工程力学(静力学与材料力学)答案.docx

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1、（完整）工程力学（静力学与材料力学）答案工程力学静力学与材料力学（单辉祖谢传锋著）高等教育出版社课后答案1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。12试画出以下各题中AB杆的受力图。1-3试画出以下各题中AB梁的受力图。方板ABCD;(f)节点B.(b)(C)C解：(C(e)B-B(d)(e)15试画出以下各题中指定物体的受力图。（a）结点A,结点B：（b）圆柱A和B及整体;整体；（e）杼杆AB,秤盘架BCD及整体。半拱AB,半拱BC及整体；（d）杠杆AB,切刀CEF及另一端均与墙面较接,2-2杆AC、BC在C处较接,不计杆重，试求两杆所受的力。如图所示,F和F

2、作用在销钉C上，F=445N,F=535N,1212解：（1）BCCx(2)列平衡方程：p=o=0X.F=20753一+Fsin60。-F=OAC2-F-Fcos60o=015BCACN尸二164NBC取节点C为研究对象，画受力图，注意AC、BC都为二力杆,AC与BC两杆均受拉。2-6如图所示结构由两弯杆ABC和DE构成。构件重量不计，图中的长度单位为cmo已知F=200N,试求支座A和E的约束力。解：（1）取DE为研究对象,DE为二力杆；F=F（2）取ABC为研究对象，受力分析并画受力图；画封闭的力三角形:p-p-p=I尸x=166.7NDE2331已知梁AB上作用一力偶，力偶矩为M,梁长为

3、I,梁重不计。求在图a,b,C三种情况下，支座A和B的约束力M(b)(C)解：（a）受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶;列平衡方程:f=OFI-M=QBM:.F=F=_AB1MI(b)受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶;列平衡方程:=0F1-M=0BM(c)受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶;列平衡方程:McosF=BZcosOZM=OFcos-M=QRM32在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆AB上作用有主动力偶，其力偶矩为M,试求A和C点处的约束力.解：(1)取BC为研究对象，受力分析，BC为二力杆，画受力图;t=rBC（2）取AB为研究对象，受力

4、分析，A、B的约束力组成一个力偶，画受力图;M=O:.F=F巫Fx(3+)-M=02=0.35441试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN,力偶矩的单位为kNm,长度单位为m,分布载荷集度为kNm0（提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分）。解：（b）：（1）整体受力分析，画出受力图（平面任意力系）;(2)选坐标系Axy,列出平衡方程；产=0:-F+0.4=0XAxF=0.4kNAxM(F)=0:-20.8+0.5i.6+0.40.7+F2=0ABF=0.26kNBF=0:F-2+0.5+F=0FAyBF=1.24kN约束力的方向如图所示。(c)：(1)研究AB杆，受力

5、分析，画出受力图(平面任意力系)；y.M=3q=2：2dxIII11II1(2)选坐标系Axy,列出平衡方程；M(F)=O:-F3-3+f22Jxx=0BAy0F=0.33kNyF=0:F-22dx+Fcos30=0yAyOBFb=4.24kN尸=0:F-Fsin30=0XAxBF=2.12kN约束力的方向如图所示。(e):(1)研究CABD杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2)选坐标系Axy,列出平衡方程；F=0:F=0XAxZM(F)=O:J0820Jxx+8+F1.6-202,4=0A08Ff1=21kNF=0:-f0820Jx+F+F-20=0y0AyBF=15kN约束力的方

6、向如图所示。4-5AB梁一端砌在墙内，在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物D,设重物的重量为G,又AB长为b,斜绳与铅垂线成角，求固定端的约束力。解：（1）研究AB杆（带滑轮），受力分析，画出受力图（平面任意力系）；（2）选坐标系Bxy,列出平衡方程；-F+Gsin=0AxF=GsinaAx尸=0:ZfT=0:F-G-GCoSa=0F=G(1+cosa)yM(F)=0:M-Fb+GR-GR=0BAAyM=G(1+cosa)b约束力的方向如图所示.416由AC和CD构成的复合梁通过较链C连接，它的支承和受力如题416图所示。已知均布载荷集度q二IOkNm,力偶M二40kNm,a=2m,不计梁重，试求

