J静力学习题解答学.ppt

,P24 题1-1(b) 用三力平衡汇交定理画出下图中的杆AB的受力图,A,B,E,O,C,D,W,ND,NA,杆AB的受力图中： NA过接触点A、圆心O， ND过接触D 且垂直于杆AB 交NA于E点， W 过质心C点且必交于E点。,铰B,P24 题1-1(f) 用三力平衡汇交定理画出下图中的杆AB的受力图,FB1,FB2,FB,FB,FA,P25 题1-2(c) 画出下图所示物系中的构件AC、CB的受力图,FB,FC,FC,FA,P25 题1-2(d) 画出下图所示物系中的梁AC、梁CB、整体的受力图,F,P25 题1-3(c) 画出下图所示物系中的滑轮与重物、杆DE、杆BC 、杆AC与滑轮 、整体、杆AC、销C的受力图。,FC,FD,FE,G,FCB,FE,FB,FB,FC,FA,I,H,FA,FD,FW,I,FCB,FB,FA,FD,I,FA,FCA,FCB,FCB,FCA,FC,FC,C,说明：此题应先求出力 FC及点H、I，否则无法解。,H,P37 题2-6 压路机碾子重W=20kN，半径r =40cm，求过碾子中心的水平力F值为多大时才能使碾子越过h=8cm的石坎？为多大时F取得最小值？,列平衡方程：,取碾子为研究对象，碾子越过石坎时地面支承力为零，故碾子仅受三个力作用而平衡，画受力图，并确定坐标系如下图所示。,Fy=0 F sin(+)Wcos =0,由图知：,当=0时,当sin(+) =1时，F有最小值,此时， =90 = 90arccos(3/5) 36.87 答(略),F,解：,P38 题2-9,题,C,解：选匀质杆AB为研究对象，受力如图所示：, = 902,W,90,O,不计摩擦时：NANB，即 AEBO为矩形，EO和AB为其对角线。,CAE =CEA =,故： OA = l cos(+) = l cos(90)= l sin,由三力平衡汇交定理知：作用于杆AB中点C的重力W必过E点，并与EO重合，即ECO铅垂，由图中几何关系可知 AEO =, 点C为对角线交点,P51 题3-5,N1,N2,图示锻锤工作时因锻件的反作用力有偏心，已知锻击力F=1000kN，偏心距 e=20mm，锤头导向部分高度h=200mm，求锤头给两侧道轨的压力。,m=0，,根据锤头受力特征：锻击力F与锻件反作用力大小相等、方向向相反F 构成一个力偶，水平受力仅有两个约束力N1和N2 ，因而导轨对锻锤的约束力N1和N2也必构成一力偶与之平衡。,根据平面力偶系平衡充要条件得：, N1 = N2 = Feh = 100020200= 100(kN),解：取锤头为研究对象，画受力图,FeN1h =0,P78 题4-15(a),M,MA,3,FAy,F1,3,3,FBy,FC,y,x,FBx,FAx,FBy,FBx,静定多跨梁荷载及尺寸如图示，求支座和中间铰的约束力。,解：静定多跨梁应先研究附属部分，受力如图示，其中 F1=206=120kN,列平衡方程,解得： FBx=34.64kN FBy=60kN FC=69.28kN,再研究基本部分，受力如下图所示,列平衡方程,解得：FAx=34.64kN FAy=60kN MA=220kNm,P79 题4-16(b) 构件受力如图示，求各铰的约束力,解：先研究整体，画受力图，建立坐标系。,y,x,FAx,FAy,FBx,FBy,列平衡方程：,Fx=0 FAx + FBx= 0,Fy=0 FAy + FBy815= 0,MA=0 8FBy4FBx(815)4= 0,再取右半拱(不包括铰)为研究对象，画受力图，并建立坐标系如下图所示。,列平衡方程：,Fx=0 FCx + FBx= 0,Fy=0 FCy + FBy= 0,MC=0 4FBy+4FBx= 0,联立求解上述六个方程，可求得：,FAx=40(kN） FAy=80(kN) FBx=40(kN) FBy= 40(kN) FCx=40(kN) FCy= 40(kN),y,FAy,请问此题到此是否已解毕？,P79 习题4-16(b) 续解,再取左半拱(不包括铰)为研究对象，画受力图，并建立坐标系如右图所示。,y,FBy,Fx=0,Fy=0,解得：,y,FAy,FBx,FBy,y,x,C,FQ,FCx,验证：铰链的轴销 C 受力图如下图所示,其中： FQ=158=120(kN) 是均布载荷对轴销 C的等效作用力， FCx、 FCy是右半拱对轴销C的作用力， 、 是左半拱对轴销C的作用力。,可见书中题4-16(b)的答案全错。,同理，题4-15(c)中的集中力 4kN也是作用在销轴B上而不是直接作用在杆上，正确答案是：固定端 A 的约束力为 FAy=2.5kN MA=10kNm； 铰链B处的约束力为FBAy=2.5kN FBCy= 1.5kN；支座C的约束力为 FCy = 1.5kN,FAy,FCy,长为l的梯子AB一端靠在墙壁上，另一端搁在地板上，如图所示。假设梯子与墙壁的接触是完全光滑的，梯子与地板之间有摩擦，其静摩擦因数为fs。梯子重量为W，重心在梯子的中间。今有一重为G的人沿梯子向上爬，已知梯子与地面的夹角为，求梯子不致下滑人的活动范围；如果要保证人爬到顶端而梯子不致下滑，求梯子与地面的夹角。,l,x,A,B,G,W,P100 题5-12,以梯AB为研究对象，人的位置用与下端距离 x 表示，梯子的受力如图，建坐标系。,解：,使梯子保持静止，必须满足下列平衡方程,解联立方程可得人的活动范围为：,由题意知，当 x= l 时，如上式仍能成立，则梯子永远保持平衡，故有：,（b）,（c）,（a）,P100 题5-12,P101 题5-13,，受力和坐标系如图所示，列平衡方程,F,A,N,P129 题 6-7,图示水平轴上装有两个凸轮，凸轮上分别作用已知力F1=800N和未知力F，如轴受力平衡，求力F和轴承约束力。,以凸轮轴为研究对象，画受力图并建立坐标系如图所示,列平衡方程：,my= 0 20F120F = 0,mx= 0 (40+60)FBz+40F = 0,mz= 0 (40+60+40)F1(40+60)FBx = 0,Fx= 0 F1+ FAx + FBx = 0,Fz= 0 F + FAz + FBz = 0,F = F1= 8000N; FBz=320N; FBx = 1120N,FAx= FBxF1 = 320N; FAz=FBzF = 480N,解联立方程组可得：,解：,P133题6-18(d) 求图示截面重心的位置(cm),解：将截面分为半圆、