工程力学试题.ppt

图示结构 试求杆件AB CB的应力 已知F 20kN 斜杆AB为直径20mm的圆截面杆 水平杆CB为15 15的方截面杆 作业3 AC为50 50 5的等边角钢 AB为10号槽钢 120MPa 确定许可载荷F 作业4 已知F1 10kN F2 20kN F3 35kN F4 25kN 试画出图示杆件的轴力图 作业5 传动轴 已知转速n 300r min 主动轮A输入功率PA 45kW 三个从动轮输出功率分别为PB 10kW PC 15kW PD 20kW 试绘轴的扭矩图 作业6 已知 P 7 5kW n 100r min 最大切应力不得超过40MPa 空心圆轴的内外直径之比 0 5 二轴长度相同 作业7 传动轴的转速为n 500r min 主动轮A输入功率P1 400kW 从动轮C B分别输出功率P2 160kW P3 240kW 已知 70MPa 1 m G 80GPa 1 试确定AC段的直径d1和BC段的直径d2 2 若AC和BC两段选同一直径 试确定直径d 3 主动轮和从动轮应如何安排才比较合理 作业八 作弯矩图 寻找需要校核的截面 要同时满足 分析 非对称截面 要寻找中性轴位置 T型截面铸铁梁 截面尺寸如图示 试校核梁的强度 目录 作业九 已知拖架D处承受载荷F 10kN AB杆外径D 50mm 内径d 40mm 材料为Q235钢 E 200GPa 100 nst 3 校核AB杆的稳定性 作业十 目录 运动学 曲柄摆杆机构已知 OA r OO1 l图示瞬时OA OO1求 摆杆O1B角速度 1 作业十一 运动学 已知 凸轮半径求 j 60o时 顶杆AB的加速度 作业十二 运动学 作业十三已知 曲柄连杆机构OA AB l 取柄OA以匀 转动 求 当 45 时 滑块B的速度及AB杆的角速度 作业十四质量为M的大三角形柱体 放于光滑水平面上 斜面上另放一质量为m的小三角形柱体 求小三角形柱体滑到底时 大三角形柱体的位移 动力学 动力学 已知 作业十五 作业3答案 图示结构 试求杆件AB CB的应力 已知F 20kN 斜杆AB为直径20mm的圆截面杆 水平杆CB为15 15的方截面杆 解 1 计算各杆件的轴力 设斜杆为1杆 水平杆为2杆 用截面法取节点B为研究对象 45 目录 2 计算各杆件的应力 目录 作业4答案 AC为50 50 5的等边角钢 AB为10号槽钢 120MPa 确定许可载荷F 解 1 计算轴力 设斜杆为1杆 水平杆为2杆 用截面法取节点A为研究对象 2 根据斜杆的强度 求许可载荷 查表得斜杆AC的面积为A1 2 4 8cm2 目录 2 7失效 安全因数和强度计算 3 根据水平杆的强度 求许可载荷 查表得水平杆AB的面积为A2 2 12 74cm2 4 许可载荷 目录 作业5答案 已知F1 10kN F2 20kN F3 35kN F4 25kN 试画出图示杆件的轴力图 解 1 计算各段的轴力 AB段 BC段 CD段 2 绘制轴力图 目录 解 1 计算外力偶矩 作业6答案 传动轴 已知转速n 300r min 主动轮A输入功率PA 45kW 三个从动轮输出功率分别为PB 10kW PC 15kW PD 20kW 试绘轴的扭矩图 由公式 2 计算扭矩 3 扭矩图 已知 P 7 5kW n 100r min 最大切应力不得超过40MPa 空心圆轴的内外直径之比 0 5 二轴长度相同 求 实心轴的直径d1和空心轴的外直径D2 确定二轴的重量之比 解 首先由轴所传递的功率计算作用在轴上的扭矩 实心轴 作业七答案 空心轴 d2 0 5D2 23mm 确定实心轴与空心轴的重量之比 长度相同的情形下 二轴的重量之比即为横截面面积之比 实心轴 d1 45mm 空心轴 D2 46mm d2 23mm 传动轴的转速为n 500r min 主动轮A输入功率P1 400kW 从动轮C B分别输出功率P2 160kW P3 240kW 已知 70MPa 1 m G 80GPa 1 试确定AC段的直径d1和BC段的直径d2 2 若AC和BC两段选同一直径 试确定直径d 3 主动轮和从动轮应如何安排才比较合理 解 1 外力偶矩 作业八答案 2 扭矩图 按刚度条件 3 直径d1的选取 按强度条件 按刚度条件 4 直径d2的选取 按强度条件 5 选同一直径时 6 将主动轮安装在两从动轮之间 受力合理 作弯矩图 寻找需要校核的截面 要同时满足 分析 非对称截面 要寻找中性轴位置 T型截面铸铁梁 截面尺寸如图示 试校核梁的强度 作业九答案 目录 2 求截面对中性轴z的惯性矩 1 求截面形心 解 目录 4 B截面校核 3 作弯矩图 目录 5 C截面要不要校核 4 B截面校核 3 作弯矩图 目录 梁满足强度要求 解 CD梁 AB杆 已知拖架D处承受载荷F 10kN AB杆外径D 50mm 内径d 40mm 材料为Q235钢 E 200GPa 100 nst 3 校核AB杆的稳定性 作业十答案 目录 AB杆 AB为大柔度杆 AB杆满足稳定性要求 目录 解 取OA杆上A点为动点 摆杆O1B为动系 基座为静系 绝对速度 va r 方向 OA相对速度 vr 方向 O1B牵连速度 ve 方向 O1B 运动学 曲柄摆杆机构已知 OA r OO1 l图示瞬时OA OO1求 摆杆O1B角速度 1 作业十一答案 运动学 由速度合成定理va vr ve作出速度平行四边形如图示 解 取杆上的A点为动点 动系与凸轮固连 运动学 已知 凸轮半径求 j 60o时 顶杆AB的加速度 请看动画 作业十二答案 绝对速度va 方向 AB 相对速度vr 方向 CA 牵连速度ve v0 方向 运动学 由速度合成定理 做出速度平行四边形 如图示 运动学 绝对加速度 aa 方向 AB 待求 相对加速度 art 方向 CA 方向沿CA指向C 牵连加速度 ae a0 方向 因牵连运动为平动 故有 运动学 作加速度矢量图如图示 将上式投影到法线上 得 整理得 注 加速度矢量方程的投影是等式两端的投影 与静平衡方程的投影关系不同 解 机构中 OA作定轴转动 AB作平面运动 滑块B作平动 基点法 合成法 研究AB 以A为基点 且方向如图示 运动学 作业十三答案已知 曲柄连杆机构OA AB l 取柄OA以匀 转动 求 当 45 时 滑块B的速度及AB杆的角速度 运动学 根据速度投影定理 速度投影法研究AB 方向 OA 方向沿BO直线 不能求出 试比较上述三种方法的特点 运动学 速度瞬心法研究AB 已知的方向 因此可确定出P点为速度瞬心 作业十四答案质量为M的大三