工程力學C作業(yè)(資料)

1、【最新整理，下載后即可編輯】【最新整理，下載后即可編輯】【最新整理，下載后即可編輯】第 1 次作業(yè)試作下列各桿件的受力圖。：1-4試作下面物體系中各指定物體的受力圖：（a）圓柱體 O、桿 AB 及整體； （b）吊鉤 G、鋼梁、構件；（c）折桿 ABC、圓柱體 O 及整體；體；（d）桿 AB 及整（e）棘輪 、棘爪 （f 梁 DE和滾柱 。38.38.圖示三鉸剛架由 AB和BC、C為固定鉸支座， B為中間鉸。試求支座C和鉸鏈B及摩擦均可不計。minmin39.壓路的碾子O重 P= 20 kN，半徑R= 400 mm。試求碾子越過高度= 80 mm的石塊時所需最小的水平拉力 F設石塊不動。min：

2、F= 15 kN40. 構架ABCD在A點受力F= 1 kN 作用。桿AB和 CD在C 、D擦，試求桿CD所受的力和支座 B的約束力。41.梁AB 如圖所示，作用在跨度中點 C 的力F = 20 kNA 和B 的約束力。梁重及摩擦均可不計。42.如圖aP = 5 kN30。試求繩和墻對球的約束力。（4）根據(jù)平衡條件列平衡方程。可先求出各力在x、y 軸上的投影，如表 2-1 中所示，于是43.重P = 1 kN 的球放在與水平成 30平行的繩AB 系?。▓D 2-15 a）。試求繩AB 受到的拉力及球?qū)π泵娴膲毫Α?4.45.46.已知 AB 梁上作用一矩為 Me的力偶，梁長為 l，梁重及摩擦均不

3、計。試求在圖示四種情況下支座、B的約束力。47.47.汽錘在鍛打工件時，由于工件偏置使錘頭受力偏心而發(fā)生偏斜，它將在導軌 DA和 BE上產(chǎn)生很大的壓力，從而加速導的磨損并影響鍛件的精度。已知鍛打力F= 1000 kN，偏心距e = 20 h = 200 48.1機構 OABO，在圖示位置平衡。已知 OA = 400 mm，O1B = 600 ，作用在 OA 上的力偶的力偶矩之大小 1e1= 1 N m。e1試求力偶矩 Me2的大小和桿 AB 所受的力。各桿的重量及各處摩擦均不計。49.圖中，如作用于扳手上的力 F= 200 N，l= 0.40 m，= 60，試計算力 對 O 點之矩。50.50

4、.試用合力矩定理計算圖中力對 O點之矩。51.圖 a 所示梁 AB 受矩為 Me= 300 N m 的力偶作用。試求支座A、B 的約束力。第 2 次作業(yè)第 2 次作業(yè)20.壓路的碾子O重 P= 20 kN，半徑R= 400 mm。試求碾子越過高度= 80 mm的石塊時所需最小的水平拉力 F設石塊不動。min：F：F= 15 kNmin簡易起重機用鋼絲繩吊起重 P= 2 kN 的物體。起重機由桿 AC及滑輪 D組成，不計桿及滑輪的自重。試求平衡時桿 A 、AC所受的力（忽略滑輪尺寸）。：F：F= - 0.414 kN（壓），F(xiàn)= - 3.146 kN（壓）22.在簡支梁 AB 上，作用有力 F

5、= 50 kN，試求支座 A 和 B 的約束力。不計梁重及摩擦力。： 23.試求圖中各力在坐標軸上的投影。已知： F F = F124= 10 kN，F(xiàn) =F35= 15 kN，F(xiàn)6= 20 kN，各力方向如圖所示。解：應用教材中公式（ 2-3）得F= F1x1= 10 kN， F1y= 0， F2x= 0， F= F2y= 10 kNF= F3xF= F3y3F= F4xcos30= 15 0.866 kN= 12.99 sin30= 15 0.5 kN = 7.50 kNsin30= 10 0.5 kN = 5 kNF= - F4ycos30= - 10 0.866 kN= - 8.66

