2022年工程力學(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_

1、優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載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(zhǎng)度單位為 m，分布載荷集度為 kn/m ；提示：運(yùn)算非均布載荷的投影和與力矩和時(shí)需應(yīng)用積分 ；2abcd0.70.50.40.80.80.4bm= 3acq =2b30o12cq=20m =820cabd0.80.80.80.8e解：(b) ： 1 整體受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；y2abf axcdxfa y0.70.5fb0.40.80.80.42 選坐標(biāo)系 axy，列出平穩(wěn)方程；fx0 :faxf ax0.400.4 knm a f 0 :20.80.51.60.40.

2、7fb20fb0.26 kn約束力的方向如下列圖；f y0 :f ayf ay20.5fb01.24 kn(c) ： 1 討論 ab 桿，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；f axaf a yym= 3cq =2dx2 dxxb30ox12fb2 選坐標(biāo)系 axy，列出平穩(wěn)方程；2m b f0 :fay3320dxx0fay0.33 knf0 :f22dxfcos30o0yayfb0b4.24 kn約束力的方向如下列圖；fx0 :f axfaxf sin 30o0b2.12 kne： 1 討論 cabd 桿，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；q=2020 dxyf axm =820cabd

3、xbdxxfa yf0.80.80.80.82 選坐標(biāo)系 axy，列出平穩(wěn)方程；fx0:fax00.8am f 0 :200dxx8fb1.6202.40fb21 kn0.8yf0 :200dxfayfb200約束力的方向如下列圖；f ay15 kn4-34-44-124-13 活動(dòng)梯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(diǎn)，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(diǎn)的約束力；ahllpadebc解： 1 ：討論整體，受力分析，畫出受力圖平面平行力系 ；ayhllpaqqdexbcf bfc

4、(2) 選坐標(biāo)系 bxy，列出平穩(wěn)方程；m b f 0 :- qlcos3lqcosp 2 lacosfc2 l cos022fcq1ap2lfy0 :fbfc2qp0afbqp2l(3) 討論 ab，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；f a yaf axhlqdfdbfb(4) 選 a 點(diǎn)為矩心，列出平穩(wěn)方程；lm a f0 :- fbl cosq s 2fdh 0fdqa pl cosl2h4-15 在齒條送料機(jī)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(jì)，試求移動(dòng)齒條時(shí)在點(diǎn)b 的作用力 f 是多少？15oad

5、fq45ocfb解： 1 討論齒條和插瓜二力桿 ，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；f a15oadf qx45o(2) 選 x 軸為投影軸，列出平穩(wěn)方程；axqf0 :- fcos30of0fa5773.5 n(3) 討論杠桿 ab，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；oa15f af cxo45fc y cfb(4) 選 c 點(diǎn)為矩心，列出平穩(wěn)方程；mc f 0 :fasin15'of373.6 nacfbc04-16 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

6、m，不計(jì)梁重，試求支座a、b、d 的約束力和鉸鏈 c 所受的力；qmadbcaaaa解： 1 討論 cd 桿，受力分析，畫出受力圖平面平行力系 ；yqdxmqdcxfcxdxfdaa(2) 選坐標(biāo)系 cxy，列出平穩(wěn)方程；am c f0 :-qdxxmfd2a00fd5 knfy0 :acdfqdxf00fc25 kn(3) 討論 abc 桿，受力分析，畫出受力圖平面平行力系 ；yqdxabqcxf cf afbxdxaa(4) 選坐標(biāo)系 bxy，列出平穩(wěn)方程；mf 0 :faaqdxxf 'a0ba0cfa35 knf0 :afqdxff '0yafb約束力的方向如下列圖；0

7、bc80 kn4-17 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 ；q=10f =1003cq=10c3f =503abd3abd1413a63b解：(a) ： 1 討論 cd 桿，它是二力桿，又依據(jù)d 點(diǎn)的約束性質(zhì)，可知：f c=f d=0；(2) 討論整體，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；yf=100qdxxdxq=103cf axafa y13bdx413f b(3) 選坐標(biāo)系 axy，列出平穩(wěn)方程；fx0 :faxfax1000

8、100 knm a f0 :10065qdxxfb601fbfy0:120 kn5fay1qdxfb0約束力的方向如下列圖；fay80 kn(b) ： 1 討論 cd 桿，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；qdxfcxq=10 cfc yxdx df =5033fd(2) 選 c 點(diǎn)為矩心，列出平穩(wěn)方程；3m c f0:qdxxf30d0fd15 kn(3) 討論整體，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；yf axqdxq=10cxdxabd3f =503xfa y63fdfb(4) 選坐標(biāo)系 bxy，列出平穩(wěn)方程；fx0 :faxfax50050 knm b f 0 :f ay63qdxx

9、fd035030f ay25 knfy0 :fay3bdqdxff00約束力的方向如下列圖；fb10 kn4-18 由桿 ab、bc 和 ce 組成的支架和滑輪e 支持著物體； 物體重 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(dòng)鉸鏈支座b 的約束力以及桿bc 所受的力；c2m2made1.5mb1.5mw解： 1 討論整體，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；yc2m2m1.5mabxfaxwdfa yef b 1.5mw(2) 選坐標(biāo)系 axy，列出平穩(wěn)方程；fx0 :faxwfax012 knm a f 0 :fb4w1.5rw2r0fb10.

