工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案

[鍵入文字]PAGEPAGE9工程力學(xué)靜力學(xué)與材料力學(xué)(單輝祖謝傳鋒著)高等教育出版社課后答案BAOW(aBAOW(a)BAOWF(b)OW(c)AAAOW(d)BAOW(e)BFBFBFABOW(a)BAOWF(b)FAFBAOW(c)FAFOAOW(d)FBFAAOW(e)BFBFA1-2試畫出以下各題中AB桿的受力圖。AAWCB(c)D(a)AWCEB(b)AWCDBAABF(d)CABW(e)C(a(a)FDFBFEDAWCEB(b)AWCDBFDFBFA(c)AWCBFBFAAABW(e)CFBFAABF(d)CFBFA1-3試畫出以下各題中AB梁的受力圖。AAWCB(a)WABCD(c)ABFqD(b)CCCABFWDA’D’B’(d)ABFq(e)AWAWCB(a)FBFAABFqD(b)FCFDWABC(c)FCFBCCABFWD(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(diǎn)B。AABF(a)DCWAF(b)DB(c)FABDD’ABF(d)CDWABCD(e)WABC(f)解：AABF(a)DCWFAxFAyFDAF(b)CBFBFA(c)FABDFBFDAABF(d)CFBFCWABCD(e)FBFAWB(f)FABFBC1-5試畫出以下各題中指定物體的受力圖。(a)結(jié)點(diǎn)A，結(jié)點(diǎn)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。ABABPP(b)ABW(a)FFDABCEF(d)((c)BCW1W2FAWWABCC’DOG(e)FAT解：(a)FATABFABFBAFBTWFABFABFFA(b)FFCAPCFBBPCF’CFAABPPFBFN(c)BBCW1W2FAFCxFCyFAxFAyBW1FAFAxFAyFBxFByBCW2FCxFCyF’BxF’ByFAFABCFCFBDCEFFEF’CFFFDABCEFFEFFFBBCBCDGFBFCWWABCC’DOGFOyFOxFC’AABOWFBFOyFOx2-2桿AC、BC在C處鉸接，另一端均與墻面鉸接，如圖所示，F(xiàn)1和F2作用在銷釘C上，F(xiàn)1=445N，F(xiàn)2=535N，不計(jì)桿重，試求兩桿所受的力。C cC cABF2F14330o解：(1)取節(jié)點(diǎn)C為研究對(duì)象，畫受力圖，注意AC、BC都為二力桿，F(xiàn)FACFBCC cF2F1xy(2)列平衡方程：AC與BC兩桿均受拉。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。EEDCABF6486解：(1)取DE為研究對(duì)象，DE為二力桿；FD=FEEEDFEFD(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：FFFAF’DBDAFF’DFA3433-1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l/l/3ABl(b)Ml/2ABl(a)Mθθl/2ABl(c)M解：(a)受力分析，畫受力圖；A、B處的約束力組成一個(gè)力偶；ll/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(gè)力偶；ll/3ABlMFAFB列平衡方程：(c)受力分析，畫受力圖；A、B處的約束力組成一個(gè)力偶；ll/2ABlMFBFAθ列平衡方程：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A和C點(diǎn)處的約束力。CCABa3M2aa解：(1)取BC為研究對(duì)象，受力分析，BC為二力桿，畫受力圖；BBFBFCC(2)取AB為研究對(duì)象，受力分析，A、B的約束力組成一個(gè)力偶，畫受力圖；AABF’BFAM2ABCD0.80.80.40.5ABCD0.80.80.40.50.40.72(b)ABC12q=2(c)M=330oABCD0.80.80.8200.8M=8q=20(e)解：(b)：(1)整體受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；AABCD0.80.80.40.50.40.72FBFAxFAyyx(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。ABC1ABC12q=2M=330oFBFAxFAyyxdx2dxx(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。(e)：(1)研究CABD桿，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；AABCD0.80.80.8200.8M=8q=20FBFAxFAyyx20dxxdx(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。