6、kNF= F5xcos60= 15 0.5 kN = 7.50 kN24.F= - F5y5F= - F6x6F= - F6y6sin60= - 15 0.866 kN = - 12.99 sin30= - 20 0.5 kN = - 10 kN cos30= - 20 0.866 kN= - 17.3 kNC 處均為光滑鉸接。已知 F = 400 N重不計，尺寸如圖所示。試求 C 點處的約束力。：F：F= 880 N()，F(xiàn)= 480 N()25.左端 A固定而右端 B自由的懸臂梁 自重不計，承受集度為 q（N/m）的滿布均勻荷載，并在自由端受集中荷載作用梁的長度為 。試求固定端 A處的約束

7、力。：F：F= 0，F(xiàn)= ql + =+ F l26.試分別求圖中兩根外伸梁其支座處的約束力。梁重及摩擦均不計。：27.27.試分別求圖示兩個構架上 A、B 處所受到的約束力。不計構件自重及各處的摩擦。圖 b 中 C 處為鉸鏈。：28.圖 a 示一起重機， A、B、C 處均為光滑鉸鏈，水平梁 AB 的重量 P = 4 kN，荷載 F = 10 kN，有關尺寸如圖所示， BC 桿自重不計。試求桿 BC 所受的拉力和鉸鏈 A 給桿 AB 的約束力。：（1）根據(jù)題意，選 AB為研究對象。29.圖 a 所示梁 AA B 端為活動鉸鏈支座。梁的跨度為 l = ，梁的左半部分作用有集度為 q 在 D 截面

8、處有矩為 Me的力偶作用。梁的自重及各處摩擦均不計。試求 A 和 B 處的支座約束力。30.30.一汽車起重機，車身重 P ，轉(zhuǎn)盤重 P ，起重機吊臂重 P ，如圖123所示。試求當?shù)醣墼谄嚳v向?qū)ΨQ面內(nèi)時，不至于使汽車翻倒的最大起重量 P。max31.31.試判別圖示桁架中哪些桿其內(nèi)力等于零，即所謂“零桿”。你能否總結出判別零桿的規(guī)律？（a） （a） DE ， BG(b)BC ， AC32.自重 P= 1.0 kN的物塊置于水平支承面上，受傾斜力= 0.5 k1N 作用，并分別如圖 a、b 中所示。物塊與水平支承面之間的靜摩擦因數(shù) f s= 0.40，動摩擦因數(shù) f d= 0.30，問在圖中

9、兩種情況下物塊是否滑動？并求出摩擦力。由于保持平衡所需的摩擦力 F=0.433 kN Fmax=0.5 kN,因此物塊保持平衡，沒有滑動。值得注意的是，此時的摩擦力 0.433 kN是由平衡方程確定的，而不是 F=0.5 kN。只有在臨max界平衡狀態(tài)，摩擦力才等于最大靜摩擦力F。max33.33.圖示物塊 A置于斜面上斜面傾角=30, 物塊自重 在物塊上加一水平力 F =100N, 物塊與斜面間的靜摩擦因數(shù) f =Ts0.35,動摩擦因數(shù) fd=0.25。試問物塊是否平衡？并求出摩擦力的大小和方向。34.如圖所示，長方體上作用了五個力，其中， F=100 N, F12=150 N, F =5

10、00 N, F =200 N, F =220 N,345示。且 a=5m, 。 試求各力在坐標軸上的投影 .335.5.36.36.：F =130.0N，：F =130.0N，F(xiàn) =75N，F(xiàn) =260.0N，F(xiàn) =100.0N，F(xiàn) =119.0N，F(xiàn)1y=156.0N2x2y2z第 3 次作業(yè)22.曲柄連桿機構的活塞上作用有力F= 400 N如不計摩擦和所有構件的重量，問在曲柄 OA 上應加多大的力偶矩 Me方能使機構在圖示位置平衡？：23.試求圖示各桿 1-1 和 2-2 橫截面上的軸力，并作軸力圖。： 24.試求圖示等直桿橫截面 1-1，2-2 和 3-3 上的軸力，并作軸力圖。若橫截面

