工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))課后習(xí)題

1、BAOW(a)BAOWF(b)OW(c)A11試畫出以下各題中圓柱或圓盤的受力圖.與其它物體接觸處的摩擦力均略去。AOW(d)BAOW(e)B1-2試畫出以下各題中AB桿的受力圖。AWCB(c) D(a)AWCEB(b)AWCDBABF(d)CABW(e)C13試畫出以下各題中AB梁的受力圖.AWCB(a) WABCD(c) ABFqD(b) CCABFWDADB(d) ABFq(e) 14 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.ABF(a) DCWAF(b) DB(c) FABDD

2、ABF(d) CDWABCD(e) WABC(f) 1-5 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.ABPP(b) ABW(a) FDABCEF(d) WABCCDOG(e) (c) BCW1W2FACcABF2F14330o2-2 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,F1=445N,F2=535N,不計(jì)桿重，試求兩桿所受的力。2-3 水平力F作用在剛架的B點(diǎn)，如圖所示.如不計(jì)剛架重量，試求支座A和D

3、 處的約束力。DAa2aCBAB45oF45oC24 在簡(jiǎn)支梁AB的中點(diǎn)C作用一個(gè)傾斜45o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。EDCABF64862-6 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。DCAB60o30o45o90oF1F227 在四連桿機(jī)構(gòu)ABCD的鉸鏈B和C上分別作用有力F1和F2，機(jī)構(gòu)在圖示位置平衡.試求平衡時(shí)力F1和F2的大小之間的關(guān)系.zDCBAO45o45o60oyxFFADFACFAB2-9 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

4、的夾角分別為450，,450和600，如圖所示.試求在與OD平行的力F作用下,各桿所受的力。已知F=0。6kN。31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/2ABl(c)Ml/3ABl(b)Ml/2ABl(a)MCABa3aM2aa32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。33 齒輪箱的兩個(gè)軸上作用的力偶如題圖所示,它們的力偶矩的M2M1AB50FBFA大小分別為M1=500Nm，M2 =125Nm。求兩螺栓處的鉛垂約束力.圖中長(zhǎng)度單位為cm。OACBM2M130o35

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M2=1N。m，試求作用在OA上力偶的力偶矩大小M1和AB所受的力FAB所受的力。各桿重量不計(jì).BzyxAOF1F2F2F1O1O2FBzFAzFAxFBx37O1和O2圓盤與水平軸AB固連,O1盤垂直z軸,O2盤垂直x軸，盤面上分別作用力偶（F1，F(xiàn)1），（F2，F(xiàn)'2）如題圖所示。如兩半徑為r=20cm, F1 =3N， F2 =5N，AB=80cm，不計(jì)構(gòu)件自重，試計(jì)算軸承A和B的約束力.3-8 在圖示結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件的自重都不計(jì)，在構(gòu)件BC上作用一力偶矩為M的力偶，各尺寸如圖。求支座A的約

6、束力。AM2BCDllllABCD0.80.80.40.50.40.72(b)ABC12q =2(c)M=330oABCD0.80.80.8200.8M=8q=20(e)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)用積分）。45 AB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a角，求固定端ABaCDb的約束力。WBFE5m1m1mAPCOD4-7 練鋼爐的送料機(jī)由跑車A和可移動(dòng)的橋B組成。跑車可沿橋上的軌道

7、運(yùn)動(dòng)，兩輪間距離為2 m,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=15 kN，平臂長(zhǎng)OC=5 m.設(shè)跑車A，操作架D和所有附件總重為P。作用于操作架的軸線，問(wèn)P至少應(yīng)多大才能使料斗在滿載時(shí)跑車不致翻倒？ADaCPallhCEBaC4-13 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.ABCDFFQ15o45o4-15 在齒條送料機(jī)構(gòu)中杠桿AB=500 mm，AC=100 mm，齒條受到水平阻力FQ的作用。已知Q=5000 N,各零件自重不計(jì),試求移動(dòng)

8、齒條時(shí)在點(diǎn)B的作用力F是多少?ABCDaMqaaa416 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416圖所示。已知均布載荷集度q=10 kN/m，力偶M=40 kN×m，a=2 m，不計(jì)梁重，試求支座A、B、D的約束力和鉸鏈C所受的力。417 剛架ABC和剛架CD通過(guò)鉸鏈C連接，并與地面通過(guò)鉸鏈A、B、D連接，如題417圖所示，載荷如圖,試求剛架的支座約束力（尺寸單位為m，力的單位為 kN，載荷集度單位為 kN/m）.ABCD3F=100q=10(a)33411ABCD3F=50q=10(b)336ABW1.5mCDE1.5m2m2m418 由桿AB、BC和CE組

9、成的支架和滑輪E支持著物體。物體重12 kN。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BC所受的力。ABW600CDE8003004-19 起重構(gòu)架如題4-19圖所示，尺寸單位為mm?；喼睆絛=200 mm，鋼絲繩的傾斜部分平行于桿BE。吊起的載荷W=10 kN，其它重量不計(jì)，求固定鉸鏈支座A、B的約束力。ABCDEFF45o4-20 AB、AC、DE三桿連接如題420圖所示。DE桿上有一插銷F套在AC桿的導(dǎo)槽內(nèi)。求在水平桿DE的E端有一鉛垂力F作用時(shí),AB桿上所受的力。設(shè)AD=DB，DF=FE,BC=DE，所有桿重均不計(jì).ABCDEMxyz

