工程力學(xué)習(xí)題冊答案

第一章靜力學(xué)基礎(chǔ)

一、是非判斷題

2.53,

2.6力偶矩代數(shù)值相等（力偶矩的大小相等，轉(zhuǎn)向相同）

三、選擇題

3.1(c)03.2A。3.3D3.4D3.5A。3.6B。3.7C

3.8

四、計(jì)算題

M0(Fj)=-2.572KNmmMo(^)=2573-15=28.3KNmm

%(E)=T80KN，mm

()

4.2M,K=OMy(F[)=-50N-m%(1)=0

M(￡)=-25歷VMM、.(E)=—25^Nm此(￡)=2奶Mm

M函)=25瓜.m%(4)=-25&M/n腿位)=25/W〃?

五、受力圖

5.1F=20kN

q=2kN/mM=8kN,m

R

5.3

第二章力系的簡化

一、是非判斷題

1.1(X)1.2(V)1.2(X)

二、填空題

2.1平衡。

2.2分布載荷圖形的面積，合力矩定理，分布載荷圖形的形心?

2.3平行力系合力的作用點(diǎn)；物體合重力的作用點(diǎn)；物體的幾何中心。

三、計(jì)算題

解：由(2.10)式：工*=_?=340.98&N=---=587.13W

=+(Z丫產(chǎn)=678.96kN

呈=0.502cos/?==0.865

FR7r

。江/由)=3=4600.5SkN-cm

FR=678.96kN

由(2.14)式:

y10.12mm

yc=6.08mm

第三章力系的平衡方程及其應(yīng)用

一、是非判斷題

1.1(V);1.2(X)；1.3(V):1.4(X)；1.5(X):1.6(V)

二、填空題

2.1力偶矩的代數(shù)值相等；0

2.2力多邊形自行封閉：Zx=02丫=°。

2.3-X=0=OE%=O，A、B的連線不垂直x軸。

2.4＜憶=0Z"”(),A、B、C三點(diǎn)不共線_____________o

2.5(a)、(b)、(c)、(d)?

三、計(jì)算題

解：取鍛錘為研究對象

I?力偶只能用力偶平衡，...尸A=屬

2知=。F-e—FA-h-0

Fe100x20

=10kN

h~200-

方向如圖。

7=196.6左N

工=47.540V

m=90.12AN

3.3

AOYFFXA=。匕=-3ZN(J)

X=A=2-]

MA=M+2aF2-3aF]YB=24.6kN

,,■

t

A/_F

Xi

五一5

2A/33FM

心=看（2耳+用）Y

B22a

3.4

解：取CD為研究對象

ZX=0Xc=0

ZMc=°Y0=l5kN

Zy=0Yc=5kN

取ABC為研究對象

ZX=0XA=X'c=Xc=0

Z*=0%=_15&N

y=o右=40加

3.5

解：取EBCD為研究對象

Z%=0gxl+弓對16cpx2-[x25=0

1

飛(2.5片-6)=6.64ZN

...桿AC受壓

XX=0XB+/^CCOS60°=0

=>XS=一E\ccos60°=-3.32AN(<-)

2丫=0^-^+^8^60°-/]=0

E=>《=￡+《—6.64><與=0.25%Mt)

解：取整體為研究對象，設(shè)滑輪E的半徑為r。

2加A=04匕—(2+r)P—(1.5—r)P=0

n七=；(2P+I.5P)=10.5ZN〕)

Zx=0XA-P=Q=>XA=P=\2kN(^)

r=0YA-P+YB=O=>M=P-匕=I.5%N(T)

取CE桿、滑輪E和重物為研究對象。

Z歷。=0l.51.cosa-rP-(l.5-r)P=0

=>1.5/^882-1.5。=。(a)

22

cosa=—7='=——

A/22+1.522.5

廠P2.5P…

F=-------=--------=\5kN

rcosa2

桿BC的內(nèi)力為壓力等于15kNo

3.7

解：取AB桿為研究對象。

Z%=。

2rcos30°七—2.5rcos60°P-5rQ=0

=FE=+5。)=H25N

取圓柱為研究對象:

=1=卡舊1125N

vT=1125N>1000N

繩子會斷。

解：取傳動軸為研究對象。

???傳動軸繞y軸勻速轉(zhuǎn)動

VMv=0F^-cosa-M=0

2

廠2M2x1030sc…

F=------------=---------------------=12.67kN

■dcosa0.173cos20°

r0.22Fsin20°……小

2X=°0.22Fsin<z+0.342=0ok=以79W)