4-5AB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(zhǎng)為b，斜繩與鉛垂線成角，求固定端的約束力。AABCDbABCABCGbFAxFAyyxMAG(2)選坐標(biāo)系Bxy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。ABCDaMqaaa4-16由AC和CD構(gòu)成的復(fù)合梁通過(guò)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=10kN/m，力偶M=40kNm，a=2mABCDaMqaaaCDMqCDMqaaFCFDxdxqdxyx(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)；yyxABCaqaF’CFAFBxdxqdx(4)選坐標(biāo)系Bxy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。8-1試求圖示各桿的軸力，并指出軸力的最大值。F2F2(b)FF(a)(d)2k(d)2kN1kN2kN(c)2kN3kN3kN解：(a)(1)用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2截面；FFF1122(2)取1-1截面的左段；FFFN111(3)取2-2截面的右段；222FN2(4)軸力最大值：(b)(1)求固定端的約束反力；FF2FR2121(2)取1-1截面的左段；FF11FN1(3)取2-2截面的右段；FFR22FN2(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；2k2kN2kN3kN3kN223311(2)取1-1截面的左段；2k2kN11FN1(3)取2-2截面的左段；2k2kN3kN2211FN2(4)取3-3截面的右段；3k3kN33FN3(5)軸力最大值：(d)(1)用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2截面；2k2kN1kN1122(2)取1-1截面的右段；2k2kN1kN11FN1(2)取2-2截面的右段；1k1kN22FN2(5)軸力最大值：8-2試畫出8-1所示各桿的軸力圖。解：(a)FFFNx(+)FFFFNx(+)(-)FFNFNx(+)(-)3kN1kN2kNFNFNx(+)(-)1kN1kN8-14圖示桁架，桿1與桿2的橫截面均為圓形，直徑分別為d1=30mm與d2=20mm，兩桿材料相同，許用應(yīng)力[σ]=160MPa。該桁架在節(jié)點(diǎn)A處承受鉛直方向的載荷FFABC30045012解：(1)對(duì)節(jié)點(diǎn)A受力分析，求出AB和AC兩桿所受的力；FFAyx300450FACFAB(2)列平衡方程解得：(2)分別對(duì)兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；所以桁架的強(qiáng)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(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b。已知載荷F=50kN，鋼的許用應(yīng)力[σS]=160MPa，木的許用應(yīng)力[σW]=10MPa。FFABCl45012FABC30045012FFABC30045012FABC30045012AAyx450FACFABFFABFACF(2)運(yùn)用強(qiáng)度條件，分別對(duì)兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；所以可以確定鋼桿的直徑為20mm，木桿的邊寬為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(yùn)用強(qiáng)度條件，分別對(duì)兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；取[F]=97.1kN。8-31圖示木榫接頭，F(xiàn)=50kN，試求接頭的剪切與擠壓應(yīng)力。FFF10010010040FF100解：(1)剪切實(shí)用計(jì)算公式：(2)擠壓實(shí)用計(jì)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=50kN，F(xiàn)2=35.4kN，許用切應(yīng)力[τ]=100MPa，許用擠壓應(yīng)力[σbs]=240MPa。45450450BACF1F28040DDFBD-Dd6610解：(1)對(duì)搖臂ABC進(jìn)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(qiáng)度；考慮軸銷B的擠壓強(qiáng)度；(3)綜合軸銷的剪切和擠壓強(qiáng)度，取9-1試求圖示各軸的扭矩，并指出最大扭矩值。