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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第1次作業(yè)36. 試作下列各桿件的受力圖。 :37.  1-4 試作下面物體系中各指定物體的受力圖: (a)圓柱體O、桿AB及整體;(b)吊鉤G、鋼梁、構(gòu)件;(c)折桿ABC、圓柱體O及整體;(d)桿AB及整體;(e)棘輪O、棘爪AB;(f )梁AB、DE和滾柱C。38.  圖示三鉸剛架由AB和BC兩部分組成,A、C為固定鉸支座,B為中間鉸。試求支座A、C和鉸鏈B的約束力。設(shè)剛架的自重及摩擦均可不計。39.  壓路的碾子O重P = 20 kN,半徑R = 400

2、0;mm。試求碾子越過高度d = 80 mm的石塊時,所需最小的水平拉力Fmin。設(shè)石塊不動。:Fmin = 15 kN40.  構(gòu)架ABCD在A點受力F = 1 kN作用。桿AB和CD在C點用鉸鏈連接,B、D兩點處均為固定鉸支座。如不計桿重及摩擦,試求桿CD所受的力和支座B的約束力。41.  梁AB如圖所示,作用在跨度中點C的力F = 20 kN。試求圖示兩種情況下支座A和B的約束力。梁重及摩擦均可不計。42.  如圖a所示,重量為P = 5 kN的球懸

3、掛在繩上,且和光滑的墻壁接觸,繩和墻的夾角為30º。試求繩和墻對球的約束力。(4)根據(jù)平衡條件列平衡方程??上惹蟪龈髁υ趚、y軸上的投影,如表2-1中所示,于是 43.  重P = 1 kN的球放在與水平成30º角的光滑斜面上,并用與斜面平行的繩AB系?。▓D2-15 a)。試求繩AB受到的拉力及球?qū)π泵娴膲毫Α?4. 45. 46.  已知AB梁上作用一矩為Me的力偶,梁長為l,梁重及摩擦均不計。試求在圖示四種情況下支座A、B的約束力。47.  汽錘在鍛打工件時,由于工件偏置

4、使錘頭受力偏心而發(fā)生偏斜,它將在導(dǎo)軌DA和BE上產(chǎn)生很大的壓力,從而加速導(dǎo)軌的磨損并影響鍛件的精度。已知鍛打力F = 1000 kN,偏心距e = 20 mm,錘頭高度h = 200 mm,試求鍛錘給兩側(cè)導(dǎo)軌的壓力。48.  機構(gòu)OABO1,在圖示位置平衡。已知OA = 400 mm,O1B = 600 mm,作用在OA上的力偶的力偶矩之大小Me1= 1 N · m。試求力偶矩Me2的大

5、小和桿AB所受的力。各桿的重量及各處摩擦均不計。49.  圖中,如作用于扳手上的力F = 200 N,l = 0.40 m,a = 60º,試計算力 對O點之矩。 50.  試用合力矩定理計算圖中力 對O點之矩。51.  圖 a所示梁AB受矩為Me = 300 N · m的力偶作用。試求支座A、B的約束力。第2次作業(yè)20.  壓路的碾子O重P = 20 kN,半徑R&

6、#160;= 400 mm。試求碾子越過高度d = 80 mm的石塊時,所需最小的水平拉力Fmin。設(shè)石塊不動。:Fmin = 15 kN21.  簡易起重機用鋼絲繩吊起重P = 2 kN的物體。起重機由桿AB、AC及滑輪A、D組成,不計桿及滑輪的自重。試求平衡時桿AB、AC所受的力(忽略滑輪尺寸)。:FAB = - 0.414 kN(壓),F(xiàn)AC = - 3.146 kN(壓)22.  在簡支梁AB上,作用有力F = 50 kN,試求支座A和B

7、的約束力。不計梁重及摩擦力。:23.  試求圖中各力在坐標軸上的投影。已知:F1 = F2 = F4 = 10 kN,F(xiàn)3 = F5 = 15 kN,F(xiàn)6 = 20 kN,各力方向如圖所示。 解:應(yīng)用教材中公式(2-3)得 F1x = F1 = 10 kN, F1y = 0, F2x = 0, F2y = F2 =&#

