工程力學靜力學與材料力學課后習題

1、.BAOW(a)BAOWF(b)OW(c)A1-1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)C1-3試畫出以下各題中AB梁的受力圖。AWCB(a) WABCD(c) ABFqD(b) CCABFWDADB(d) ABFq(e) 1-4 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B。ABF(a) DCWAF(b) DB(c) F

2、ABDDABF(d) CDWABCD(e) WABC(f) 1-5 試畫出以下各題中指定物體的受力圖。(a) 結點A，結點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，F(xiàn)1=445N，F(xiàn)2=535N，不計桿重，試求兩桿所受的力。2-3 水平力F作用在剛架的B點，如圖所示。如不計剛架重量，試求支

3、座A和D 處的約束力。DAa2aCBAB45oF45oC2-4 在簡支梁AB的中點C作用一個傾斜45o的力F，力的大小等于20KN，如圖所示。若梁的自重不計，試求兩支座的約束力。EDCABF64862-6 如圖所示結構由兩彎桿ABC和DE構成。構件重量不計，圖中的長度單位為cm。已知F=200N，試求支座A和E的約束力。DCAB60o30o45o90oF1F22-7 在四連桿機構ABCD的鉸鏈B和C上分別作用有力F1和F2，機構在圖示位置平衡。試求平衡時力F1和F2的大小之間的關系。zDCBAO45o45o60oyxFFADFACFAB2-9 三根不計重量的桿AB，AC，AD在A點用鉸鏈連接，

4、各桿與水平面的夾角分別為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。3-1已知梁AB上作用一力偶，力偶矩為M，梁長為l，梁重不計。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)MCABa3aM2aa3-2在題圖所示結構中二曲桿自重不計，曲桿AB上作用有主動力偶，其力偶矩為M，試求A和C點處的約束力。3-3 齒輪箱的兩個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。圖中長度單位為cm。OACBM2

5、M130o3-5 四連桿機構在圖示位置平衡。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。BzyxAOF1F2F2F1O1O2FBzFAzFAxFBx3-7O1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=20 cm, F1 =3N, F2 =5N,AB=80 cm,不計構件自重，試計算軸承A和B的約束力。3-8 在圖示結構中，各構件的自重都不計，在構件BC上作用一力偶矩為M的力偶，各尺寸如圖

6、。求支座A的約束力。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。設力的單位為kN，力偶矩的單位為kN×m，長度單位為m，分布載荷集度為kN/m。(提示：計算非均布載荷的投影和與力矩和時需應用積分)。4-5 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，設重物的重量為G，又AB長為b，斜繩與鉛垂線成a角，求固定端ABaCDb的約束力。WBFE5m1m1mAPCOD4-7 練鋼爐的送料機由跑車A和可移動的橋B組成。跑

7、車可沿橋上的軌道運動，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OC=5 m。設跑車A，操作架D和所有總重為P。作用于操作架的軸線，問P至少應多大才能使料斗在滿載時跑車不致翻倒.ADaCPallhCEBaC4-13 活動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，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兩點的約束力。ABCDFFQ15o45o4-15 在齒條送料機構中杠桿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

8、計，試求移動齒條時在點B的作用力F是多少.ABCDaMqaaa4-16 由AC和CD構成的復合梁通過鉸鏈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=10 kN/m，力偶M=40 kN×m，a=2 m，不計梁重，試求支座A、B、D的約束力和鉸鏈C所受的力。4-17 剛架ABC和剛架CD通過鉸鏈C連接，并與地面通過鉸鏈A、B、D連接，如題4-17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)336ABW1.5mCDE1.5m2m2m4-18

9、由桿AB、BC和CE組成的支架和滑輪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和滾動鉸鏈支座B的約束力以及桿BC所受的力。ABW600CDE8003004-19 起重構架如題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，求固定鉸鏈支座A、B的約束力。ABCDEFF45o4-20 AB、AC、DE三桿連接如題4-20圖所示。DE桿上有一插銷F套在AC桿的導槽內(nèi)。求在水平桿DE的E端有一鉛垂力F作用時，AB桿上所受的力。設AD=DB，DF=FE，BC=DE，所有桿重均

