過程裝備基礎習題解

1、第3章 桿件的內力分析3-1 試求圖示圓截面桿橫截面上內力分量。(a) (b)題3-1圖3-2 試求圖3-12所示的等截面桿橫截面上內力分量。解：沿任一橫截面把圓桿截開，取其右段（或左段）研究，如圖（b）所示。顯然橫截面上的的內力分量只有軸力和扭矩，且有：N=F，Tn=T，二者均大于零。3-2 試求圖示等截面桿橫截面上內力分量。(a) (b)題3-2圖解：沿任一橫截面把桿截開，取其右段（或左段）研究，如圖（b）所示。顯然橫截面上的的內力分量只有軸力和彎矩（按正值方向假設），且有：N=F，M=-Fe。3-3 試求圖示各桿橫截面上軸力（圖中虛線表示力的作用位置），并作軸力圖。 題3-3圖解：對于圖

2、（a）所示直桿，分別沿1-1、2-2、3-3把桿截開，取其右段（或左段）研究，各段受力圖如下圖所示（軸力按正值方向假設）。各段橫截面上軸力為：N1=-F， N2=-2F， N3=0。軸力圖如下： -2F-Fx同理，對于圖（b）所示直桿，有（各段受力圖略）：N1=2F，N2=F，N2=3F。軸力圖如下：F2F3F題3-4圖3-4 試作出圖示的兩種齒輪布局的扭矩圖，哪一種布局對提高傳動軸強度有利？解：哪一種布局對提高傳動軸強度有利的判斷標準為看哪種布局的最大扭矩較小。顯然，圖（a）布局中的最大扭矩為：Tnmax=T2+T3,而圖（b）布局中的最大扭矩為：Tnmax=T2 或Tnmax=T3。所以，

3、圖（b）的布局對提高傳動軸強度有利。3-5 試作出圖示的各梁剪力圖和彎矩圖，并求出最大彎矩的值。 解：以下所有求解均以梁最左端為坐標原點，以軸線為軸，建立坐標系，利用靜力平衡方程求解。（a）求支座B的約束反力，由靜力平衡方程得：取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（a），從圖中可知： 剪力最大值為 彎矩最大值為 （b）先求支座A、B約束反力，由靜力平衡方程得： （負號表示方向向下） 取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AB段： BC段： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（b），從圖中可知： 剪力最大值為 彎矩最大值為 （c）先求支座A的約束反力，由靜

4、力平衡方程得： ， 取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AC段： CB段： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（c），從圖中可知： ，（d）求支座A、B的約束反力，由靜力平衡方程得： 取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下：AC段： CB段： 即 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（d），從圖中可知：出現在處，即處， （e）求支座A的約束反力，由靜力平衡方程得： （順時針）取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下：AC段： CB段： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖P4-1（e），從圖中可知： ，（f）求支座A、B約束反力，由靜力平衡方程得： ， 取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下

5、：AC段： CD段： DB段： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（f），從圖中可知： ，（g）求支座A的約束反力，由靜力平衡方程得： （順時針）取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（g），從圖中可知： ，（h）求支座A、B的約束反力，由靜力平衡方程得： ， 取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AB段： BC段： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（h），從圖中可知： 則可能出現在或處：， 故 （i）求A、B反約束力，由靜力平衡方程得： ， 取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AB段： BC段： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（i），從圖中可知： （j）

6、求A、B反約束力，由靜力平衡方程得：， 取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AC段： BC段： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（j），從圖中可知： （k）求A、B反約束力，由靜力平衡方程得：， 取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下（以下所求的單位均為，單位為） AC段： BC段： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（k），從圖中可知：， （）由A、B支座具有完全對稱性知，約束反力為：取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下（以下所求的單位均為，單位為）CA段：AE段：EB段：BD段：作出剪力圖和彎矩圖，見圖（l），從圖中可知：， （m）求支座C、B處的約束反力，對C點取矩，由靜力平衡得： 取距原點的任意截面，求得剪力方程和彎矩方程如下： AC段： CB段： 作出剪力圖和彎矩圖，見圖（