8、160;10 kN F3x = F3 cos30º= 15 × 0.866 kN = 12.99 kN F3y = F3 sin30º= 15 × 0.5 kN = 7.50 kNF4x = F4 sin30º= 10 × 0.5 kN = 5 kN F4y&

9、#160;= - F4 cos30º= - 10 × 0.866 kN = - 8.66 kN F5x = F5 cos60º= 15 × 0.5 kN = 7.50 kN F5y = - F5 sin60º= - 15 × 0.866 kN =&#

10、160;- 12.99 kN F6x = - F6 sin30º= - 20 × 0.5 kN = - 10 kN F6y = - F6 cos30º= - 20 × 0.866 kN = - 17.3 kN24.  在圖示結(jié)構(gòu)中,A、B、C處均為光滑鉸接。已知F = 

11、400 N,桿重不計,尺寸如圖所示。試求C點處的約束力。:FCx = 880 N(),F(xiàn)Cy = 480 N()25.  左端A固定而右端B自由的懸臂梁AB,自重不計,承受集度為q(N/m)的滿布均勻荷載,并在自由端受集中荷載 作用。梁的長度為l。試求固定端A處的約束力。:FAx = 0,F(xiàn)Ay = ql + F(),MA =  ql2 + F l26.  試分別求圖中兩根外伸梁其支座處的約束力。梁重及摩擦均不計。: 27.  試分別求圖示兩個構(gòu)架上A、B處所受到的約束力。不計構(gòu)件自重及各處的摩擦。圖b中C處為鉸鏈。:28.  圖&#

12、160;a示一起重機,A、B、C處均為光滑鉸鏈,水平梁AB的重量P = 4 kN,荷載F = 10 kN,有關(guān)尺寸如圖所示,BC桿自重不計。試求桿BC所受的拉力和鉸鏈A給桿AB的約束力。: (1)根據(jù)題意,選AB為研究對象。29.  圖 a所示梁AB,其A端為固定鉸鏈支座,B端為活動鉸鏈支座。梁的跨度為l = 4a,梁的左半部分作用有集度為q的均布荷載,在D截面處有矩為Me的力偶作用。梁的自重及各處摩擦均不計。試求A和B處的支座約束力。30.  一汽車起重機,車身重P1,轉(zhuǎn)盤重P2,起

13、重機吊臂重P3,如圖所示。試求當?shù)醣墼谄嚳v向?qū)ΨQ面內(nèi)時,不至于使汽車翻倒的最大起重量Pmax。31.  試判別圖示桁架中哪些桿其內(nèi)力等于零,即所謂“零桿”。你能否總結(jié)出判別零桿的規(guī)律?(a) DE , EF, FG, BG (b) BC , AC32.  自重P = 1.0 kN的物塊置于水平支承面上,受傾斜力F 1= 0.5 kN作用,并分別如圖 a、b中所示。物塊與水平支承面之間的靜摩擦因數(shù)f s= 0.40,動摩擦因數(shù)f d= 0.30,問在圖中兩種情況下物

14、塊是否滑動?并求出摩擦力。由于保持平衡所需的摩擦力F=0.433 kN <Fmax=0.5 kN,因此物塊保持平衡,沒有滑動。值得注意的是,此時的摩擦力 F= 0.433 kN 是由平衡方程確定的,而不是Fmax=0.5 kN。只有在臨界平衡狀態(tài),摩擦力才等于最大靜摩擦力Fmax。33.  圖示物塊A置于斜面上,斜面傾角q=30°, 物塊自重P=350N,在物塊上加一水平力FT=100N, 物塊與斜面間的靜摩擦因數(shù)fs=0.35,動摩擦因數(shù)fd=0.25。試問物塊是否平衡?并求出摩擦力的大小和方向。34.  如圖所示,長方體上作用了五個力,其中,F(xiàn)1=100