M2M2(b)aaMM(a)aa1kNm(d)1kNm(d)3003003002kNm3kNm2kNm(c)5005005001kNm1kNm2kNm解：(a)(1)用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2截面；MMM1122(2)取1-1截面的左段；xxM11T1(3)取2-2截面的右段；222T2x(4)最大扭矩值：(b)(1)求固定端的約束反力；11MAx122M2(2)取1-1截面的左段；11MAx1T1(3)取2-2截面的右段；xx22MT2(4)最大扭矩值：注：本題如果取1-1、2-2截面的右段，則可以不求約束力。(c)(1)用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2、3-3截面；2kNm2kNm1kNm1kNm2kNm112233(2)取1-1截面的左段；2kNm2kNm11xT1(3)取2-2截面的左段；2kNm2kNm1kNm22xT2(4)取3-3截面的右段；22kNm33xT3(5)最大扭矩值：(d)(1)用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2、3-3截面；1kNm1kNm2kNm3kNm223311(2)取1-1截面的左段；1kNm1kNm11xT1(3)取2-2截面的左段；1kNm1kNm2kNm2211xT2(4)取3-3截面的左段；1kNm1kNm2kNm3kNm223311xT3(5)最大扭矩值：9-2試畫題9-1所示各軸的扭矩圖。MTMTx(+)MTMTx(+)(-)M(c)TTx(+)2kNm2kNm1kNm(d)TTx(-)3kNm1kNm9-8圖示空心圓截面軸，外徑D=40mm，內(nèi)徑d=20mm，扭矩T=1kNm，試計(jì)算A點(diǎn)處(ρA=15AAρA解：(1)計(jì)算橫截面的極慣性矩；(2)計(jì)算扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；9-18題9-16所述軸，若扭力偶矩M=1kNm，許用切應(yīng)力[τ]=80MPa，單位長(zhǎng)度的許用扭轉(zhuǎn)角[θ]=0.50/m，切變模量G=80GPa，試確定軸徑。解：(1)考慮軸的強(qiáng)度條件；(2)考慮軸的剛度條件；(3)綜合軸的強(qiáng)度和剛度條件，確定軸的直徑；10-1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。ACACBl/2l/2(a)FAMe(b)BCl/2l/2aBaBCAb(c)FqACBl/2l/2(d)FAFFAFSA+M(1)取A+截面左段研究，其受力如圖；由平衡關(guān)系求內(nèi)力(2)求C截面內(nèi)力；取C截面左段研究，其受力如圖；CCFFSCMC由平衡關(guān)系求內(nèi)力(3)求B-截面內(nèi)力截開(kāi)B-截面，研究左段，其受力如圖；AACBFFSBMB由平衡關(guān)系求內(nèi)力(b)(1)求A、B處約束反力RRAAMeBCRB(2)求A+截面內(nèi)力；取A+截面左段研究，其受力如圖；AAMeRAFSAMAMeCRAFSAMeCRAFSCMC取C截面左段研究，其受力如圖；(4)求B截面內(nèi)力；取B截面右段研究，其受力如圖；BBRBFSBMB(c)(1)求A、B處約束反力RRABCAFRB(2)求A+截面內(nèi)力；取A+截面左段研究，其受力如圖；AARAFSA+M(3)求C-截面內(nèi)力；取C-截面左段研究，其受力如圖；RRAACFSC-MC-(4)求C+截面內(nèi)力；取C+截面右段研究，其受力如圖；BBCRBFSC+MC+(5)求B-截面內(nèi)力；取B-截面右段研究，其受力如圖；BBRBFSB-M(d)(1)求A+截面內(nèi)力取A+截面右段研究，其受力如圖；qqACBFSA+MA+(3)求C-截面內(nèi)力；取C-截面右段研究，其受力如圖；qqCBFSC-MC-(4)求C+截面內(nèi)力；取C+截面右段研究，其受力如圖；qqCBFSC+MC+(5)求B-截面內(nèi)力；取B-截面右段研究，其受力如圖；BBFSB-MqAqABl(d)ql/4l/l/2BCA(c)Fl/2解：(c)BCABCAFRARCx2x1(2)列剪力方程與彎矩方程(3)畫剪力圖與彎矩圖xxFSF（+）（-）FMMFl/2（-）x(d)qqABxql/4列剪力方程與彎矩方程(2)畫剪力圖與彎矩圖qlql/4xFS3ql/4(-)(+)(+)(+)xM(-)ql2/4ql2/3211-6圖示懸臂梁，橫截面為矩形，承受載荷F1與F2作用，且F1=2F2=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K40401mF1Cy1mF280Kz30解：(1)畫梁的彎矩