(2) 選坐標(biāo)系axyz，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。5-5 作用于半徑為120 mm的齒輪上的嚙合力f推動皮帶繞水平軸ab作勻速轉(zhuǎn)動。已知皮帶緊邊拉力為200 n，松邊拉力為100 n，尺寸如題5-5圖所示。試求力f的大小以及軸承a、b的約束力。(尺寸單位mm)。abcdf100100150160200n100n20oabcdf

22、100100150160200n100n20ofa yfaxfb yfbxxyz解: (1) 研究整體，受力分析，畫出受力圖(空間任意力系)；(2) 選坐標(biāo)系axyz，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。abcd11.220o22xyzdfemzxme20of5-6 某傳動軸以a、b兩軸承支承，圓柱直齒輪的節(jié)圓直徑d=17.3 cm，壓力角a=20o。在法蘭盤上作用一力偶矩m=1030 n×m的力偶，如輪軸自重和摩擦不計，求傳動軸勻速轉(zhuǎn)動時的嚙合力f及a、b軸承的約束力(圖中尺寸單位為cm)。解: (1) 研究整體，受力分析，畫出受力圖(空間任意力系)；abcd11.220o22xy

23、zdfemzxme20offb zfaxfa zfbxfa zfb zfaxfbx(2) 選坐標(biāo)系axyz，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。6-9 已知物體重w=100 n，斜面傾角為30o(題6-9圖a，tan30o=0.577)，物塊與斜面間摩擦因數(shù)為fs=0.38，fs=0.37，求物塊與斜面間的摩擦力？并問物體在斜面上是靜止、下滑還是上滑？如果使物塊沿斜面向上運動，求施加于物塊并與斜面平行的力f至少應(yīng)為多大？w(a)aw(b)af解：(1) 確定摩擦角，并和主動力合力作用線與接觸面法向夾角相比較；waajf(2) 判斷物體的狀態(tài)，求摩擦力：物體下滑，物體與斜面的動滑動摩擦力為(3)

24、 物體有向上滑動趨勢，且靜滑動摩擦力達到最大時，全約束力與接觸面法向夾角等于摩擦角；wafajffrwffra+jfa(4) 畫封閉的力三角形，求力f；f30oabc6-10 重500 n的物體a置于重400 n的物體b上，b又置于水平面c上如題圖所示。已知fab=0.3，fbc=0.2，今在a上作用一與水平面成30o的力f。問當(dāng)f力逐漸加大時，是a先動呢？還是a、b一起滑動？如果b物體重為200 n，情況又如何？解：(1) 確定a、b和b、c間的摩擦角：(2) 當(dāng)a、b間的靜滑動摩擦力達到最大時，畫物體a的受力圖和封閉力三角形；f130oafr1wajf1wafr1f130ojf1(3) 當(dāng)

25、b、c間的靜滑動摩擦力達到最大時，畫物體a與b的受力圖和封閉力三角形；f230oabcwa+bfr2jf230owa+bfr2jf2f2(4) 比較f1和f2；物體a先滑動；(4) 如果wb=200 n，則wa+b=700 n，再求f2；物體a和b一起滑動；6-11 均質(zhì)梯長為l，重為p，b端靠在光滑鉛直墻上，如圖所示，已知梯與地面的靜摩擦因數(shù)fsa，求平衡時q=？pabcqlpabcqminldjfjffrfb解：(1) 研究ab桿，當(dāng)a點靜滑動摩擦力達到最大時，畫受力圖(a點約束力用全約束力表示)；由三力平衡匯交定理可知，p、fb、fr三力匯交在d點；(2) 找出qmin和j f的幾何關(guān)系

26、；(3) 得出q角的范圍；m45o45o6-13 如圖所示，欲轉(zhuǎn)動一置于v槽型中的棒料，需作用一力偶，力偶矩m=1500 n×cm，已知棒料重g=400 n，直徑d=25 cm。試求棒料與v型槽之間的摩擦因數(shù)fs。m45o45ogjfjffr1fr2gfr1fr2(p/4)-jfo解：(1) 研究棒料，當(dāng)靜滑動摩擦力達到最大時，畫受力圖(用全約束力表示)；(2) 畫封閉的力三角形，求全約束力；(3) 取o為矩心，列平衡方程；(4) 求摩擦因數(shù)；wfbged25cm3cm3cmba6-15 磚夾的寬度為25 cm，曲桿agb與gced在g點鉸接。磚的重量為w，提磚的合力f作用在磚對稱中

27、心線上，尺寸如圖所示。如磚夾與磚之間的摩擦因數(shù)fs=0.5，試問b應(yīng)為多大才能把磚夾起(b是g點到磚塊上所受正壓力作用線的垂直距離)。解：(1) 磚夾與磚之間的摩擦角：(2) 由整體受力分析得：f=w(2) 研究磚，受力分析，畫受力圖；wjfjffrfry(3) 列y方向投影的平衡方程；(4) 研究agb桿，受力分析，畫受力圖；fbg3cmbafrjffgxfgy(5) 取g為矩心，列平衡方程；x2005050150y(a)yx801201010(b)6-18 試求圖示兩平面圖形形心c的位置。圖中尺寸單位為mm。x2005050150yc2cs2解:(a) (1) 將t形分成上、下二個矩形s1