15、 N, F2=150 N, F3=500 N, F4=200 N, F5=220 N, 各力方向如圖中所示。且a=5m, b=4m, c=3m。 試求各力在坐標軸上的投影.35. 36.  :F1x=130.0N,F(xiàn)1y=75N,F(xiàn)1z=260.0N,F(xiàn)2x=100.0N,F(xiàn)2y=119.0N,F(xiàn)2z=156.0N第3次作業(yè)22.  曲柄連桿機構(gòu)的活塞上作用有力F = 400 N。如不計摩擦和所有構(gòu)件的重量,問在曲柄OA上應(yīng)加多大的力偶矩Me方能使機構(gòu)在圖示位置平衡?:23.  試求圖示各桿1-

16、1和2-2橫截面上的軸力,并作軸力圖。:24.  試求圖示等直桿橫截面1-1,2-2和3-3上的軸力,并作軸力圖。若橫截面面積 ,試求各橫截面上的應(yīng)力。: 25. 試求圖示階梯狀直桿橫截面1-1,2-2和3-3上的軸力,并作軸力圖。若橫截面面積 ,并求各橫截面上的應(yīng)力。: 26. 簡易起重設(shè)備的計算簡圖如圖所示。已知斜桿AB用兩根 不等邊角鋼組成,鋼的許用應(yīng)力。試問在提起重量為的重物時,斜桿AB是否滿足強度條件?:27.  圖 a所示為左端固定而右端自由的軸向受力桿件。試求-、-、-橫截面上的軸力,并作軸力圖。: 28.  一橫截面為

17、正方形的磚柱分上下兩段,其受力情況、各段長度及橫截面尺寸如圖 a所示。已知F = 50 kN,試求荷載引起的最大工作應(yīng)力。: 解:首先作柱的軸力圖如圖 b所示。 由于此柱上下兩段的橫截面尺寸不同,故不能應(yīng)用公式(7-3)計算柱的最大工作應(yīng)力,必須利用公式(7-2)求出每段柱的橫截面上的正應(yīng)力,然后進行比較以確定全柱的最大工作應(yīng)力。 、兩段柱(圖 a)橫截面上的正應(yīng)力分別為29.  一橫截面為矩形的鋼制階梯狀直桿,其受力情況及各段長度如圖 a所示。AD段和DB段的橫截面面積為BC段橫截面面積的兩倍。矩形截面的高度與寬度之比h

18、/ b = 1.4,材料的許用應(yīng)力、= 160 MPa。試選擇各段桿的橫截面尺寸h和b。: 解:首先作桿的軸力圖如圖 b所示。 此桿為變截面桿,最大工作應(yīng)力不一定出現(xiàn)在軸力最大的AD段橫截面上。由于DB段的橫截面面積與AD段相同,而軸力較小,故其工作應(yīng)力一定小于AD段的。于是只需分別對AD段和BC段進行計算。 對于AD段,按強度條件要求其橫截面面積AI為30.  有一三角架如圖所示,其斜桿由兩根80×80×7等邊角鋼組成,橫桿由兩根10號槽鋼組成,材料均為Q235鋼,許用應(yīng)力= 120 MPa。試求許用荷載F。: 31. 

19、圖 a所示為一階梯形鋼桿,AB段和BC段的橫截面面積為A1 = A2 = 500 mm2,CD段的橫截面面積為A3 = 200 mm2。已知鋼的彈性模量E = 2.0×105 MPa。試求桿的縱向變形l。圖中長度單位為mm。: 解:此桿的軸力圖如圖b所示。由于各段桿的軸力和橫截面面積不盡相同,故須分段利用拉壓胡克定律求各段桿的縱向變形,它們的代數(shù)和才是整個桿的縱向變形l。32.  試作圖示各桿的軸力圖,并分別指出最大拉力和最大壓力的值及其所在的橫截面(或這

