工程力学顾晓勤刘申全练习册习题答案收集资料

1、第一章静力学根底1-1画出以下各图中物体 A,构件AB, BC或ABC的受力图,未标重力的物体的重量 不计,所有接触处均为光滑接触.(d)(f)(g)1-2 试画出图示各题中 AC杆带销钉和 BC杆的受力图(c)1-3画出图中指定物体的受力图.所有摩擦均不计,各物自重除图中已画出的外均不计.(a)(b)(1)AC段梁(21CDR 梁(3)整体(c)(d)3) AB井3 J DA 肝(UCDfr Oft fl(e)C1CD杆(2)AB杆C 3 ) OA Fo第二章平面力系2-1电动机重P=5000N,放在水平梁 AC的中央,如下图.梁的 A端以皎链固定, 另一端以撑杆BC支持,撑杆与水平梁的夹角

2、为 30 .如忽略撑杆与梁的重量,求绞支座A、B处的约束反力.题2-1图、 Fx =0, FBcos30 - Fa cos30 =0、Fy =0, FAsin30FBsin30 -P解得：Fa =1% =P =5000N2-2 物体重P=20kN,用绳子挂在支架的滑轮 B上,绳子的另一端接在绞车 D上,如 图所示.转动绞车,物体便能升起.设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计,杆重不计,A、B、C三处均为皎链连接.当物体处于平衡状态时,求拉杆 AB和支杆BC所受的力.题2-2图B、Fx =0,-Fab -FBCcos30 - Psin 30 =0、, Fy =0, - FBCsin30 - P co

3、s30 -P=0解得:Fab =3.732PFbc =2.732P2-3如下图,输电线 ACB架在两电线杆之间,形成一下垂线,下垂距离 CD=f=1m, 两电线杆间距离 AB=40m.电线ACB段重P=400N,可近视认为沿 AB直线均匀分布,求电 线的中点和两端的拉力.题2-3图以AC段电线为研究对象,三力汇交、 Fx =0,Facos： =Fc,、Fy =0, FAsin ： =Fgtan： =1/10解得：Fa =201 NFc =2000N2-4 图示为一拔桩装置.在木桩的点 A上系一绳,将绳的另一端固定在点 C,在绳的 点B系另一绳BE,将它的另一端固定在点 E.然后在绳的点 D用力

4、向下拉,并使绳 BD段 水平,AB段铅直；DE段与水平线、CB段与铅直线成等角 口 =0.1 rad 弧度当很小时, tan a a.如向下的拉力 f=800 N,求绳AB作用于桩上的拉力.a题2-4图作BD两节点的受力图D节点* Fx =0,FeCO =Fbd,Fy =0,FESina =FB节点： Fx =0,FcSin=Fbd, Fy =0,Fc cos.=Fa联合解得：Fa =100F =80kN2-5在四连杆机构 ABCD的皎链B和C上分别作用有力 F 1和F2 ,机构在图示位置平衡.求平衡时力 F 1和F2的大小间的关系.题2-5图以B、C节点为研究对象,作受力图B节点： Fx1

5、= 0,Fbc cos45 F1 =0C节点：,Fx2 =0,F2COs30+Fbc =0F16解得：=一二-F242-6 匀质杆重 W=100N,两端分别放在与水平面成 30和60倾角的光滑斜面上,求平 衡时这两斜面对杆的约束反力以及杆与水平面间的夹角.题2-6图2-7梁AB上作用一力偶,力偶矩为 情况下,支座 A和B的约束反力.(a)M,梁长为1,梁重不计.求在图 a,b,两三种(b)题2-7图(a) Fa = Fb = -(注意,这里,A与B处约束力为负,表示实际方向与假定方向相反,结果应与你的受力图一致,不同的受力图其结果的表现形式也不同) (b) Fa = Fb2-8 在题图所示结构

6、中二曲杆自重不计,曲杆AB上作用有主动力偶, 其力偶矩为M,试求A和C点处的约束反力.题2-8图作两曲杆的受力图,BC是二力杆,AB只受力偶作用,因此 A、B构成一对力偶.即 Fa = Fb Ma = 0,Mfb a Wfb 3a = M222MF B =4aFa = Fb = Fcx2M4a2-9 在图示结构中,各尺寸如图.求支座 A的约束反力.题2-9图各构件的自重略去不计,在构件BC上作用一力偶矩为M的力偶,B1作受力图2、BC只受力偶作用,力偶只能与力偶平衡FbFcMl3、构件ADb力汇交2Fx =0,-寻 Fa-F/0J2MFal四连杆机构 ABCD中的AB=0.1 m,2-10在图

