工程力學(xué)靜力學(xué)和材料力學(xué)嚴(yán)圣平課后答案

B1-3試畫出以下各題中AB梁的受力圖。1-4試畫出以下各題中指定物體的受力圖。1-5試畫出以下各題中指定物體的受力圖。.W2-4在簡(jiǎn)支梁AB的中點(diǎn)C作用一個(gè)傾斜45°的力F,力的大小等于20KN,如圖所示。若梁的自重不計(jì)，試求兩支座的約束力。解：(1)研究AB,受力分析并畫受力圖：(2)畫封閉的力三角形：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(jì)，圖中的長(zhǎng)度單位為cm。已知F=200N,試求支座A和E的約束力。(2)取ABC為研究對(duì)象，受力分析并畫受力圖；畫封閉的力三角形：2-7在四連桿機(jī)構(gòu)ABCD的鉸鏈B和C上分別作用有力F?和F?,機(jī)構(gòu)在圖示位置平衡。試求平衡時(shí)力F?和F?的大小之間的關(guān)系。解：(1)取鉸鏈B為研究對(duì)象，AB、BC均為二力桿，畫受力圖和封閉力三角形；(2)取鉸鏈C為研究對(duì)象，BC、CD均為二力桿，畫受力圖和封閉力三角形；C2-9三根不計(jì)重量的桿AB,AC,AD在A點(diǎn)用鉸鏈連接，各桿與水平面的夾角分別為450°,解：(1)取整體為研究對(duì)象，受力分析，AB、AB、AD均為二力桿，畫受力圖，得到一個(gè)空(2)列平衡方程：3-1已知梁AB上作用一力偶，力偶矩為M,梁長(zhǎng)為l,梁重不計(jì)。求在圖a,b,c三種情況下，支座A和B的約束力3-2在題圖所示結(jié)構(gòu)中二曲桿自重不計(jì)，曲桿AB上作用有主動(dòng)力偶，其力偶矩為M,試求(2)列平衡方程：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上力偶的力偶矩大小M?和AB所受的力FAB所受的力。各桿重量不計(jì)。解：(1)研究BC桿，受力分析，畫受力圖： (2)研究AB(二力桿),受力如圖：(3)研究OA桿，受力分析，畫受力圖：(Fi,F'1),(F?,F'?)如題圖所示。如兩半徑為r=20cm,F?=3N,F?=5N,AB=80cm,F?=F=2.5N Fxx=Fr=1.5NFa=√(Fa)+(Fa)=√(1.5)+(2.5)=8.5NFn=F?=8.5N(2)取DAC為研究對(duì)象，受力分析，畫受力圖；解得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：計(jì)算非均布載荷的投影和與力矩和時(shí)需應(yīng)用(b):(1)整體受力分析，畫出受力圖(平面任意力系);(2)選坐標(biāo)系A(chǔ)xy,列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。離為2m,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=15kN,(3)不翻倒的條件；4-13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。解：(1):研究整體，受力分析，畫出受力圖(平面平行力系);(4)選A點(diǎn)為矩心，列出平衡方程；4-15在齒條送料機(jī)構(gòu)中杠桿AB=500mm,ACmmFo知Q=5000N,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?(2)選x軸為投影軸，列出平衡方程；FA=5773.5NF=373.6N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。物體重12kN。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A(chǔ)xy,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);(4)選D點(diǎn)為矩心，列出平衡方程；∑M,(F)=0:Fcasina×1.5-W×(4-19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BE。吊起的載荷W=10kN,其它重量不計(jì)，求固力。(2)選坐標(biāo)系Bxy,列出平衡方程；∑M?(F)=0:-F×ED+Fo×DB=0約束力的方向如圖所示。(2)選坐標(biāo)系A(chǔ)xyz,列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。5-5作用于半徑為120mm的齒輪上的嚙合力F推動(dòng)皮帶繞水平軸AB作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知皮帶緊邊拉力為200N,松邊拉力為100N,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)。解：(1)研究整體，受力分析，畫出受力圖(空間任意力系);5-6某傳動(dòng)軸以A、B兩軸承支承，圓柱直齒輪的節(jié)圓直徑d=17.3cm,壓力角a=20°。在法蘭盤上作用一力偶矩M=1030N-m的力偶，如輪軸自重和摩擦不計(jì)，求傳動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的嚙合力F及A、B軸承的約束力(圖中尺寸單位為cm)。(2)選坐標(biāo)系A(chǔ)xyz,列出平衡方程；還是上滑?