=>XB=822Aos2()"=766AN

0.22Fcosa-0.342Xfi=0

"0.342

Zx=oXA-Fcosa+XB=0=XA=Feos20°-Xp=4.25々N

Xz=0

ZA+Fsma+ZB=0=Z.=-Fsin20°-ZB=_15UN(J)

第四章材料力學(xué)的基本假設(shè)和基本概念

一、是非判斷題

1.1(V)1.2(V)X)1.4(X)1.5(V)

1.6(V)1.7(V)1.8(X)

二、填空題

2.1強(qiáng)度剛度

2.2強(qiáng)度，_剛度穩(wěn)定性。

2.3連續(xù)性，均勻性，各向同性。

2.4連續(xù)性假設(shè)。應(yīng)力、應(yīng)變變形等。

2.5拉伸壓縮彎曲。

2.6彎曲剪切壓彎組合。

2.7y—2a；y=a-0；v=0o

第五章軸向拉壓的應(yīng)力與變形

一、是非判斷題

1.1(X)1.2(X)1.3(X)1.4(X)1.5(X)

1.6(X)1.7(X)1.7(X)

二、填空題

2.1外力合力的作用線與桿軸向重合；桿沿軸線方向伸長或縮短

2.2產(chǎn)生拉伸變形的軸力為正；反之為負(fù)。

2.3橫，。=八/4:45。斜,"2

2.4(1)校核；(2)設(shè)計(jì)界面尺寸：(3)確定許可載荷。

2.52,OW。。。

2.6大于1的.,小。

三、選擇題

3.1D?3.2_B_o3.3_B_<,3.4_B_?3.5_D_°3.6_B_?3.7A。

a

60kN

20kN

3

FN"1_-20x10

-100MPa

A-i200xIO"

尸N2-2-10x103

CT,2=—33.3MPa

&-2300x106

尸N3—310xIO3

a3-3一25MPa

43-3-400x106"

4.4

A，AD=△，AB+A，BC+A，co

1/F

一FNAB+/NBC*I+F1

3EA3EA3EA

Fl

'3EA

=-100kNFNBC=-i00-l60=-260kN

===TOOx。

260kN

一一緲xp5M&

200x200x10F

=-2.5x1。"^=^-=-6.5x10-

4

(4)△I=AC+\"c~^AC^AC+^BJBC=-1.35x10(m)

???斜桿AB滿足強(qiáng)度條件

解：1）為使桿件承受最大拉力，應(yīng)使膠合面上的。

和T同時(shí)達(dá)到它們的許用應(yīng)力，即：

=ysin2a=[r]

由(5.3)和(5.4)式得:oa-acos'a=[cr]

2cos2a|cr]一cosa仁

=-----------=*=2=>--------=ctsa=2=>a=26.57°

sin2a[r]sina

2)求許可載荷：

由：a?-crcos2a--cos2a<[cr]

°AL」

■?A64

100X10X4X10-n取

=>F<-)=50kN[F]=5(UN

cos-a(cos26.570)2

4.8

2

2

查表(P367)AB桿選等邊角鋼lOOXiOOXIOmm：AAB=19.261cm

=60MPa

第六章材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能

一、是非判斷題

1.1(V)1.2(X)1.3(X)

二、填空題

2.16/____，b，c。

2.2彈性、屈服、強(qiáng)(硬)化、縮頸，

CTp,。e,CFs,Ob_______o

2.3延伸率J、斷面收縮率w。

2.4拉斷后的標(biāo)距長度o

2.5d<5%為脆性材料；L25%為塑性材料。

2.6延伸率d-延伸率<5過小o

2.7CTS((JO.2)；。b。

2.82=。/(￡1-￡2)。

2.9標(biāo)出圖示應(yīng)力一應(yīng)變曲線上。點(diǎn)的

彈性應(yīng)變5,塑性應(yīng)變與，及材料的延伸率演

2.102=23%,(//=59%

2.11規(guī)定產(chǎn)生0.2%的塑性應(yīng)變時(shí)對應(yīng)的應(yīng)力值來。

2.1245°,最大切。

三、選擇題

3.1B。

3.2JB_o

3.3

A.3、一^①塑性材料的強(qiáng)度指標(biāo)