20、類橫截面所在的區(qū)段)。: (a) AB段:30 kN(拉),BC段:0 , CD段:- 20 kN(壓);(b)  AB段:10 kN(拉),BC段:- 10 kN(壓), CD段:20 kN(拉);(c) AB段:0,  BC段:10 kN(拉),CD段:15 kN(拉) 33.  試判定圖示桿系是靜定的,還是超靜定的;若是超靜定的,試確定其超靜定次數(shù),并寫出求解桿系內(nèi)力所需的位移相容條件(不必具體求出內(nèi)力)。圖中的水平桿是剛性桿,各桿的自重均不計。:1

21、次超靜定34. :35.  (1)最大切應(yīng)力及兩端截面間的相對扭轉(zhuǎn)角;(2)圖示截面上A,B,C三點處切應(yīng)力的數(shù)值及方向;(3)C點處的切應(yīng)變。:36.  (1)最大切應(yīng)力; (2)截面A相對于截面C的扭轉(zhuǎn)角。 37. :38.  :39.  一傳動軸的計算簡圖如圖 a所示,作用于其上的外力偶之矩的大小分別是:MA = 2 kN · m,MB = 3.5 kN · m,MC  = 1&#

22、160;kN · m,MD = 0.5 kN · m,轉(zhuǎn)向如圖。試作該傳動軸的扭矩圖。:40.  一實心圓截面?zhèn)鲃虞S,其直徑d = 40 mm,所傳遞的功率為30 kW,轉(zhuǎn)速n = 1 400 r/min。該軸由45號鋼制成,許用切應(yīng)力= 40 MPa,切變模量G = 8×104 MPa,單位長度桿的許用扭轉(zhuǎn)角= 1 /m。試校核此軸的強度和剛度。 : 解:

23、首先計算扭轉(zhuǎn)力偶矩M。41.  傳動軸如圖 a所示,其轉(zhuǎn)速n=300 r/min,主動輪A輸入的功率P1 = 500 kW;若不計軸承摩擦所耗的功率,三個從動輪B、C、D輸出的功率分別為P2 = 150 kW,P3 = 150 kW,P4 = 200 kW。該軸是用45號鋼制成的空心圓截面桿,其內(nèi)外直徑之比a = 1/2。材料的許用切應(yīng)力t = 40 MPa,其切變模量G=8×104 MPa。單位

24、長度桿的許用扭轉(zhuǎn)角=0.3º/m。試作軸的扭矩圖,并按強度條件和剛度條件選擇軸的直徑。 42.  試作圖示各桿的扭矩圖,并指出最大扭矩的值及其所在的橫截面(或這些橫截面所在的區(qū)段)。:(a) Tmax = Me;(b) Tmax = 2 Me,在CD段;(c) Tmax = 3 kN·m,在DE段43.  直徑50 mm的鋼圓軸,其橫截面上的扭矩T = 1.5 kN · m,試求橫截面上

25、的最大切應(yīng)力。: 44.  空心鋼圓軸的外直徑D = 80 mm,內(nèi)直徑d = 62.5 mm,外力偶之矩Me = 10 N · m。已知鋼的切變模量G = 8×104 MPa。 試作橫截面上切應(yīng)力的分布圖; 試求最大切應(yīng)力和單位長度扭轉(zhuǎn)角。:45. 圓軸的直徑d = 50 mm,轉(zhuǎn)速為120 r/min。若該軸橫截面上的最大切應(yīng)力等于60 MPa,試問所傳遞的功率是

26、多少?: PkW = 18.5 kW第4次作業(yè)15.  一根等直桿受力如圖所示。已知桿的橫截面面積A和材料的彈性模量E。試作軸力圖,并求桿端點D的位移。:16.  試求圖示各梁中指定截面上的剪力和彎矩。: 17.  試指出圖示剪力圖和彎矩圖的錯誤。:18.  矩形截面的懸臂梁受集中力和集中力偶作用,如圖所示。試求截面m-m和固定端截面n-n上A,B,C,D四點處的正應(yīng)力。:19.  由兩根28a號槽鋼組成的簡支梁受三個集中力作用,如圖所示。已知該梁材料為Q235鋼,其許用彎曲正應(yīng)力 。試求梁的許可荷載F。:20.&

