综合项目工程力学静力学与材料力学课后习题.doc

BAOW(a)BAOWF(b)OW(c)A1-1试画出如下各题中圆柱或圆盘受力图。与其他物体接触处摩擦力均略去。AOW(d)BAOW(e)B1-2 试画出如下各题中AB杆受力图。AWCB(c) D(a)AWCEB(b)AWCDBABF(d)CABW(e)C1-3 试画出如下各题中AB梁受力图。AWCB(a) WABCD(c) ABFqD(b) CCABFWDADB(d) ABFq(e) 1-4 试画出如下各题中指定物体受力图。(a) 拱ABCD；(b) 半拱AB某些；(c) 踏板AB；(d) 杠杆AB；(e) 方板ABCD；(f) 节点B。ABF(a) DCWAF(b) DB(c) FABDDABF(d) CDWABCD(e) WABC(f) 1-5 试画出如下各题中指定物体受力图。(a) 结点A，结点B；(b) 圆柱A和B及整体；(c) 半拱AB，半拱BC及整体；(d) 杠杆AB，切刀CEF及整体；(e) 秤杆AB，秤盘架BCD及整体。ABPP(b) ABW(a) FDABCEF(d) WABCCDOG(e) (c) BCW1W2FACcABF2F14330o2-2 杆AC、BC在C处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F1和F2作用在销钉C上，F1=445 N，F2=535 N，不计杆重，试求两杆所受力。2-3 水平力F作用在刚架B点，如图所示。如不计刚架重量，试求支座A和D 处约束力。DAa2aCBAB45oF45oC2-4 在简支梁AB中点C作用一种倾斜45o力F，力大小等于20KN，如图所示。若梁自重不计，试求两支座约束力。EDCABF64862-6 如图所示构造由两弯杆ABC和DE构成。构件重量不计，图中长度单位为cm。已知F=200 N，试求支座A和E约束力。DCAB60o30o45o90oF1F22-7 在四连杆机构ABCD铰链B和C上分别作用有力F1和F2，机构在图示位置平衡。试求平衡时力F1和F2大小之间关系。zDCBAO45o45o60oyxFFADFACFAB2-9 三根不计重量杆AB，AC，AD在A点用铰链连接，各杆与水平面夹角分别为450，450和600，如图所示。试求在与OD平行力F作用下，各杆所受力。已知F=0.6 kN。3-1 已知梁AB上作用一力偶，力偶矩为M，梁长为l，梁重不计。求在图a，b，c三种状况下，支座A和B约束力l/2ABl(c)Ml/3ABl(b)Ml/2ABl(a)MCABa3aM2aa3-2 在题图所示构造中二曲杆自重不计，曲杆AB上作用有积极力偶，其力偶矩为M，试求A和C点处约束力。3-3 齿轮箱两个轴上作用力偶如题图所示，它们力偶矩M2M1AB50FBFA大小分别为M1=500 Nm，M2 =125 Nm。求两螺栓处铅垂约束力。图中长度单位为cm。OACBM2M130o3-5 四连杆机构在图示位置平衡。已知OA=60cm，BC=40cm，作用BC上力偶力偶矩大小为M2=1N.m，试求作用在OA上力偶力偶矩大小M1和AB所受力FAB所受力。各杆重量不计。BzyxAOF1F2F2F1O1O2FBzFAzFAxFBx3-7 O1和O 2圆盘与水平轴AB固连，O1盘垂直z轴，O2盘垂直x轴，盘面上分别作用力偶（F1，F1），（F2，F2）如题图所示。如两半径为r=20 cm，F1 =3 N，F2 =5 N,AB=80 cm,不计构件自重，试计算轴承A和B约束力。3-8 在图示构造中，各构件自重都不计，在构件BC上作用一力偶矩为M力偶，各尺寸如图。求支座A约束力。AM2BCDllllABCD0.80.80.40.50.40.72(b)ABC12q =2(c)M=330oABCD0.80.80.8200.8M=8q=20(e)4-1 试求题4-1图所示各梁支座约束力。设力单位为kN，力偶矩单位为kNm，长度单位为m，分布载荷集度为kN/m。(提示：计算非均布载荷投影和与力矩和时需应用积分)。4-5 AB梁一端砌在墙内，在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物D，设重物重量为G，又AB长为b，斜绳与铅垂线成a角，求固定端ABaCDb约束力。WBFE5m1m1mAPCOD4-7 练钢炉送料机由跑车A和可移动桥B构成。跑车可沿桥上轨道运动，两轮间距离为2 m，跑车与操作架、平臂OC以及料斗C相连，料斗每次装载物料重W=15 kN，平臂长OC=5 m。设跑车A，操作架D和所有附件总重为P。