11、面積若橫截面面積，試求各橫截面上的應力。：25. 試求圖示階梯狀直桿橫截面 1-1，2-2 和 3-3 上的軸力，并作軸力圖。若橫截面面積力圖。若橫截面面積，并求各橫截面上的應力。：26. 簡易起重設備的計算簡圖如圖所示。已知斜桿AB 26. 簡易起重設備的計算簡圖如圖所示。已知斜桿AB 用兩根不等邊角鋼組成，鋼的許用應力不等邊角鋼組成，鋼的許用應力。試問在提起重量為的重物時，斜桿 AB是否滿足強度條件？件？：27.圖 a 所示為左端固定而右端自由的軸向受力桿件。試求-、-、-橫截面上的軸力，并作軸力圖。：28.一橫截面為正方形的磚柱分上下兩段， 其受力情況、各段長度及橫截面尺寸如圖 a 所示

12、。已知 F= 50 kN，試求荷載引起最大工作應力。：解：首先作柱的軸力圖如圖 b 所示。由于此柱上下兩段的橫截面尺寸不同，故不能應用公式（ 7-3）計算柱的最大工作應力，必須利用公式（ 7-2）的橫截面上的正應力，然后進行比較以確定全柱的最大工作應力。、兩段柱（圖 a）橫截面上的正應力分別為29. 一橫截面為矩形的鋼制階梯狀直桿，其受力情況及各段長度如圖 a 所示。AD段和 DB段的橫截面面積為 BC段橫截面面積的兩倍。矩形截面的高度與寬度之比 h / b = 1.4的許用應力、= 160 MPa。試選擇各段桿的橫截面尺寸 h和 b。：解：首先作桿的軸力圖如圖 b 所示。此桿為變截面桿，最大

13、工作應力不一定出現(xiàn)在軸力最大的 A D 段橫截面上。由于 DB 段的橫截面面積與 AD 段相同，而軸力較小，故其工作應力一定小于 AD 段的。于是只需分別對 A D 段和 BC 段進行計算。對于 AD段，按強度條件要求其橫截面面積A 為I30.有一三角架如圖所示，其斜桿由兩根 80807 等邊角鋼組成，橫桿由兩根10 號槽鋼組成材料均為 Q235 鋼許用應力= 20 MPa。試求許用荷F 。：31.圖 a 所示為一階梯形鋼桿， AB 段和 BC 段的橫截面面積為 A= A = 500 mm段的橫截面面積為 A12= 200 mm2的彈性模量 E = 2.0105 MPa。試求桿的縱向變形 l。

14、圖中長度單位為 mm。：解：此桿的軸力圖如圖 b 所示。由于各段桿的軸力和橫截面面積不盡相同，故須分段利用拉壓胡克定律求各段桿的縱向變形，它們的代數(shù)和才是整個桿的縱向變形l。32.試作圖示各桿的軸力圖，并分別指出最大拉力和最大壓力的值及其所在的橫截面（或這類橫截面所在的區(qū)段）。：AB段：30 kN(拉)，BC段：0 , CD段：- 20 kN(壓)；AB kN10 kN(壓)， CD kN(拉)；AB段：0， BC段：10 kN(拉)，CD段：15 kN33.試判定圖示桿系是靜定的，還是超靜定的；若是超靜定的，試確（不必具體求出內(nèi)力：1 次超靜定34.： 35.最大切應力及兩端截面間的相對扭轉(zhuǎn)

15、角；圖示截面上 三點處切應力的數(shù)值及方向；（3）C 點處的切應變。： 36.最大切應力；截面A相對于截面C的扭轉(zhuǎn)角。3：7.：38.：39.一傳動軸的計算簡圖如圖 a 所示，作用于其上的外力偶之矩的大小分別是：MA= 2 kN m，MB= 3.5 kN m，MC= 1 kN m，M = 0.5 kN m，轉(zhuǎn)向如圖。試作該傳動軸的扭矩圖。D：40.一實心圓截面?zhèn)鲃虞S，其直徑 d = 40 mm，所傳遞的功率為 30 kW，轉(zhuǎn)速 n = 1 400 r/min 。該軸由 45 號鋼制成，許用切應力= 40 MPa，切變模量 應力= 40 MPa，切變模量 G = 8104 MPa，單位長度桿的許用