10、abh54 一重量W=1000 N的勻質(zhì)薄板用止推軸承A、徑向軸承B和繩索CE支持在水平面上，可以繞水平軸AB轉(zhuǎn)動(dòng)，今在板上作用一力偶,其力偶矩為M，并設(shè)薄板平衡.已知a=3 m,b=4 m，h=5 m，M=2000 N×m,試求繩子的拉力和軸承A、B約束力。55 作用于半徑為120 mm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200 N，松邊拉力為100 N,尺寸如題55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）。ABCDF100100150160200N100N20oABCD11.220o22xyzdFEMzxME20oF5-6 某

11、傳動(dòng)軸以A、B兩軸承支承,圓柱直齒輪的節(jié)圓直徑d=17.3 cm，壓力角a=20o。在法蘭盤上作用一力偶矩M=1030 N×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）.69 已知物體重W=100 N，斜面傾角為30o（題69圖a,tan30o=0。577），物塊與斜面間摩擦因數(shù)為fs=0.38，f's=0.37,求物塊與斜面間的摩擦力？并問(wèn)物體在斜面上是靜止、下滑還是上滑?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？W(a)aW(b)aFF30oABC6-10 重500 N的物體A置于重40

12、0 N的物體B上，B又置于水平面C上如題圖所示。已知fAB=0。3,fBC=0.2，今在A上作用一與水平面成30o的力F.問(wèn)當(dāng)F力逐漸加大時(shí),是A先動(dòng)呢？還是A、B一起滑動(dòng)？如果B物體重為200 N,情況又如何？PABCqlPABCqminlDjfjfFRFB611 均質(zhì)梯長(zhǎng)為l，重為P，B端靠在光滑鉛直墻上,如圖所示,已知梯與地面的靜摩擦因數(shù)fsA，求平衡時(shí)q=?M45o45o613 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=1500 N×cm，已知棒料重G=400 N，直徑D=25 cm.試求棒料與V型槽之間的摩擦因數(shù)fs。WFBGED25cm3cm3cmbA

13、615 磚夾的寬度為25 cm,曲桿AGB與GCED在G點(diǎn)鉸接。磚的重量為W,提磚的合力F作用在磚對(duì)稱中心線上,尺寸如圖所示。如磚夾與磚之間的摩擦因數(shù)fs=0.5，試問(wèn)b應(yīng)為多大才能把磚夾起（b是G點(diǎn)到磚塊上所受正壓力作用線的垂直距離）。x2005050150y(a)yx801201010(b)618 試求圖示兩平面圖形形心C的位置。圖中尺寸單位為mm。200100160xy(a)CO1003030604020yxC(b)6-19試求圖示平面圖形形心位置.尺寸單位為mm。81 試求圖示各桿的軸力,并指出軸力的最大值。F2F(b)FF(a)(d)2kN1kN2kN(c)2kN3kN3kN82 試

14、畫出81所示各桿的軸力圖。85 圖示階梯形圓截面桿，承受軸向載荷F1=50kN與F2作用,AB與BC段的直徑分別為d1=20mm和d2=30mm ,如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同,試求載荷F2之值.BAF1F2C212186 題85圖所示圓截面桿，已知載荷F1=200kN,F2=100kN，AB段的直徑d1=40mm,如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同,試求BC段的直徑.8-7 圖示木桿，承受軸向載荷F=10kN作用，桿的橫截面面積A=1000mm2，粘接面的方位角=450，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。FFn粘接面8-14 圖示桁架，桿1與桿2的橫截面均為圓形

15、，直徑分別為d1=30mm與d2=20mm，兩桿材料相同，許用應(yīng)力=160MPa。該桁架在節(jié)點(diǎn)A處承受鉛直方向的載荷F=80kN作用，試校核桁架的強(qiáng)度。FABC30045012815 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S =160MPa,木的許用應(yīng)力W =10MPa.FABCl45012816 題814所述桁架，試定載荷F的許用值F。8-18圖示階梯形桿AC,F=10kN，l1= l2=400mm，A1=2A2=100mm2,E=200GPa,試計(jì)算桿AC的軸向變形l。2FF

16、Fl1l2ACB8-22 圖示桁架，桿1與桿2的橫截面面積與材料均相同，在節(jié)點(diǎn)A處承受載荷F作用.從試驗(yàn)中測(cè)得桿1與桿2的縱向正應(yīng)變分別為1=4.0×10-4與2=2.0×104，試確定載荷F及其方位角之值.已知:A1=A2=200mm2，E1=E2=200GPa。FABC3003001212823 題815所述桁架,若桿AB與AC的橫截面面積分別為A1=400mm2與A2=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。826 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，