7、示位置平衡. m1=0.4kN.m,杆重不计,题2-10图CD=0.22m,杆AB及CD上各作用一力偶.求A、D两绞处的约束反力及力偶矩m2o60DAB杆至 M =0,FBlAB sin30= M1CD杆、M = 0,FBlCD sin 75 = M2 , B CD2解得：M2 =1.7kNm2-11滑道摇杆机构受两力偶作用,在图示位置平衡.OOi=OA=0.4m , mi=0.4kN.m,求另一力偶矩 m2.及O、Oi处的约束反力.OB杆和滑块:CD杆 M、M = 0,Fa 0.4 sin60 = M10,Fa3 0.4= M2解得：FA = 1.15kN,M2 = 0.8kNmFO = F

8、O1 = FA = 1.15kN2-12 试求图示各梁支座的约束反力.设力的单位为 的单位为m,分布载荷集度为 kN/m.疔2.MkN,力偶矩的单位为 kN.m,长度D题 2-1220受力分析如图: Ma = 0,20 0.8 0.4 8 Fb 1.6 = 20 2.4 Fy = 0,Fa Fb = 20 0.8 20 解得：Fa = 15kN,FB = 21kN受力分析如图:、M A = 0,3 202 2=Fb 登 320 f fU, Ay BJ3X 220 210 f = f U, Ax Be2FAx = 15.98kN, F xAy=12.33kN,FB=31.95kN在图示a, b两

9、连续梁中, q, M, a,及6 , A, B, C三处的约束反力.2-13不计梁的自重.求各连续梁在(a)题2-13图1作受力图,BC杆受力偶作用Fbcacosu2.对AB杆列平衡方程M , Fx = 0, FAx = Fb sin tan -a、Fy = 0,FAy = bcos -1M a-M A(F) = 0,M A = Fbco a = MM xFAxtanTa2 cos1.以AB为研究对象,列平衡方程1.以BC为研究对象,列平衡方程、 Fx = 0, FBx = FC sin X , BX C Fy = 0,FBy 一 qa FC cos = 0 M B(F) = 0, FC co

10、s2a = 一 qa2Fbx 号 tanF . qaBy2qaFx=0,FAxBxFy = 0,FAyByM B(F) = 0,MAxBxAyByqa tan-qa_qatavqaBy2qa2qaqa2-14 水平梁AB由皎链A和杆BC所支持,如下图.在梁上D处用销子安装半径为P=1800Nr =0.1 m的滑轮.有一跨过滑轮的绳子,其一端水平地系于墙上,另一端悬挂有重的重物.如AD=0.2m, BD=0.2m,单=45,且不计梁、杆、滑轮和绳的重量.求皎链杆BC对梁的约束反力.1. 以滑轮和杆为研究对象,受力分析如图2. 列平衡方程：Fx = 0,FaxJ2Ma(F) = 0,P r FbJ

11、20.6 -P (0.2 r) = 0Fy = 0fFb解得:FAx = 2400 NxFAy = 1200NFb = 848.5N2-15 如下图,三绞拱由两半拱和三个皎链 A, B, C构成,每个半拱重 P=300kN, l=32m, h=10m.求支座 A、B的约束反力.题2-15图以整体为研究对象,由对称性知:Fax = FbxFAy = FBy = P = 300kN以BC半拱为研究对象 Mc =0,P 3 Fbx h = F8ByFBx = FAx = 120kNx x2-16 构架由杆 AB, AC和DG组成,如下图.杆 DG上的销子E可在杆AC的光滑 槽内滑动,不计各杆的重量,

12、在水平杆 DGF的一端作用铅垂力 F.求铅直杆AB上皎链A, D和B所受的力题2-17图解：1.以整体为研究对象Fy = Off - fCyMb(F) = 0,Fcy = FFBy = 0, Fey = FZFx =0,Fbx - Fdx -Fax=0ZFy 二0, FBy 一 FDy 一FAy=0Mb =0, Fdx a FXAx2a =Fax=f解得:Fbx=-fFAy=f3.以AB杆为研究对象,列平衡方程DG杆为研究对象,列平衡方程2.以3 Fx = 0,Fdx Fe =02、2Fy = 0,FDy FeF = 02、2M d (F ) = 0, Fe 云& - F 2a2-17 图示构