作用于操作架轴线，问P至少应多大才干使料斗在满载时跑车不致翻倒？ADaCPallhCEBaC4-13 活动梯子置于光滑水平面上，并在铅垂面内，梯子两某些AC和AB各重为Q，重心在A点，彼此用铰链A和绳子DE连接。一人重为P立于F处，试求绳子DE拉力和B、C两点约束力。ABCDFFQ15o45o4-15 在齿条送料机构中杠杆AB=500 mm，AC=100 mm，齿条受到水平阻力FQ作用。已知Q=5000 N，各零件自重不计，试求移动齿条时在点B作用力F是多少？ABCDaMqaaa4-16 由AC和CD构成复合梁通过铰链C连接，它支承和受力如题4-16图所示。已知均布载荷集度q=10 kN/m，力偶M=40 kNm，a=2 m，不计梁重，试求支座A、B、D约束力和铰链C所受力。4-17 刚架ABC和刚架CD通过铰链C连接，并与地面通过铰链A、B、D连接，如题4-17图所示，载荷如图，试求刚架支座约束力(尺寸单位为m，力单位为 kN，载荷集度单位为 kN/m)。ABCD3F=100q=10(a)33411ABCD3F=50q=10(b)336ABW1.5mCDE1.5m2m2m4-18 由杆AB、BC和CE构成支架和滑轮E支持着物体。物体重12 kN。D处亦为铰链连接，尺寸如题4-18图所示。试求固定铰链支座A和滚动铰链支座B约束力以及杆BC所受力。ABW600CDE8003004-19 起重构架如题4-19图所示，尺寸单位为mm。滑轮直径d=200 mm，钢丝绳倾斜某些平行于杆BE。吊起载荷W=10 kN，其他重量不计，求固定铰链支座A、B约束力。ABCDEFF45o4-20 AB、AC、DE三杆连接如题4-20图所示。DE杆上有一插销F套在AC杆导槽内。求在水平杆DEE端有一铅垂力F作用时，AB杆上所受力。设AD=DB，DF=FE，BC=DE，所有杆重均不计。ABCDEMxyzabh5-4 一重量W=1000 N匀质薄板用止推轴承A、径向轴承B和绳索CE支持在水平面上，可以绕水平轴AB转动，今在板上作用一力偶，其力偶矩为M，并设薄板平衡。已知a=3 m，b=4 m，h=5 m，M= Nm，试求绳子拉力和轴承A、B约束力。5-5 作用于半径为120 mm齿轮上啮合力F推动皮带绕水平轴AB作匀速转动。已知皮带紧边拉力为200 N，松边拉力为100 N，尺寸如题5-5图所示。试求力F大小以及轴承A、B约束力。(尺寸单位mm)。ABCDF100100150160200N100N20oABCD11.220o22xyzdFEMzxME20oF5-6 某传动轴以A、B两轴承支承，圆柱直齿轮节圆直径d=17.3 cm，压力角a=20o。在法兰盘上作用一力偶矩M=1030 Nm力偶，如轮轴自重和摩擦不计，求传动轴匀速转动时啮合力F及A、B轴承约束力(图中尺寸单位为cm)。6-9 已知物体重W=100 N，斜面倾角为30o(题6-9图a，tan30o=0.577)，物块与斜面间摩擦因数为fs=0.38，fs=0.37，求物块与斜面间摩擦力？并问物体在斜面上是静止、下滑还是上滑？如果使物块沿斜面向上运动，求施加于物块并与斜面平行力F至少应为多大？W(a)aW(b)aFF30oABC6-10 重500 N物体A置于重400 N物体B上，B又置于水平面C上如题图所示。已知fAB=0.3，fBC=0.2，今在A上作用一与水平面成30o力F。问当F力逐渐加大时，是A先动呢？还是A、B一起滑动？如果B物体重为200 N，状况又如何？PABCqlPABCqminlDjfjfFRFB6-11 均质梯长为l，重为P，B端靠在光滑铅直墙上，如图所示，已知梯与地面静摩擦因数fsA，求平衡时q=？M45o45o6-13 如图所示，欲转动一置于V槽型中棒料，需作用一力偶，力偶矩M=1500 Ncm，已知棒料重G=400 N，直径D=25 cm。试求棒料与V型槽之间摩擦因数fs。WFBGED25cm3cm3cmbA6-15 砖夹宽度为25 cm，曲杆AGB与GCED在G点铰接。砖重量为W，提砖合力F作用在砖对称中心线上，尺寸如图所示。如砖夹与砖之间摩擦因数fs=0.5，试问b应为多大才干把砖夹起(b是G点到砖块上所受正压力作用线垂直距离)。x2005050150y(a)yx801201010(b)6-18 试求图示两平面图形形心C位置。图中尺寸单位为mm。200100160xy(a)CO1003030604020yxC(b)6-19试求图示平面图形形心位置。尺寸单位为mm。8-1 试求图示各杆轴力，并指出轴力最大值。F2F(b)FF(a)(d)2kN1kN2kN(c)2kN3kN3kN8-2 试画出8-1所示各杆轴力图。