7、支座A、B、D的约束力和较链C所受的力。解：（1）研究CD杆,受力(2)选坐标系Cxy,列出平衡方程；12a=ODM(F)=0:-Jaqdxx+M-F0F=5kNF=0:F-aqdx-Fyc0iF=25kN（3）研究ABC杆，受力分析，画出受力图（平面平行C力系）；yqdx(4)选坐标系Bxy,列出平衡方程；f(F)=0:Fa-aqdxx-F=0BA0CF=35kNAF=0:-F-aqdx+F-F=OyA0cF=80kN约束力的方向如图所示。8-1试求图示各杆的轴力，并指出轴力的最大值.F=OF-F=OXN1(3)取22截面的右段;F2&E-I2F=0N2F=O-F=0XN1(4)轴力最大值:

8、(b)(1)求固定端的约束反力；(2)取1-1截面的左段;(3)取22截面的右段;(4)轴力最大值:F=FNmax(c)(1)用截面法求内力，取17、2-2.33截面；(2) 取1-1横面的左段;2kN(3)取2-2截面的左段;F=O2+F=0XN1=-2kNNF=023+尸=0XN2=IkNN2(4)取33截面的右段;=0F=3kNN3(5)轴力最大值:=3kNNmax(d)(1)用截面法求内力，取11、22截面:(2)取IT(2)取22截面的右段;=0(5)轴力最大值:8-2试画出8-1所示各杆的轴力图。解：(a)(b)(d)尸叶IkN(+)一(-)IfXIkN814图示桁架，杆1与杆2的

9、横截面均为圆形，直径分别为d：30mm与dj20mm,两杆材料相同，许用应力。=160MPao该桁架在节点A处承受铅直方向的载荷F二80kN作用，试校核桁架的强度。解：（1）对节点A受力分析，求出AB和AC两杆所受的力；(2)列平衡方程F=O-Fsin3Oo+Fsin45o=0,XABAC=0Fcos300+Fcos45-F=OyBAC解得：22F=_产=41.4kNF=F=58.6kNAC3+1/Bp+1（2）分别对两杆进行强度计算；=82.9MPaoABAF11=Ac-131.8MPQoJ4C42所以桁架的强度足够。8-15图示桁架,杆1为圆截面钢杆,杆2为方横面木杆，在节点A处承受铅直方

10、向的载荷F作用，试确定钢杆的直径d与木杆截面的边宽b。已知载荷F=50kN,钢的许用应力。=160MPa,木的许用应力。SN=10MPaoF=平F=70.7kNF=F=50kNACAB（2）运用强度条件，分别对两杆进行强度计算；rj48=法=5x105=160MPd20.0mm1_nd24F707131=-a=_1J=IOMPab84.1mmACAb2w2所以可以确定钢杆的直径为20mm,木杆的边宽为84mm.876题874所述桁架，试定载荷F的许用值F。解：（1）由8-14得到AB、AC两杆所受的力与载荷F的关系；(2)运用强度条件，分别对两杆进行强度计算;2GAb=近+1=160fPaF1

11、54.5AN1TtdI41F=ACA2J1F4+1=160fPand242F97.1kN取F=97o1kN0831图示木桦接头，F=50kN,试求接头的剪切与挤压应力.解：(1)剪切实用计算公式:_F=50x103A100100(2)挤压实用计算公式:/=50x103=12.5MPabsA401008-32图示摇臂,承受载荷与J作用，试确定轴销B的直径do力=100MPa,一用麻压应力O=240MPaobs已知载荷F=50kN,F=35O124kN,许用切应解：(2)考虑轴销B的剪切强度;fFrT=Q=d15.()nunS4考虑轴销B的挤压强度；=&=od14.8mmbsAd0bsb(3)综合

12、轴销的剪切和挤压强度，取d15mm91试求图示各轴的扭矩，并指出最大扭矩值。解：(a)(1)用截面法求内力，取17、2-2截面;(2)取11截面的左段;1m=ot-M=o=MX1I(3)取2-2截面的右段；最大扭矩值:M=MTmax(b)(1)求固定端的约束反力；12=O-M+2M-M=OM=M(2)取11截面的左段;11=0-M+T=0T=M=M(3)取22截面的右段;T=-M2(4)最大扭矩值:T=Mmax注：本题如果取1-1、22截面的右段，则可以不求约束力。(c)(1)用截面法求内力，取17、2-2.3-3截面；2kNm1IkNm2IkNmj2kWm(2)取11截面的左段;2kNm,f=0-2+7=02kNm(3) 取2-2微面的左段;M=O-2+1+T=0Jr2T=1kNm2(4)取3-3截面的右段;T=2kNm3(5)最大扭矩值:T=2kNmmax(d)(1)用截面法求内力，取17、2-2、3-3截面；fb41-4-IkNm12kNm2(2)取1一1截面的左段;IkNmM