13、架中,物体重1200N,由细绳跨过滑轮 E而水平系于墙上,尺寸如下图,不计杆和滑轮的重量.求支承 A和B处的约束反力以及杆 BC的内力Fbc.以整体为研究对象 Fx =0,Fax = P Fy = 0,FAyFb - P = 0 Ma(F) = 0,Fb 4-P (2 r) - P (1.5 - r)=0FAx = 1200N解得:FAy =150NFb =1050N以CDE杆和滑轮为研究对象2 15 Md(F) = 0,Fb -P 1.5=0解得：Fb = -1500N2-18 在图示构架中,各杆单位长度的重量为300N/m,载荷P=10kN, A处为固定端,B, C, D处为绞链.求固定端

14、 A处及B, C为绞链处的约束反力.2-22 均质箱体A的宽度b=1m,高h=2m,重P=200kN,放在倾角8=30的斜面上.箱体与斜面间的摩擦因数 fs=.2.今在箱体的C点系一无重软绳,方向如下图,绳的另一 端绕过滑轮D挂一重物E,BC=a=1.8m.求使箱体处于平衡状态的重物E的重量.2-23 尖劈顶重装置如下图.在B块上受力P的作用.A与B块间的摩擦因数为 fs其他 有滚珠处表示光滑.如不计A和B块的重量,求使系统保持平衡的力F的值.题2-23图以整体为研究对象,显然水平和铅直方向约束力分别为F , P以A滑块为研究对象,分别作出两临界状态的力三角形Fmax = Ptan(:)Fmi

15、n = Ptan()其中P为摩擦角,tan p = fsPtan(： - )土 F & Ptan(:)题2-24图2-25 均质长板AD重P,长为4m,用一短板BC支撑,如下图.假设AC=BC=AB=3m, BC板的自重不计.求 A、B、C处的摩擦角各为多大才能使之保持平衡.题2-25图第三章空间力系3-1 在正方体的顶角 A和B处,分别作用力 Fi和F2,如下图.求此两力在x,y,z轴上的投影和对x, y, z轴的矩.并将图中的力系向点 O简化,用解析式表示主矢、主矩的大小和方向.题3-6图3-7平行力系由五个力组成,力的大小和作用线的位置如下图.图中小正方格的 边长为10mm.求平行力系的

16、合力.题3-7图3-8 求以下各截面重心的位置.1.建立图示坐标系I. = 270 50, yC = 150II .& = 300 30, yC = 0270 50 150270 50 300 30=90yc =X 50(a)题3-8图第五章杆件的内力5-1试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力,并作轴力图.题5-1图5-2试求图示各杆在1-1、2-2截面上的扭矩.并作出各杆的扭矩图.5-3在变速箱中,低速轴的直径比高速轴的大,何故？ 一 PM = 9549,en变速箱中轴传递的扭矩与轴的转速呈反比,低速轴传递的扭矩大,故轴径大.5-4某传动轴,由电机带动,轴的转速n=1000r/mi

17、n (转/分),电机输入的功率P = 20kW ,试求作用在轴上的外力偶矩.P20M e = 95499549 = 1909.8Nmen10005-5某传动轴,转速n =300r/min,轮1为主动轮,输入功率 P = 50kW,轮2、轮3与轮4为从动轮,输出功率分别为 F2=10kW , P3 = P4=20kW.(1) 试画轴的扭矩图,并求轴的最大扭矩；(2) 假设将轮1和轮3的位置对调,轴的最大扭矩变为何值,对轴的受力是否有利.题5-5图Me= 9549 弓=1591.5Nm Me2 = 9549 旦=318.3NmnnMe3 = M e4 = 9549 马=636.6Nm n633I-

18、S J砍饮=1273.2Nmmax318.3954.9T = 954.9Nmmax对调后,最大扭矩变小,故对轴受力有利.5-6图示结构中,设 P、q、a均为,截面 1-1、2-2、3-3无限接近于截面 C或截面D.试求截面1-1、2-2、3-3上的剪力和弯矩.2m =qaP =qaP = 20CN32目3200200C2002002(d)(c)题5-6图5-7设图示各梁上的载荷 P、q、m和尺寸a皆为,1列出梁的剪力方程和弯题5-8图矩方程；2作剪力图和弯矩图;3判定.皿欧和MmaxaUhuill履龙狎 CIH-I-Q 3m/2flM?n/2m./* 3m/2题5-7图题5-7图5-8图示各梁,试利用剪力、弯矩与载荷集度间的关系画剪力图与弯矩图.题5-8图(e)710qqqawmn5-9梁的弯矩图