8-5 图示阶梯形圆截面杆，承受轴向载荷F1=50 kN与F2作用，AB与BC段直径分别为d1=20 mm和d2=30 mm ，如欲使AB与BC段横截面上正应力相似，试求载荷F2之值。BAF1F2C21218-6 题8-5图所示圆截面杆，已知载荷F1=200 kN，F2=100 kN，AB段直径d1=40 mm，如欲使AB与BC段横截面上正应力相似，试求BC段直径。8-7 图示木杆，承受轴向载荷F=10 kN作用，杆横截面面积A=1000 mm2，粘接面方位角= 450，试计算该截面上正应力与切应力，并画出应力方向。FFn粘接面8-14 图示桁架，杆1与杆2横截面均为圆形，直径分别为d1=30 mm与d2=20 mm，两杆材料相似，许用应力=160 MPa。该桁架在节点A处承受铅直方向载荷F=80 kN作用，试校核桁架强度。FABC300450128-15 图示桁架，杆1为圆截面钢杆，杆2为方截面木杆，在节点A处承受铅直方向载荷F作用，试拟定钢杆直径d与木杆截面边宽b。已知载荷F=50 kN，钢许用应力S =160 MPa，木许用应力W =10 MPa。FABCl450128-16 题8-14所述桁架，试定载荷F许用值F。8-18 图示阶梯形杆AC，F=10 kN，l1= l2=400 mm，A1=2A2=100 mm2，E=200GPa，试计算杆AC轴向变形l。2FFFl1l2ACB8-22 图示桁架，杆1与杆2横截面面积与材料均相似，在节点A处承受载荷F作用。从实验中测得杆1与杆2纵向正应变分别为1=4.010-4与2=2.010-4，试拟定载荷F及其方位角之值。已知：A1=A2=200 mm2，E1=E2=200 GPa。FABC30030012128-23 题8-15所述桁架，若杆AB与AC横截面面积分别为A1=400 mm2与A2=8000 mm2，杆AB长度l=1.5 m，钢与木弹性模量分别为ES=200 GPa、EW=10 GPa。试计算节点A水平与铅直位移。8-26 图示两端固定等截面直杆，横截面面积为A，承受轴向载荷F作用，试计算杆内横截面上最大拉应力与最大压应力。l/3FD(b)FABCl/3l/38-27 图示构造，梁BD为刚体，杆1与杆2用同一种材料制成，横截面面积均为A=300 mm2，许用应力=160 MPa，载荷F=50 kN，试校核杆强度。FDBCla12aF1000C3001238-30 图示桁架，杆1、杆2与个杆3分别用铸铁、铜与钢制成，许用应力分别为1 =80 MPa，2 =60 MPa，3 =120 MPa，弹性模量分别为E1=160 GPa，E2=100 GPa，E3=200 GPa。若载荷F=160 kN，A1=A2 =2A3，试拟定各杆横截面面积。8-31 图示木榫接头，F=50 kN，试求接头剪切与挤压应力。FF10010010040FF1008-32 图示摇臂，承受载荷F1与F2作用，试拟定轴销B直径d。已知载荷F1=50 kN，F2=35.4 kN，许用切应力 =100 MPa，许用挤压应力bs =240 MPa。450450BACF1F28040DDFBD-Dd66108-33 图示接头，承受轴向载荷F作用，试校核接头强度。已知：载荷F=80 kN，板宽b=80 mm，板厚=10 mm，铆钉直径d=16 mm，许用应力=160 MPa，许用切应力 =120 MPa，许用挤压应力bs =340 MPa。板件与铆钉材料相等。FFFFbd9-1 试求图示各轴扭矩，并指出最大扭矩值。M2M(b)aaMM(a)aa1kNm(d)3003003002kNm3kNm2kNm(c)5005005001kNm1kNm2kNm9-2 试画题9-1所示各轴扭矩图。解：9-4 某传动轴，转速n=300 r/min(转/分），轮1为积极轮，输入功率P1=50 kW，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为P2=10 kW，P3=P4=20 kW。(1) 试画轴扭矩图，并求轴最大扭矩。(2) 若将轮1与论3位置对调，轴最大扭矩变为什么值，对轴受力与否有利。8008008001432P4P3P2P19-8 图示空心圆截面轴，外径D=40 mm，内径d=20 mm，扭矩T=1 kNm，试计算A点处(A=15 mm)扭转切应力A，以及横截面上最大与最小扭转切应力。AA9-18 题9-16所述轴，若扭力偶矩M=1 kNm，许用切应力 =80 MPa，单位长度许用扭转角=0.5 0/m，切变模量G=80 GPa，试拟定轴径。