工程力學(xué)靜力學(xué)及材料力學(xué)課后習(xí)題

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。FOWFOWAOW(a)

BOAOABW

(c)OWBOOWBOWA(d) (e)試畫出以下各題中AB桿的受力圖。ACWBCACWBCWDBECWD B(a)

(b) (c)AAFCB(d) (e)ACWBACWB(a)A’D’

(d)

B AACWACWFACBDWAB’

FqCqCDWq FB(e)

ABABCDs. .--..word.zl-..word.zl-試畫出以下各題中指定物體的受力圖。拱ABCD；(b)半拱AB部分；(c)踏板AB；(d)杠桿AB；(e)方板ABCD；(f)節(jié)點(diǎn)B。AWDFBAWDFBADAFDD’B(a)AFCD B(d)

(b)AWAWBC(e)

(c)ACACW(f)試畫出以下各題中指定物體的受力圖。結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)圓柱A和B及整體；(c) 半拱半拱BC及整體；(d)杠桿切刀CEF整體；(e)秤桿秤盤架BCD及整體。BABAWABPP(b)AO BGCAO BGC’ CWADFEF CBFBW1W2AC(c)

(d)

(e)桿BC在C1

和F作A30A30o4BC3F2用在銷釘C上，F(xiàn)=445N，F(xiàn)=535N，不計(jì)桿重，試求兩桿所受的力。1 2F1--..word.zl-..word.zl-F作用在剛架的B點(diǎn)，如圖所示。如不計(jì)剛架重量，試求支座A和D處的約束力。22aBCaAD在簡支梁AB的中點(diǎn)C作用一個傾斜45o的力，力的大小等于如圖所示。若梁的自重不計(jì)，試求兩支座的約束力。A4FB C686DAE如圖所示結(jié)構(gòu)由兩彎桿ABC和DE長度單位為cm。已知4FB C686DAE

F45o BC

45oC在四連桿機(jī)構(gòu)ABCD的鉸鏈B和CF和CB45B45o30o60Fo90oF21ADF，機(jī)構(gòu)在圖示位置平衡。試求平衡時力F和F的大小之間2 1 2的關(guān)系。zAFB45oFABOF60o ADDy45oCFACx2-9三根不計(jì)重量的桿在A與水平面的夾角分別為4zAFB45oFABOF60o ADDy45oCFACx已知梁AB上作用一力偶，力偶矩為，梁長為，梁重不計(jì)。求在圖三種情況下，支座A和B的約束力l/2Al/2ABll/3Al/3ABll/2ABθl(b)在題圖所示結(jié)構(gòu)中二曲桿自重不計(jì)，曲桿AB力偶，其力偶矩為，試求A和C點(diǎn)處的約束力。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

(c)aaBaC3aMaAM MA12BFAM MA12BFA50FB1 2力。圖中長度單位為cm。3-5四連桿機(jī)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M=1N.m，試求作用在OA上力偶的力 A2

B30o偶矩大小M1

和AB所受的力FAB

所受的力。各桿重量不計(jì)。C M2M1OO和O1

圓盤與水平軸AB固連，O1

盤垂直z軸，O盤zFzF’1FAzF1O1AFBzBFAxFO2O2FBxxF’2垂直x軸，盤面上分別作用力偶F’F’）如1 1 2 2題圖所示。如兩半徑為r=20cm,F F=3N,1

=5N,AB=80cm,2不計(jì)構(gòu)件自重，試計(jì)算軸承A和B的約束力。yBC上作用一力偶矩為M的力偶，各尺寸如圖。求支座的約束力。DDMClABl l l2A2ABC0.7D0.50.40.80.80.4矩的單位為kNm，長度單位為m，分布載荷集度為kN/m。(提示：計(jì)算非均布載荷的投影和與力矩和時需應(yīng)用積分)。q=2bABD4-5AB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bABD

AAM=3BC30o1 2q=20q=20M=820CABD0.80.80.80.84-7練鋼爐的送料機(jī)由跑車A和可移動的橋B2操作架、平臂OC以及料斗C相連，料斗每次裝載物料重kN，平臂長m。設(shè)跑車架D和所有附件總重為PEAFBEAFBDPCO5mWAhllDPaE4-13活動梯子置于光滑水平面上，并在鉛垂面內(nèi)，梯子兩部分AC和各重為，重心在A點(diǎn)，彼此用鉸鏈A和繩子DEP立于FAhllDPaEB C在齒條送料機(jī)構(gòu)中杠桿