10、5 knf y0 :fayfbw0f ay1.5 kn(3) 討論 ce 桿帶滑輪 ，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；cf cbf dxdf d ywew(4) 選 d 點(diǎn)為矩心，列出平穩(wěn)方程；m d f 0 :fcb sin1.5w1.5rwr0約束力的方向如下列圖；fcb15 kn4-20 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(shí)， ab 桿上所受的力；設(shè)ad =db ， df =fe，bc=de，全部桿重均不計(jì)；afdfeo45cb解： 1 整體受力分析，依據(jù)三力平穩(wěn)匯交定理，

11、可知b 點(diǎn)的約束力肯定沿著bc 方向；(2) 討論 dfe 桿，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；f fdf dxfd yf45oeb(3) 分別選 f 點(diǎn)和 b 點(diǎn)為矩心，列出平穩(wěn)方程；m f f 0 :feff dyde0f dyfm b f0 :fedf dxdb0f dx2 f(4) 討論 adb 桿，受力分析，畫出受力圖平面任意力系 ；afaxyxf a ydfdxf d yf bb(5) 選坐標(biāo)系 axy，列出平穩(wěn)方程；mf 0 :f 'adfab0adxbfbff0 :fff '0xaxbdxf axff0 :ff '0yaydy約束力的方向如下列圖；f

12、 ayf6-18 試求圖示兩平面圖形形心c 的位置；圖中尺寸單位為mm ；yy1015050120200x50a10x80b解:a 1將 t 形分成上、下二個(gè)矩形s1、s2，形心為 c1、c2；y15050c200c2s2x50(2) 在圖示坐標(biāo)系中，y 軸是圖形對(duì)稱軸，就有：xc=0(3) 二個(gè)矩形的面積和形心；s1 s2(4) t 形的形心；xc0501507500 mm25020010000 mm2yc1yc 2225 mm100 mmsi yi750022510000100si750010000yc153.6 mmb 1將 l 形分成左、右二個(gè)矩形s1、s2，形心為 c1、c2；y10

13、s1120(3) 二個(gè)矩形的面積和形心；c1cc2s210x80s101201200 mm2x5 mmy60 mms4 l 形的形心；7010700 mm2x45 mmy5 mm1 c1c12 c 2c 2cx si xisicy si yisi120057004519.74 mm1200700120060700539.74 mm12007006-19 試求圖示平面圖形形心位置；尺寸單位為mm；y160ycox200100a40c6020x3010030b解： a 1 將圖形看成大圓 s1 減去小圓 s2，形心為 c1 和 c2；y160s1s2c1c2cox200100(2) 在圖示坐標(biāo)系中

14、，x 軸是圖形對(duì)稱軸，就有：yc=0(3) 二個(gè)圖形的面積和形心；22s120040000mmxc 102s8026400mm2xc2100 mm(4) 圖形的形心；xc ycsi xi si0640010040000640019.05 mm(b) 1將圖形看成大矩形s1 減去小矩形 s2，形心為 c1 和 c2；ys140cc160s2c220x3010030(2) 在圖示坐標(biāo)系中，y 軸是圖形對(duì)稱軸，就有：xc=0(3) 二個(gè)圖形的面積和形心；2s116012019200 mms100606000 mm2yc1y6050 mm2c 2(4) 圖形的形心；xc yc0si yi si1920

15、06060005019200600064.55 mm8-1 試求圖示各桿的軸力，并指出軸力的最大值；fff2f2kn3kna2kn3knb2kn1kn解： acd(1) 用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2 截面；f1f212(2) 取 1-1 截面的左段；f1f n1fx01ffn 10fn 1f(3) 取 2-2 截面的右段；2f n22fx0fn 20fn 20(4) 軸力最大值：fn maxfb(1) 求固定端的約束反力；f12f2fr1fx0f22ff r0frf(2) 取 1-1 截面的左段；f1f n1fx01ffn 10fn 1f(3) 取 2-2 截面的右段；2f n2f rfx