Ma2aACB9-19 图示两端固定圆截面轴，直径为d，材料切变模量为G，截面B转角为B，试求所加扭力偶矩M之值。10-1 试计算图示各梁指定截面（标有细线者）剪力与弯矩。ACBl/2l/2(a)FAMe(b)BCl/2l/2aBCAb(c)FqACBl/2l/2(d)qABl(d)ql/410-2.试建立图示各梁剪力与弯矩方程,并画剪力与弯矩图。l/2BCA(c)Fl/210-3 图示简支梁，载荷F可按四种方式作用于梁上，试分别画弯矩图，并从强度方面考虑，指出何种加载方式最佳。l/3BA(b)F/2l/3l/3F/2l/2BA(a)Fl/2l/5l/5l/5BA(d)F/4F/4l/5F/4l/5F/4l/4BA(c)F/3l/4l/4F/3l/4F/310-5 图示各梁，试运用剪力、弯矩与载荷集度关系画剪力与弯矩图。l/2l/2FlF(a)ABqABl/2l/2(b)qlA(d)Bl/2l/2qql2A(c)Bl/2l/2qql/3A(f)Bl/3ql/3A(e)Bl/4l/2ql/411-6 图示悬臂梁，横截面为矩形，承受载荷F1与F2作用，且F1=2F2=5 kN，试计算梁内最大弯曲正应力，及该应力所在截面上K点处弯曲正应力。401mF1Cy1mF280Kz3011-7 图示梁，由No22槽钢制成，弯矩M=80 N.m，并位于纵向对称面（即x-y平面）内。试求梁内最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。MMyzy0bC11-8 图示简支梁，由No28工字钢制成，在集度为q均布载荷作用下，测得横截面C底边纵向正应变=3.010-4，试计算梁内最大弯曲正应力，已知钢弹性模量E=200 Gpa，a=1 m。ABaaqCRARB11-14 图示槽形截面悬臂梁，F=10 kN，Me=70 kNm，许用拉应力+=35 MPa，许用压应力-=120 MPa，试校核梁强度。y1003mF3mMe252550200zCCA可见梁内最大拉应力超过许用拉应力，梁不安全。11-15 图示矩形截面钢梁，承受集中载荷F与集度为q均布载荷作用，试拟定截面尺寸b。已知载荷F=10 kN，q=5 N/mm，许用应力 =160 Mpa。1mmBAqF1mm1mmb2bRARB11-17 图示外伸梁，承受载荷F作用。已知载荷F=20KN，许用应力=160 Mpa，试选取工字钢型号。BAF4mm1mmRARB11-20 当载荷F直接作用在简支梁AB跨度中点时，梁内最大弯曲正应力超过许用应力30%。为了消除此种过载，配备一辅助梁CD，试求辅助梁最小长度a。a/2ma/2mBAF3mmRARB3mmCD11-22 图示悬臂梁,承受载荷F1与F2作用，已知F1=800 N，F2=1.6 kN，l=1 m，许用应力 =160 MPa,试分别在下列两种状况下拟定截面尺寸。(1) 截面为矩形，h=2b；(2) 截面为圆形。lF2lF1bhdxyz11-25 图示矩形截面钢杆，用应变片测得其上、下表面轴向正应变分别为a=1.010-3与b=0.410-3，材料弹性模量E=210Gpa。试绘横截面上正应力分布图。并求拉力F及偏心距e数值。Fa525bFe11-27 图示板件，载荷F=12 kN，许用应力 =100 MPa，试求板边切口容许深度x。（=5 mm）FF2020xe15-3 图示两端球形铰支细长压杆，弹性模量E200Gpa，试用欧拉公式计算其临界载荷。bFdlhzyyz(1) 圆形截面，d=25 mm，l=1.0 m；(2) 矩形截面，h2b40 mm，l1.0 m；(3) No16工字钢，l2.0 m。aFABC1260o15-8 图示桁架，由两根弯曲刚度EI相似等截面细长压杆组成。，设载荷F与杆AB轴线夹角为q，且0qp/2，试求载荷F极限值。15-9 图示矩形截面压杆，有三种支持方式。杆长l300 mm，截面宽度b20 mm，高度h12 mm，弹性模量E70 GPa，p50，030，中柔度杆临界应力公式为cr382 MPa (2.18 MPa) 试计算它们临界载荷，并进行比较。(b)0l(c)lFl(a)AAA-AhbzyFF15-10 图示压杆，截面有四种形式。但其面积均为A3.210 mm2， 试计算它们临界载荷，并进行比较。材料力学性质见上题。D(d)b3m(a)2b(c)da(b)0.7DFazyzy15-12 图示压杆，横截面为bh矩形， 试从稳定性方面考虑，拟定h/b最佳值。当压杆在xz平面内失稳时，可取y0.7。 xyxzhlb