17、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。l/3FD(b)FABCl/3l/3827 圖示結(jié)構(gòu)，梁BD為剛體,桿1與桿2用同一種材料制成,橫截面面積均為A=300mm2，許用應(yīng)力=160MPa，載荷F=50kN,試校核桿的強(qiáng)度。FDBCla12aF1000C300123830 圖示桁架，桿1、桿2與個(gè)桿3分別用鑄鐵、銅與鋼制成，許用應(yīng)力分別為1 =80MPa，2 =60MPa,3 =120MPa，彈性模量分別為E1=160GPa，E2=100GPa,E3=200GPa.若載荷F=160kN，A1=A2 =2A3，試確定各桿的橫截面面積.8-31 圖示木榫接頭,F=50kN，試求接頭的剪切與擠

18、壓應(yīng)力。FF10010010040FF100832 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 =100MPa，許用擠壓應(yīng)力bs =240MPa.450450BACF1F28040DDFBD-Dd66108-33 圖示接頭，承受軸向載荷F作用，試校核接頭的強(qiáng)度.已知：載荷F=80kN,板寬b=80mm，板厚=10mm，鉚釘直徑d=16mm,許用應(yīng)力=160MPa，許用切應(yīng)力 =120MPa,許用擠壓應(yīng)力bs =340MPa。板件與鉚釘?shù)牟牧舷嗟?。FFFFbd9-1 試求圖示各軸的扭矩,并指出最大扭矩值。M2M(b)aaMM(a

19、)aa1kNm(d)3003003002kNm3kNm2kNm(c)5005005001kNm1kNm2kNm9-2 試畫題91所示各軸的扭矩圖。解：94 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P1=50kW,輪2、輪3與輪4為從動(dòng)輪，輸出功率分別為P2=10kW，P3=P4=20kW。（1） 試畫軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩。（2） 若將輪1與論3的位置對(duì)調(diào)，軸的最大扭矩變?yōu)楹沃?，?duì)軸的受力是否有利。8008008001432P4P3P2P198 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（A=15mm）的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力A

20、，以及橫截面上的最大與最小扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力.AA9-18 題9-16所述軸，若扭力偶矩M=1kNm,許用切應(yīng)力 =80MPa，單位長(zhǎng)度的許用扭轉(zhuǎn)角=0。50/m，切變模量G=80GPa,試確定軸徑。Ma2aACB9-19 圖示兩端固定的圓截面軸,直徑為d，材料的切變模量為G,截面B的轉(zhuǎn)角為B,試求所加扭力偶矩M之值。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.ACBl/2l/2(a)FAMe(b)BCl/2l/2aBCAb(c)FqACBl/2l/2(d)qABl(d)ql/410-2。試建立圖示各梁的剪力與彎矩方程，并畫剪力與彎矩圖。l/2BCA(c)Fl/2103圖示簡(jiǎn)支梁，載荷F

21、可按四種方式作用于梁上,試分別畫彎矩圖，并從強(qiáng)度方面考慮，指出何種加載方式最好。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圖示各梁，試?yán)眉袅Α澗嘏c載荷集度的關(guān)系畫剪力與彎矩圖。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圖示懸臂梁，橫截面為矩形，承受載荷F1與F2作用，且F1=2F2=5 kN，試計(jì)算梁內(nèi)的最大彎

22、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。401mF1Cy1mF280Kz30117圖示梁,由No22槽鋼制成，彎矩M=80N。m，并位于縱向?qū)ΨQ面（即x-y平面）內(nèi)。試求梁內(nèi)的最大彎曲拉應(yīng)力與最大彎曲壓應(yīng)力.MMyzy0bC11-8圖示簡(jiǎn)支梁，由No28工字鋼制成，在集度為q的均布載荷作用下，測(cè)得橫截面C底邊的縱向正應(yīng)變=3.0×104，試計(jì)算梁內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力，已知鋼的彈性模量E=200Gpa，a=1m。ABaaqCRARB11-14圖示槽形截面懸臂梁,F=10 kN，Me=70 kNm，許用拉應(yīng)力+=35MPa,許用壓應(yīng)力=120MPa，試校核梁的強(qiáng)度.y1003mF3

23、mMe252550200zCCA可見梁內(nèi)最大拉應(yīng)力超過(guò)許用拉應(yīng)力，梁不安全.11-15圖示矩形截面鋼梁,承受集中載荷F與集度為q的均布載荷作用，試確定截面尺寸b。已知載荷F=10 kN，q=5N/mm，許用應(yīng)力 =160Mpa。1mmBAqF1mm1mmb2bRARB1117圖示外伸梁，承受載荷F作用.已知載荷F=20KN，許用應(yīng)力=160Mpa,試選擇工字鋼型號(hào)。BAF4mm1mmRARB11-20當(dāng)載荷F直接作用在簡(jiǎn)支梁AB的跨度中點(diǎn)時(shí),梁內(nèi)最大彎曲正應(yīng)力超過(guò)許用應(yīng)力30.為了消除此種過(guò)載，配置一輔助梁CD，試求輔助梁的最小長(zhǎng)度a。a/2ma/2mBAF3mmRARB3mmCD11-22圖示懸臂梁，承受載荷F1與F2作用,已知F1=800N，F(xiàn)2=1。6