A15o水平阻力F的作用。已知各零件自重不計(jì)，試求移動 D FQQ齒條時在點(diǎn)B的作用力F是多少？

45oCFB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kN/m，力偶 AM=40kNm，a=2m，不計(jì)梁重，試求支座A、B、D的約束力和鉸鏈C所受的力。

q MDB Ca a a a剛架ABC和剛架CD通過鉸鏈C連接，并與地面通過鉸鏈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)。F=100

q=103C

q=10C

3F=503 3A B D A B D1 4 1 3 6 3C2mC2m2mB1.5mD1.5mEW由桿、BC和CE組成的支架和滑輪E支持著物體。物體重12。D處亦為鉸鏈連接，尺寸如題4-18圖所示。試求固定 A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。800300EACD600WB起重構(gòu)架如題4-19圖所示，尺寸單位為mm?；喼睆絛=200mm，鋼絲繩的傾斜部分平行于桿。吊起的載荷800300EACD600WB、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桿上所受的力。設(shè)AD=DB，DF=FE，BC=DE，所有桿重均不計(jì)。AAFDFE45oBC一重量N的勻質(zhì)薄板用止推軸承、徑向軸承B和繩索CEABNm，試求繩子的拉力和軸承B約束力。zEzEhDAyMbBaC作用于半徑為120mm的齒輪上的嚙合力F推動皮帶繞水平軸AB2001005-5F的大小以及軸承Bmm)。FF100N160200N20oBDAC100150100某傳動軸以B兩軸承支承，圓柱直齒輪的節(jié)圓直徑d=17.3。在法蘭盤上作用一力偶矩NmF及B軸承的約束力(圖中尺寸單位為cm)。z2211.2z2211.2ABCdMEyDFzxEM20oF20oss已知物體重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f=0.38，’上運(yùn)動，求施加于物塊并與斜面平行的力F至少應(yīng)為多大？ssWWFW(a) (b)重500N的物體A置于重400N的物體B上又置于水平面C上如題圖所示已知f =0.2，AB BCFA30oB今在A上作用一與水平面成30o的力FA先動呢？還是B一起滑動？如果BFA30oBC均質(zhì)梯長為，重為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)f，求平衡時sACPlCPlBFBCPDflminfAFRBA45o45oMs6-13如圖所示，欲轉(zhuǎn)動一置于V力偶矩，已知棒料重，直徑。試求棒料與45o45oMss6-15磚夾的寬度為25cm，曲桿AGB與GCED在G點(diǎn)鉸接。磚的重量為，提磚的合力F中心線上，尺寸如圖所示。如磚夾與磚之間的摩擦因數(shù)f=0.5，試問bb是Gs磚塊上所受正壓力作用線的垂直距離)。3cmE3cmE3cmBGFbAW25cm試求圖示兩平面圖形形心C的位置。圖中尺寸單位為mm。y15050y15050200x1012010x50 80(a) (b)試求圖示平面圖形形心位置。尺寸單位為。y160Cy160CO200100y40C60203010030x(b)試求圖示各桿的軸力，并指出軸力的最大值。F2FF F2F(a)

2kN3kN2kN2kN3kN2kN3kN2kN1kN8-1圖示階梯形圓截面桿，承受軸向載荷F=50kN與

作用，AB與BC段的直徑分別為d=20mm和1 2 1d=30mm，如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求載荷F之值。22 22F 1 F212A 1 B C2題8-5圖所示圓截面桿，已知載荷F=200kN，F(xiàn)=100kN，AB段的直徑d=40mm，如欲使AB與BC段1 2 1橫截面上的正應(yīng)力相同，試求BC段的直徑。圖示木桿，承受軸向載荷F=10kN作用，桿的橫截面面積，粘接面的方位角該截面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力，并畫出應(yīng)力的方向。nF θ F粘接面圖示桁架，桿1與桿2的橫截面均為圓形，直徑分別為d=30mm與d=20mm，兩桿材料相同，許用1 2應(yīng)力[σ]=160MPa。該桁架在節(jié)點(diǎn)A處承受鉛直方向的載荷F=80kN作用，試校核桁架的強(qiáng)度。BBC13004502AF圖示桁架，桿1為圓截面鋼桿，桿2為方截面木桿，在節(jié)點(diǎn)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σ]σ]S W=10MPa。lBlB1A2450C題8-14所述桁架，試定載荷F8-18圖示階梯形桿AC，F(xiàn)=10kN，l=l=400mm，A=2A=100mm2，E=200GPa，試計(jì)算桿AC的軸向變形△l。1 2 1 2l1l1l2F2FA B C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(diǎn)A處承受載荷F作用。從試驗(yàn)中測得桿1與桿2的縱向正應(yīng)變分別為ε=4.0×10-4與ε=2.0×10-4，試確定載荷F及其方位角θ1 2A=A=200mm2，E=E=200GPa。1 2 1 2B C1 2ε2ε1 300 30ε2A題8-15AB與AC的橫截面面積分別為A=400m2與A=8000mAB的長度=1.5，θ F 1 2鋼與木的彈性模量分別為E=200GPa、E=10GPa。試計(jì)算節(jié)點(diǎn)A的水平與鉛直位移。S W圖示兩端固定等截面直桿，橫截面的面積為，承受軸向載荷F應(yīng)力與最大壓應(yīng)力。FFl/3FFl/3l/3l/3(b)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[σ]=160MPa，載荷112laaBCDF231300C1000F圖示桁架，桿1、桿2與個桿3σ]=80MPa，[σ231300C1000F1 2 3彈性模量分別為E=160GPa，E=100GPa，E=200GPa。若載1 2 3荷=A=2A，試確定各桿的橫截面面積。1 2 3F40F40100F100100F100F圖示搖臂，承受載荷F與F作用，試確定軸銷B的直徑。已知載荷F=35.4kN，許用切應(yīng)1 2 1 2=100MPaσbs