28、、s2，形心為c1、c2；(2) 在圖示坐標(biāo)系中，y軸是圖形對稱軸，則有：xc=0(3) 二個矩形的面積和形心；(4) t形的形心；c1s1yx801201010c2cs2(b) (1) 將l形分成左、右二個矩形s1、s2，形心為c1、c2；(3) 二個矩形的面積和形心；(4) l形的形心；200100160xy(a)co1003030604020yxc(b)6-19試求圖示平面圖形形心位置。尺寸單位為mm。200100160xycoc1s1c2s2解：(a) (1) 將圖形看成大圓s1減去小圓s2，形心為c1和c2；(2) 在圖示坐標(biāo)系中，x軸是圖形對稱軸，則有：yc=0(3) 二個圖形的面

29、積和形心；(4) 圖形的形心；1003030604020yxcc1c2s1s2(b) (1) 將圖形看成大矩形s1減去小矩形s2，形心為c1和c2；(2) 在圖示坐標(biāo)系中，y軸是圖形對稱軸，則有：xc=0(3) 二個圖形的面積和形心；(4) 圖形的形心；8-1 試求圖示各桿的軸力，并指出軸力的最大值。f2f(b)ff(a)(d)2kn1kn2kn(c)2kn3kn3kn解：(a)(1) 用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2截面；ff1122(2) 取1-1截面的左段；ffn111(3) 取2-2截面的右段；22fn2(4) 軸力最大值：(b)(1) 求固定端的約束反力；f2ffr2121(2) 取

30、1-1截面的左段；f11fn1(3) 取2-2截面的右段；fr22fn2(4) 軸力最大值：(c)(1) 用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2、3-3截面；2kn2kn3kn3kn223311(2) 取1-1截面的左段；2kn11fn1(3) 取2-2截面的左段；2kn3kn2211fn2(4) 取3-3截面的右段；3kn33fn3(5) 軸力最大值：(d)(1) 用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2截面；2kn1kn1122(2) 取1-1截面的右段；2kn1kn11fn1(2) 取2-2截面的右段；1kn22fn2(5) 軸力最大值：8-2 試畫出8-1所示各桿的軸力圖。解：(a) ffnx(+)

31、ffnx(+)(-)f(b)fnx(+)(-)3kn1kn2kn(c)fnx(+)(-)1kn1kn(d) 8-5 圖示階梯形圓截面桿，承受軸向載荷f1=50 kn與f2作用，ab與bc段的直徑分別為d1=20 mm和d2=30 mm ，如欲使ab與bc段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求載荷f2之值。baf1f2c2121解：(1) 用截面法求出1-1、2-2截面的軸力； (2) 求1-1、2-2截面的正應(yīng)力，利用正應(yīng)力相同；8-6 題8-5圖所示圓截面桿，已知載荷f1=200 kn，f2=100 kn，ab段的直徑d1=40 mm，如欲使ab與bc段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求bc段的直徑。解：(1

32、) 用截面法求出1-1、2-2截面的軸力；(2) 求1-1、2-2截面的正應(yīng)力，利用正應(yīng)力相同；8-7 圖示木桿，承受軸向載荷f=10 kn作用，桿的橫截面面積a=1000 mm2，粘接面的方位角= 450，試計算該截面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力，并畫出應(yīng)力的方向。ffn粘接面解：(1) 斜截面的應(yīng)力：(2) 畫出斜截面上的應(yīng)力f8-14 圖示桁架，桿1與桿2的橫截面均為圓形，直徑分別為d1=30 mm與d2=20 mm，兩桿材料相同，許用應(yīng)力=160 mpa。該桁架在節(jié)點a處承受鉛直方向的載荷f=80 kn作用，試校核桁架的強度。fabc30045012解：(1) 對節(jié)點a受力分析，求出ab和ac兩

33、桿所受的力；fayx300450facfab(2) 列平衡方程 解得：(2) 分別對兩桿進行強度計算；所以桁架的強度足夠。8-15 圖示桁架，桿1為圓截面鋼桿，桿2為方截面木桿，在節(jié)點a處承受鉛直方向的載荷f作用，試確定鋼桿的直徑d與木桿截面的邊寬b。已知載荷f=50 kn，鋼的許用應(yīng)力s =160 mpa，木的許用應(yīng)力w =10 mpa。fabcl45012fabc30045012fabc30045012解：(1) 對節(jié)點a受力分析，求出ab和ac兩桿所受的力；ayx450facfabffabfacf(2) 運用強度條件，分別對兩桿進行強度計算；所以可以確定鋼桿的直徑為20 mm，木桿的邊寬