②脆性材料的強(qiáng)度指標(biāo)

C.八一③剛度指標(biāo)

D.塑性指標(biāo)

3.4D,

四、計(jì)算題

△I5x10-2

2=5x10-4

4」解：?.，△/=——=---=5x10mm-

K500V100

9

cr=E￡=200x10x5x10^=100MPa<ap=200MPa-.(7=100MPa正確

?,"V、s6^(10x10-3)27Tx104__,

R,=oA=100xio6x-.........=------=7.8o5kN

44

第七章剪切

一、是非判斷題

1.1(X)；1.2(V)

二、填空題

2.1許用應(yīng)力的確定（P143）。2.2A,Abs的確定。2.3T=2F/W>公、=F/dti。

2.4d/2=4[T]/[。]。2.5A-hb,r=F/hb；Az=cb,儂=F/cb。

2.6A=lb,T=F/2lb；Abs=5b,%=F/26b。

三'計(jì)算題

3.1試校核圖示連接銷釘?shù)募羟袕?qiáng)度。已知尸=500kN,銷釘直徑d=30mm,材料的許用

切應(yīng)力⑶=60MPa。若強(qiáng)度不夠，應(yīng)改用多大直徑的銷釘?

F/22F

解:353.67MPa>[v]=60MPa

A萬d2/47id2

???銷釘強(qiáng)度不夠

由,：7=2/尸,用「i

2x50°xlO=0.0728M=72.8mm

Id>

7X60X106

?。篸=73mm

解：假想沿n-n面切開，作左

視圖。由對稱性可知，每個(gè)螺

栓所受的切力相等，設(shè)為

ZMo=O々xgx4-m=o

「m200i

nA=---=-------=125kN

s2D02x0.08

F4「4x1250rr

T=U=f=—=15.92MP。<r=60MPa：.螺栓滿足強(qiáng)度條件

A7id-^-xO.Or

3.3

解：由(7.1)式:

A7iDS

'：當(dāng)壓力機(jī)的壓力F(=Fs)達(dá)到最大許可壓力

F=630kN時(shí)，剪切面上的切應(yīng)力T也達(dá)到了剪

切極限應(yīng)力即：Fs

T=——=r?

JID8U

630x1()3

=50.12xl0-3/n=50.13mm

x0.02x200xlO6

p4F「「

由擠壓強(qiáng)度：%=才=而中介」

=>￡)>-4^1+/=J好°*1。+0.0232=0.0282m=28.2加，〃；取：0=29/〃加

V4cr.1V?rx240xl06

第八章桿件的扭轉(zhuǎn)

一、是非判斷題

1.1(X)；1.2(X)；13(X)；1.4(X)；1.5(X)；1.6(X)

二、填空題

2.11/8,1/16?2.2相等，不同。2.31.等直圓軸；2.T皿WT丁。

2.4空心軸＞實(shí)心軸；相同。2.5_扭轉(zhuǎn)剛度一;抵抗扭轉(zhuǎn)變形的、2.6_大一,大。

2.7C,D輪位置對調(diào)。

2.8T

題2.8圖

三、選擇題

3.1Do3.2_D_o3.3A,B?3.4A,C-

四、計(jì)算題

4.1試畫出下列各軸的扭矩圖。

2m3.5m\m0.5/7?

0.5m

(-)

6kN-m

2m

2kN-m

4.2

_TAB-1AB_32xl4xlO3xl

-94

GIp79X10X^-X0.1

=1.805xICT?叔=1.034°

3

TAC-lAC32x14x10x1.5

94

GIp-79X10X^-X0.1

T16T=2.708x1CT?=1.551°

7a=71.3MPa

T16x1765

r=——HC—=---------=47.7MPa

叱sc乃x0.053

rmax-rmaxSC_47.1MPa

作用在BC段內(nèi)任一截面的周邊各點(diǎn)

BTBJBC

(3)(PAC=(PAB+(PBC=MAB+BeBe

GlpGI「

2936x00x321765x0.5x32

80.4X109X^-X0.074+80.4x109xx0.054

解：（1）畫扭矩圖：=2936N-m

T

,AB16x2936=0.01085+0.01789=0.0287md=1.64°

⑵TmaxAH=43.6MPa

wtAB萬xOg

解：設(shè)3個(gè)輪上的扭力矩分別為Mi,M2,M3。

IId

I42

F