16、扭轉(zhuǎn)角= 1 /m。試校核此軸的強度和剛度。：解：首先計算扭轉(zhuǎn)力偶矩 M。41.41.傳動軸如圖 a 所示，其轉(zhuǎn)速 n=300 r/min，主動輪 A輸入的功率 P = 500 kW；若不計軸承摩擦所耗的功率，三個從動輪、1C、D 輸出的功率分別為 P2= 150 kW ，P3= 150 kW ，P4= 200 kW。該軸是用 45 號鋼制成的空心圓截面桿，其內(nèi)外直徑之比= 1/2。材料的許用切應力 = 40 MPa，其切變模量 104MPa。單位長度桿的許用扭轉(zhuǎn)角=0.3/m。試作軸扭矩圖，并按強度條件和剛度條件選擇軸的直徑。42.42.試作圖示各桿的扭矩圖，并指出最大扭矩的值及其所在的橫截

17、面（或這些橫截面所在的區(qū)段）。：(a) T= M = 2 M ，在CD = 3 kNm，DEmaxeDE在段43.maxemax直徑 50 mm 的鋼圓軸，其橫截面上的扭矩 T = 1.5 kN m求橫截面上的最大切應力。：44.空心鋼圓軸的外直徑 D = 80 mm ，內(nèi)直徑 d = 62.5 mm ，外力偶之矩 Me= 10 N m。已知鋼的切變模量 G = 8104 MPa。試作橫截面上切應力的分布圖；試求最大切應力和單位度扭轉(zhuǎn)角。：圓軸的直徑 d= 50 mm120 r/min的最大切應力等于 60 MPa，試問所傳遞的功率是多少？： P= 18.5 kWkW第 4 次作業(yè)15.A 模

18、量。試作軸力圖，并求桿端點 D 的位移。：16.試求圖示各梁中指定截面上的剪力和彎矩。：17.試指出圖示剪力圖和彎矩圖的錯誤。：18.18.面m-m和固定端截面 n-n 上四點處的正應力。：19.由兩根 28a 號槽鋼組成的簡支梁受三個集中力作用，如圖所示。已知該梁材料為Q235Q235F 。：20.：2：1.：22.試求圖 a 所示外伸梁指定橫截面 1-1、2-2、3-3、4-4 上的剪力和彎矩。：23.a矩圖。：解：取x 軸與梁的軸線重合，坐標原點取在梁的左端（圖 a）。以坐標x 表示橫截面的位置。然后，求任意 x 處橫截面上的剪力和彎矩，也就是找出橫截面上剪力和彎矩與橫截面位置的函數(shù)關系

19、，我們分別把這種函數(shù)關系式叫做梁的剪力方程和彎矩方程。為此，將梁在任意x 處用橫截面截開。顯然，就此梁而言，若取左段分離體為研究對象（圖 b）則不必求支座約束力。根據(jù)左段分離體的平衡條件便可列出剪力方程和彎矩方程如下：以上兩式后面括號里的不等式是用來說明對應的內(nèi)力方程所適用的區(qū)段。有了剪力方程和彎矩方程，便可在相應的坐標系里作出梁的剪力圖（圖c）和彎矩圖（圖d）。此梁的剪力方程FS(x)= - qx 表明 F)為x 的線性函數(shù)，所以剪力圖為一傾斜直線。該直線可根據(jù)S例如FS(0)= 0 與 FS(l)= - ql 作出。（注：剪力方程在 x = l 處是不適用的，因該處有集中支座約束力。此處取

20、 x 為l 稍左一點的截面）。作彎矩圖時，表示彎矩M 的縱坐標（圖d）/ 2 x 例如，M(0)= 0，M(l / 2)= - ql2，M(l)= - ql2。從內(nèi)力圖得知，固定端左側橫截面上的剪力和彎矩都有最大值，F(xiàn)S,max24.= ql，Mmax= ql2（內(nèi)力的最大值一般都以絕對值為準）。對于圖 a 所示受滿布均布荷載的簡支梁，試作剪力圖和彎矩圖。：25.圖 a 所示為一受集中荷載作用的簡支梁試作其剪力圖和矩圖。：26.26.（1-12-2 等的剪力和彎矩。： (a) FS1=F= FS2= 2 kNM1= - 3kNmM2= - 1kNmM3= - 4 kNmFS1= 0，F(xiàn)= FS2= - qa，F(xiàn)S4= - qa，M =0，M12= M = -3= - qa2FS1= FS2