34、為84 mm。8-16 題8-14所述桁架，試定載荷f的許用值f。解：(1) 由8-14得到ab、ac兩桿所受的力與載荷f的關(guān)系；(2) 運用強度條件，分別對兩桿進行強度計算； 取f=97.1 kn。8-18 圖示階梯形桿ac，f=10 kn，l1= l2=400 mm，a1=2a2=100 mm2，e=200gpa，試計算桿ac的軸向變形l。2fffl1l2acb解：(1) 用截面法求ab、bc段的軸力；(2) 分段計算個桿的軸向變形； ac桿縮短。8-22 圖示桁架，桿1與桿2的橫截面面積與材料均相同，在節(jié)點a處承受載荷f作用。從試驗中測得桿1與桿2的縱向正應(yīng)變分別為1=4.0×

35、10-4與2=2.0×10-4，試確定載荷f及其方位角之值。已知：a1=a2=200 mm2，e1=e2=200 gpa。fabc3003001212解：(1) 對節(jié)點a受力分析，求出ab和ac兩桿所受的力與的關(guān)系；fayx300facfab300 (2) 由胡克定律：代入前式得：8-23 題8-15所述桁架，若桿ab與ac的橫截面面積分別為a1=400 mm2與a2=8000 mm2，桿ab的長度l=1.5 m，鋼與木的彈性模量分別為es=200 gpa、ew=10 gpa。試計算節(jié)點a的水平與鉛直位移。解：(1) 計算兩桿的變形；1桿伸長，2桿縮短。(2) 畫出節(jié)點a的協(xié)調(diào)位置并

36、計算其位移；aaa2450l1a1l2fayx450facfabfayx450facfab水平位移：鉛直位移：8-26 圖示兩端固定等截面直桿，橫截面的面積為a，承受軸向載荷f作用，試計算桿內(nèi)橫截面上的最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力。l/3fd(b)fabcl/3l/3解：(1) 對直桿進行受力分析；fbfafdfabc列平衡方程：(2) 用截面法求出ab、bc、cd段的軸力；(3) 用變形協(xié)調(diào)條件，列出補充方程；代入胡克定律；求出約束反力：(4) 最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力； 8-27 圖示結(jié)構(gòu)，梁bd為剛體，桿1與桿2用同一種材料制成，橫截面面積均為a=300 mm2，許用應(yīng)力=160 mpa，載荷f

37、=50 kn，試校核桿的強度。fdbcla12a解：(1) 對bd桿進行受力分析，列平衡方程；fdbcfn2fn1fbxfby (2) 由變形協(xié)調(diào)關(guān)系，列補充方程；代之胡克定理，可得；解聯(lián)立方程得：(3) 強度計算；所以桿的強度足夠。8-30 圖示桁架，桿1、桿2與個桿3分別用鑄鐵、銅與鋼制成，許用應(yīng)力分別為1 =80 mpa，2 =60 mpa，3 =120 mpa，彈性模量分別為e1=160 gpa，e2=100 gpa，e3=200 gpa。若載荷f=160 kn，a1=a2 =2a3，試確定各桿的橫截面面積。f1000c300123fcfn1fn3fn2解：(1) 對節(jié)點c進行受力分析

38、，假設(shè)三桿均受拉； fcfn1fn3fn2畫受力圖；fcfn1fn3fn2fcfn1fn3fn2 fcfn1fn3fn2列平衡方程；(2) 根據(jù)胡克定律，列出各桿的絕對變形； (3) 由變形協(xié)調(diào)關(guān)系，列補充方程；c1ccc2300l1c3l2l3 簡化后得： 聯(lián)立平衡方程可得：1桿實際受壓，2桿和3桿受拉。(4) 強度計算；綜合以上條件，可得8-31 圖示木榫接頭，f=50 kn，試求接頭的剪切與擠壓應(yīng)力。ff10010010040ff100解：(1) 剪切實用計算公式：(2) 擠壓實用計算公式：8-32 圖示搖臂，承受載荷f1與f2作用，試確定軸銷b的直徑d。已知載荷f1=50 kn，f2=35.4 kn，許用切應(yīng)力 =100 mpa，許用擠壓應(yīng)力bs =240 mpa。450450bacf1f28040ddfbd-dd6610解：(1) 對搖臂abc進行受力分析，由三力平衡匯交定理可求固定鉸支座b的約束反力； (2) 考慮軸銷b的剪切強度；考慮軸銷b的擠壓強度；(3) 綜合軸銷的剪切和擠壓強度，取8-33 圖示接頭，承受軸向載荷f作用，試校核接頭的強度。已知：載荷f=80 kn，板寬b=80 mm，板厚=10 mm，鉚釘直徑d=16 mm，許用應(yīng)力=160 mpa，許用切應(yīng)力 =120 mpa，許用擠壓應(yīng)力bs =340 mpa。板件與鉚釘?shù)牟牧舷嗟?。ffffbd解：(1)