27、#160; :21. :22.  試求圖 a所示外伸梁指定橫截面1-1、2-2、3-3、4-4上的剪力和彎矩。: 23.  圖 a所示為一受滿布均布荷載的懸臂梁。試作此梁的剪力圖和彎矩圖。: 解:取x軸與梁的軸線重合,坐標原點取在梁的左端(圖 a)。以坐標x表示橫截面的位置。然后,求任意x處橫截面上的剪力和彎矩,也就是找出橫截面上剪力和彎矩與橫截面位置的函數(shù)關(guān)系,我們分別把這種函數(shù)關(guān)系式叫做梁的剪力方程和彎矩方程。為此,將梁在任意x處用橫截面截開。顯然,就此梁而言,若取左段分離體為研究對象(圖 b)則不必求支座約束力。根據(jù)左

28、段分離體的平衡條件便可列出剪力方程和彎矩方程如下:以上兩式后面括號里的不等式是用來說明對應(yīng)的內(nèi)力方程所適用的區(qū)段。有了剪力方程和彎矩方程,便可在相應(yīng)的坐標系里作出梁的剪力圖(圖 c)和彎矩圖(圖 d)。此梁的剪力方程FS(x)= - qx表明FS(x)為x的線性函數(shù),所以剪力圖為一傾斜直線。該直線可根據(jù)例如FS(0)= 0與FS(l)= - ql作出。(注:剪力方程在x = l處是不適用的,因該處有集中支座約束力。此處取x為l,實際上是指l稍左一點的截面)。作彎矩圖時,表示彎矩M的縱坐標(圖 d

29、)取向下為正,以使梁的彎矩圖始終位于梁的受拉一側(cè)。該梁的彎矩方程M(x)= - qx2 / 2表明M(x)是x的二次函數(shù),彎矩圖為二次拋物線。在描點作圖時至少需確定圖線上的三個點, 例如,M(0)= 0,M(l / 2)= -  ql2,M(l)= -  ql2。從內(nèi)力圖得知,固定端左側(cè)橫截面上的剪力和彎矩都有最大值,F(xiàn)S,max = ql,Mmax =  ql2(內(nèi)力的最大值一般都以絕對值為準)。 24. 

30、; 對于圖 a所示受滿布均布荷載的簡支梁,試作剪力圖和彎矩圖。: 25.  圖 a所示為一受集中荷載 作用的簡支梁。試作其剪力圖和彎矩圖。:26.  試求圖示諸梁中各指定的橫截面上(1-1、2-2等)的剪力和彎矩。: (a) FS1 = FS2 = FS3 = 2 kN,M1 = - 3 kN·m,M2 = - 1 kN·m,M3 = - 4 kN

31、·m(b) FS1 = 0,F(xiàn)S2 = FS3 = - qa,F(xiàn)S4 = - qa,    M1 = 0,M2 = M3 = - qa2,M4 = - qa2(c) FS1 = ql,F(xiàn)S2 = FS3 = 0,M1 = M2 = M3 = 

32、;ql2 (d) FS1 = FS2 = FS3 = ,M1 = ,M2 = ,M3 = - (e) FS1 = 3 kN,F(xiàn)S2 = FS3 = - 1.5 kN,M1 = M2 = - 0.6 kN·m,M3 = - 0.3 kN·m(f) FS

33、1 = FS2 = 0,F(xiàn)S3 = 1.17 qa,F(xiàn)S4 = 0.17 qa,M1 = M2 = M3 = qa2,M4 = 1.67 qa2(g) FS1 = FS2 = FS3 = - 0.5 F,M1 = M2 = 0,M3 = - 0.25 Fl(h) FS1 = - 0.5 ql,F(xiàn)S2 = - ql,F(xiàn)S3 = ql,M1 = - ql2,M2 = M3 =  ql227.  試求圖示折桿中各指定的

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