]=240MPa。F A1F40 B D-DD80Dd450B C 450F荷=80k=80m=10m，D 2 6 10 6鉚釘直徑d=16mm，許用應(yīng)力[σ]=160MPa，許用切應(yīng)力[τ]=120MPa，許用擠壓應(yīng)力[σ]=340MPa。板件與鉚bs釘?shù)牟牧舷嗟取FbFFδδFFd試求圖示各軸的扭矩，并指出最大扭矩值。aa500Maa500M500500(a)300

300 3002 MM2kNm

(c)

1kNm 2kNm 1kNm

M(b)(d)

3kNm試畫題9-1解：9-4n=300r/min(轉(zhuǎn)分1P23與輪4為從動輪，1輸出功率分別為P=10kW，P=P=20kW。2 3 4試畫軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩。若將輪1與論3的位置對調(diào)，軸的最大扭矩變?yōu)楹沃担瑢S的受力是否有利。P1P3P1P3P213480080080029-8圖示空心圓截面軸，外徑，內(nèi)徑d=20mm，扭矩，試計(jì)算Aρ=15mm)的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τA

A，以及橫截面上的最大與最小扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。AρA題9-16所述軸，若扭力偶矩]=80MPaθ]=0.50/m，切變模量G=80GPa，試確定軸徑。圖示兩端固定的圓截面軸，直徑為，材料的切變模量為AaB2aC截面B的轉(zhuǎn)角為試求所加扭力偶矩AaB2aC10-1試計(jì)算圖示各梁指定截面（標(biāo)有細(xì)線者）的剪力與彎矩。MMeCABl/2 l/2q(b)Cl/2(b)Cl/2l/2FCABl/2l/2A(a)FCBab(c) (d)FACFACBl/2l/2Aql/4(c)

qBl(d)10-3圖示簡支梁，載荷F可按四種方式作用于梁上，試分別畫彎矩圖，并從強(qiáng)度方面考慮，指出何種加載方式最好。FF/2F/2ABl/3l/3l/3FAFABl/2l/2

(b)F/3FF/3F/3F/3Al/4l/4l/4l/4B AB AF/4F/4F/4F/4Bl/5l/5l/5l/5l/5(d)10-5圖示各梁，試?yán)眉袅?、彎矩與載荷集度的關(guān)系畫剪力與彎矩圖。FFllFFll/2l/2l/2qll/2A BA B(a)

(b)qABqABl/2l/2Al/2

q

ql2B(c)q

(d)ABABl/3l/3l/3AABl/4l/2l/4(e)圖示懸臂梁，橫截面為矩形，承受載荷

(f)與F作用，且F=2F=5kN，試計(jì)算梁內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力，1 2 1 2及該應(yīng)力所在截面上K點(diǎn)處的彎曲正應(yīng)力。F21mF21m1mF180 C z30Ky圖示梁，由No22槽鋼制成，彎矩（即x-y平面。試求梁內(nèi)的最大彎曲拉應(yīng)力與最大彎曲壓應(yīng)力。by0Cby0Czy圖示簡支梁，由No28工字鋼制成，在集度為q的均布載荷作用下，測得橫截面C底邊的縱向正應(yīng)變ε=3.0×10-4，試計(jì)算梁內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力，已知鋼的彈性模量E=200Gpa，a=1m。CACAεBRAaaRBkN，M=70kNmσ]=35MPaσ]=120MPa，試e + -校核梁的強(qiáng)度。FMFMeA3m3m251002550200Cy可見梁內(nèi)最大拉應(yīng)力超過許用拉應(yīng)力，梁不安全。圖示矩形截面鋼梁，承受集中載荷Fq的均布載荷作用，試確定截面尺寸。已知載荷FkN=5N/mm]=160Mp。FAqFAqB1m1m1mAR2bRB11-1圖示外伸梁，承受載荷F作用。已知載荷F=20KN]=160Mpa，試選擇工字鋼型號。A4mAA4mAB1mRRBF直接作用在簡支梁AB的跨度中點(diǎn)時，梁內(nèi)最大彎曲正應(yīng)力超過許用應(yīng)力30%種過載，配置一輔助梁CD。FFa/2 a/2ACDBRA3m3mRB11-2F與F作用，已知F=800NF=1.6k