10、不計。ABCDEMxyzabh5-4 一重量W=1000 N的勻質薄板用止推軸承A、徑向軸承B和繩索CE支持在水平面上，可以繞水平軸AB轉動，今在板上作用一力偶，其力偶矩為M，并設薄板平衡。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。5-5 作用于半徑為120 mm的齒輪上的嚙合力F推動皮帶繞水平軸AB作勻速轉動。已知皮帶緊邊拉力為200 N，松邊拉力為100 N，尺寸如題5-5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)。ABCDF100100150160200N100N20oABCD11.220o22xyzdF

11、EMzxME20oF5-6 某傳動軸以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，求傳動軸勻速轉動時的嚙合力F及A、B軸承的約束力(圖中尺寸單位為cm)。6-9 已知物體重W=100 N，斜面傾角為30o(題6-9圖a，tan30o=0.577)，物塊與斜面間摩擦因數(shù)為fs=0.38，fs=0.37，求物塊與斜面間的摩擦力.并問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動，求施加于物塊并與斜面平行的力F至少應為多大.W(a)aW(b)aFF30oABC6-10 重50

12、0 N的物體A置于重400 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。問當F力逐漸加大時，是A先動呢.還是A、B一起滑動.如果B物體重為200 N，情況又如何.PABCqlPABCqminlDjfjfFRFB6-11 均質梯長為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q=.M45o45o6-13 如圖所示，欲轉動一置于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。WFBG

13、ED25cm3cm3cmbA6-15 磚夾的寬度為25 cm，曲桿AGB與GCED在G點鉸接。磚的重量為W，提磚的合力F作用在磚對稱中心線上，尺寸如圖所示。如磚夾與磚之間的摩擦因數(shù)fs=0.5，試問b應為多大才能把磚夾起(b是G點到磚塊上所受正壓力作用線的垂直距離)。x2005050150y(a)yx801201010(b)6-18 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。8-1 試求圖示各桿的軸力，并指出軸力的最大值。F2F(b)FF(a)(d)2kN1kN2k

14、N(c)2kN3kN3kN8-2 試畫出8-1所示各桿的軸力圖。8-5 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=20 mm和d2=30 mm ，如欲使AB與BC段橫截面上的正應力相同，試求載荷F2之值。BAF1F2C21218-6 題8-5圖所示圓截面桿，已知載荷F1=200kN，F(xiàn)2=100kN，AB段的直徑d1=40 mm，如欲使AB與BC段橫截面上的正應力相同，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=1000 mm2，粘接面的方位角=450，試計算該截面上的正應力與切應力，并畫出應力的方向。FFn

15、粘接面8-14 圖示桁架，桿1與桿2的橫截面均為圓形，直徑分別為d1=30 mm與d2=20 mm，兩桿材料相同，許用應力=160MPa。該桁架在節(jié)點A處承受鉛直方向的載荷F=80kN作用，試校核桁架的強度。FABC300450128-15 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，鋼的許用應力S =160MPa，木的許用應力W =10MPa。FABCl450128-16 題8-14所述桁架，試定載荷F的許用值F。8-18圖示階梯形桿AC，F(xiàn)=10kN，l1= l2=400 mm，A1=2A2=

16、100 mm2，E=200GPa，試計算桿AC的軸向變形l。2FFFl1l2ACB8-22 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A處承受載荷F作用。從試驗中測得桿1與桿2的縱向正應變分別為1=4.0×10-4與2=2.0×10-4，試確定載荷F及其方位角之值。已知：A1=A2=200 mm2，E1=E2=200GPa。FABC30030012128-23 題8-15所述桁架，若桿AB與AC的橫截面面積分別為A1=400 mm2與A2=8000 mm2，桿AB的長度l=1.5 m，鋼與木的彈性模量分別為ES=200GPa、EW=10GPa。試計算節(jié)點A的水平與