如果使物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，求施加于物塊并與斜面平行的力F至少應(yīng)為多大?tgy=f,=0.38<tgα=tg30°=0.5先動(dòng)呢?還是A、B一起滑動(dòng)?如果B物體重為200N,情況又如何?(4)比較F?和F?;(3)得出角的范圍；6-13如圖所示，欲轉(zhuǎn)動(dòng)一置于V槽型中的棒料，需作用一力偶，力偶矩M=1500Ncm知棒料重G=400N,直徑D=25cm。試求棒料與V型槽之間的摩擦因數(shù)f。(3)取O為矩心，列平衡方程；6-15磚夾的寬度為25cm,曲桿AGB與GCED在G點(diǎn)鉸接。磚的重量為W,提磚的合力F(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；(5)取G為矩心，列平衡方程；∑Ma(F)=0:Fg×sinφ,×3-Fg×cosφ,×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。(3)二個(gè)矩形的面積和形心；XX1111F(3)取2-2截面的右段；112(2)取1-1截面的左段；11(3)取2-2截面的左段；(4)取3-3截面的右段；(1)用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2截面；222d=20mm和d?=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(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Fi=200kN,F?=100kN,AB段的直徑d=40mm,如(2)求1-1、2-2截面的正應(yīng)力，利用正應(yīng)力相同；角0=45°,試計(jì)算該截面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力，并畫出應(yīng)力的方向。F≤154.5kN(2)由胡克定律：8-23題8-15所述桁架，若桿AB與AC的橫截面面積分別為A?=400mm2與A?=8000mm2,桿AB的長(zhǎng)度l=1.5m,鋼與木的彈性模量分別為Es=200GPa、Ew=10GPa。試計(jì)算節(jié)點(diǎn)A的水平與鉛直位移。解：(1)計(jì)算兩桿的變形；1桿伸長(zhǎng)，2桿縮短。(2)畫出節(jié)點(diǎn)A的協(xié)調(diào)位置并計(jì)算其位移；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(jì)算桿內(nèi)橫截面上的最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力。解：(1)對(duì)直桿進(jìn)行受解：(1)對(duì)BD桿進(jìn)行受力分析，列平衡方程；1桿實(shí)際受壓，2桿和3桿受拉。(3)考慮板件的拉伸強(qiáng)度；對(duì)板件受力分析，畫板件的軸力圖；X校核1-1截面的拉伸強(qiáng)度校核2-2截面的拉伸強(qiáng)度所以，接頭的強(qiáng)度足夠。(2)取1-1截面的左段；(2)取1-1截面的左段；X(3)取2-2截面的右段；注：本題如果取1-1、2-2截面的右段，則可以不求約束力。(1)用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2、3-3截面；(2)取1-1截面的左段；X(3)取2-2截面的左段；(4)取3-3截面的右段；(2)取1-1截面的左段；X(3)取2-2截面的左段；(4)取3-3截面的左段；9-4某傳動(dòng)軸，轉(zhuǎn)速n=300r/min(轉(zhuǎn)/分),輪1為主動(dòng)輪，輸入的功率P=50kW,輪2、輪3與輪4為從動(dòng)輪，輸出功率分別為P?=10kW,P?=P=20kW。(3)對(duì)調(diào)論1與輪3,扭矩圖為；9-8圖示空心圓截面軸，外徑DmmmmkNmPAmm)的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力TA,以及橫截面上的最大與最小扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。解：(1)計(jì)算橫截面的極慣性矩；(2)計(jì)算扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；應(yīng)力與截面C的轉(zhuǎn)角，并畫出軸表面母線的位移情況，材料的切變模量為G。解：(1)畫軸的扭矩圖；X(2)求最大切應(yīng)力；由平衡關(guān)系求內(nèi)力取A+截面左段研究，其受力如圖；.A取C截面左段研究，其受力如圖；取B截面右段研究，其受力如圖；(3)求C截面內(nèi)力；取C截面右段研究，其受力如圖；(4)求C+截面內(nèi)力；取C+截面右段研究，其受力如圖；(5)求B-截面內(nèi)力；取B截面右段研究，其受力如圖；(d)(1)求約束反力(b)(b)B(1)求約束力；11-6圖示懸臂梁，橫截面為矩形，承受載荷F?與F?作用，且Fi=2F?=5kN,試計(jì)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。Z(2)最大彎矩(位于固定端):Mmx=7.5kN(3)計(jì)算應(yīng)力：11-7圖示梁，由No22槽鋼制成，彎矩M=80N