16、0fn 22fr0fn 2frf(4) 軸力最大值：fn maxf(c) c(1) 用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2、3-3 截面；2kn1 3kn2 2kn3 3kn(2) 取 1-1 截面的左段；12kn231f n11fx02fn 10fn 12 kn(3) 取 2-2 截面的左段；2kn13kn212fn2fx023fn 20fn 21 kn(4) 取 3-3 截面的右段；f n333kn3fx03fn 30fn 33 kn(5) 軸力最大值：fn max3 kn(d) d(1) 用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2 截面；12kn21kn12(2) 取 1-1 截面的右段；1f n12k

17、n1kn1fx021fn 10fn 11 kn2取 2-2 截面的右段；fxf n20122fn 21kn0fn 21 kn5軸力最大值：f n max1 kn8-2 試畫出 8-1 所示各桿的軸力圖；解： abcf n+fnf+fnf-xxf3kn-1kn+x2kndfn1kn +-x1kn8-14 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(diǎn) a 處承擔(dān)鉛直方向的載荷 f=80 kn作用，試校核桁架的強(qiáng)度；bc13004502af解： 1 對(duì)節(jié)點(diǎn) a 受力分析，求出 ab 和

18、ac 兩桿所受的力；yf ab0f ac30045ax2列平穩(wěn)方程f x0f abfsin 300f acsin 4500解得：f y0f abcos300f accos 450f0f2f41.4knf2f58.6knacab31312 分別對(duì)兩桿進(jìn)行強(qiáng)度運(yùn)算；所以桁架的強(qiáng)度足夠；f ababa1f acaca282.9 mpa131.8 mpa8-16 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；f2ff2facab31312 運(yùn)用強(qiáng)度條件，分別對(duì)兩桿進(jìn)行強(qiáng)度運(yùn)算；2ffab31160 mpaf154.5 knd1

19、aba12412ff ac31160 mpaf97.1knacd1a2224取 f=97.1 kn ；8-18 圖示階梯形桿 ac，f=10 kn ，l 1= l 2=400 mm ，a1 =2a2=100 mm 2，e=200gpa，試運(yùn)算桿ac 的軸向變形 l；l1l 2ff2fabc解： 1 用截面法求ab 、bc 段的軸力；fn 1ff n 2f2分段運(yùn)算個(gè)桿的軸向變形；flfl1010340010103400llln 1 1n 2 2ac 桿縮短；120.2 mmea1ea2200 103100200 103508-31 圖示木榫接頭， f=50 kn ，試求接頭的剪切與擠壓應(yīng)力；4

20、0100ff100100100ff解： 1 剪切有用運(yùn)算公式：qf50 1035 mpa2擠壓有用運(yùn)算公式：as100 100bf50 103bsab40 10012.5 mpa9-4 某傳動(dòng)軸，轉(zhuǎn)速n=300 r/min 轉(zhuǎn)/分），輪 1 為主動(dòng)輪，輸入的功率p1=50 kw ，輪 2、輪3 與輪 4 為從動(dòng)輪，輸出功率分別為p2=10 kw ，p3=p4=20 kw ；(1) 試畫軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩；(2) 如將輪 1 與論 3 的位置對(duì)調(diào)，軸的最大扭矩變?yōu)楹沃?，?duì)軸的受力是否有利；p2p1p3p42134800800800解： 1 運(yùn)算各傳動(dòng)輪傳遞的外力偶矩；m9550 p11

21、591.7nmm318.3nmmm636.7nmn12342 畫出軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩；tnm- 318.31273.4+tmax1273.4636.7xknm(3) 對(duì)調(diào)論 1 與輪 3，扭矩圖為；t nm636.7 +636.7-x955tmax955 knm所以對(duì)軸的受力有利；9-129-1711-6 圖示懸臂梁，橫截面為矩形，承擔(dān)載荷f 1 與 f 2 作用，且 f 1=2f2=5 kn ，試運(yùn)算梁內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力，及該應(yīng)力所在截面上k 點(diǎn)處的彎曲正應(yīng)力；f 2f 11m1m4080cz30ky解： 1 畫梁的彎矩圖m7.5kn+ 5knx(2) 最大彎矩（位于固定端） ：m max7.5 kn(3) 運(yùn)算應(yīng)力： 最大應(yīng)力：m maxm max7.5106176mpamaxwzbh240802k 點(diǎn)的應(yīng)力：66m maxym maxy7.510630132mpazkibh340803121211-7 圖示梁，由 no22 槽鋼制成，彎矩 m=80 n.m ，并位于縱向?qū)ΨQ面（即x-y 平面）內(nèi)；試求梁內(nèi)的最大彎曲拉應(yīng)力與最大彎曲壓應(yīng)力；mmy0bzcy解： 1 查表得截面的幾何性質(zhì)：y020.3 mmb79 mmi z176cm4(2) 最