17、鉛直位移。8-26 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，試計算桿內(nèi)橫截面上的最大拉應力與最大壓應力。l/3FD(b)FABCl/3l/38-27 圖示結構，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=300 mm2，許用應力=160MPa，載荷F=50kN，試校核桿的強度。FDBCla12aF1000C3001238-30 圖示桁架，桿1、桿2與個桿3分別用鑄鐵、銅與鋼制成，許用應力分別為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 =

18、2A3，試確定各桿的橫截面面積。8-31 圖示木榫接頭，F(xiàn)=50kN，試求接頭的剪切與擠壓應力。FF10010010040FF1008-32 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，許用切應力 =100MPa，許用擠壓應力bs =240MPa。450450BACF1F28040DDFBD-Dd66108-33 圖示接頭，承受軸向載荷F作用，試校核接頭的強度。已知：載荷F=80kN，板寬b=80 mm，板厚=10 mm，鉚釘直徑d=16 mm，許用應力=160MPa，許用切應力 =120MPa，許用擠壓應力bs =340MPa。板件與鉚

19、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)aa1kNm(d)3003003002kNm3kNm2kNm(c)5005005001kNm1kNm2kNm9-2 試畫題9-1所示各軸的扭矩圖。解：9-4 某傳動軸，轉速n=300 r/min(轉/分），輪1為主動輪，輸入的功率P1=50 kW，輪2、輪3與輪4為從動輪，輸出功率分別為P2=10 kW，P3=P4=20 kW。(1) 試畫軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩。(2) 若將輪1與論3的位置對調(diào)，軸的最大扭矩變?yōu)楹沃担瑢S的受力是否有利。8008008001432P4P3P2P19-8 圖示

20、空心圓截面軸，外徑D=40 mm，內(nèi)徑d=20 mm，扭矩T=1 kNm，試計算A點處(A=15 mm)的扭轉切應力A，以及橫截面上的最大與最小扭轉切應力。AA9-18 題9-16所述軸，若扭力偶矩M=1 kNm，許用切應力 =80MPa，單位長度的許用扭轉角=0.5 0/m，切變模量G=80 GPa，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的轉角為B，試求所加扭力偶矩M之值。10-1試計算圖示各梁指定截面（標有細線者）的剪力與彎矩。ACBl/2l/2(a)FAMe(b)BCl/2l/2aBCAb(c)FqACBl/2l/2(d)qABl

21、(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/210-3圖示簡支梁，載荷F可按四種方式作用于梁上，試分別畫彎矩圖，并從強度方面考慮，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，試利用剪力、彎矩與載荷集度的關系畫剪力與彎矩圖。l/2l/2FlF(a)ABqABl/2l/2(b)qlA(d)Bl/2l/2qql2A(c)Bl/2l/2qql/3A(f)Bl/3ql/3A(e

22、)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，試計算梁內(nèi)的最大彎曲正應力，及該應力所在截面上K點處的彎曲正應力。401mF1Cy1mF280Kz3011-7圖示梁，由No22槽鋼制成，彎矩M=80N.m，并位于縱向對稱面（即x-y平面）。試求梁內(nèi)的最大彎曲拉應力與最大彎曲壓應力。MMyzy0bC11-8圖示簡支梁，由No28工字鋼制成，在集度為q的均布載荷作用下，測得橫截面C底邊的縱向正應變=3.0×10-4，試計算梁內(nèi)的最大彎曲正應力，已知鋼的彈性模量E=200Gpa，a=1 m。ABaaqCRARB11-14圖示槽形截

23、面懸臂梁，F(xiàn)=10 kN，Me=70 kNm，許用拉應力+=35MPa，許用壓應力-=120MPa，試校核梁的強度。y1003mF3mMe252550200zCCA可見梁內(nèi)最大拉應力超過許用拉應力，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，許用應力 =160Mpa。1mmBAqF1mm1mmb2bRARB11-17圖示外伸梁，承受載荷F作用。已知載荷F=20KN，許用應力=160Mpa，試選擇工字鋼型號。BAF4mm1mmRARB11-20當載荷F直接作用在簡支梁AB的跨度中點時，梁內(nèi)最大彎曲正應力超過許用應力30%。為了消除此種過載，配置一輔助梁CD，試求輔助梁的最小長度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 kN，l=1 m，許用