09化工机械班工程力学2答案.doc

09化工设备维修技术专业工程力学试题2答案一、 填空题：（共15分每空1分）1、 pa2、 45度，滑移线3、 两4、 力矩5、 代数和6、 1/167、 逆时针8、 力9、 滑动，静10、 法向反力11、 压力12、 均匀13、 抗压 二、（共10分）（1）（5分） （2）（5分） 三、简答题(共25分每题5分)1. 试简述求解超静定梁方法的步骤。确定超静定次数；解除多余约束，用相应的反力代替；根据相应的变形协调条件建立补充议程；求解方程，解出多余约束反力，从而解出全部未知力。（各1分）2.为什么空心圆轴比实心圆轴更能充分发挥材料的作用？圆轴扭转时横截面上应力呈线性分布，越接近截面中心，应力越小，那里的材料就没有充分发挥作用。作成空心轴，使得截面中心处的材料安置到轴的外缘，材料得到了充分利用,而且也减轻了构件的自重。3如何提高梁弯曲刚度？一选择合理的梁截面：选择截面系数与截面积比值较大的， 采用中性轴为截面对称轴的截面。二合理安排载荷降低梁的最大弯矩：减小跨度；分散布置载荷。三采用变截面梁。4试述提高构件疲劳强度的主要措施？ 构件外形的影响（应力集中会显著降低构件的疲劳极限）构件尺寸的影响（随着试件横截面尺寸的增大，疲劳极限会相应地降低）构件表面质量的影响（表面质量越高，疲劳极限越高）5试根据欧拉公式来说明选择压杆截面形状的原则由欧拉公式知（），在其它条件不变的情况下，选择较大的轴惯性矩I，可以提高压杆的稳定性。对于轴类零件，只要结构和工艺允许，可以采用圆环形截面。至于矩形截面，设想把中性轴附近的材料移到边缘处，可采用工字型截面，或槽型钢。四、计算题：（共50分每题10分）1、图示阶梯形杆AC，F=10 kN，l1= l2=400 mm，A1=2A2=100 mm2，E=200GPa，试计算杆AC的轴向变形l。2FFFl1l2ACB解：(1) 用截面法求AB、BC段的轴力；(2) 分段计算个杆的轴向变形； 2、均质梯长为l，重为P，B端靠在光滑铅直墙上，如图所示，已知梯与地面的静摩擦因数fsA，求平衡时q=？PABCqlPABCqminlDjfjfFRFB解：(1) 研究AB杆，当A点静滑动摩擦力达到最大时，画受力图(A点约束力用全约束力表示)；由三力平衡汇交定理可知，P、FB、FR三力汇交在D点；(2) 找出qmin和j f的几何关系；(3) 得出q角的范围；3、某传动轴，转速n=300 r/min(转/分），轮1为主动轮，输入的功率P1=50 kW，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为P2=10 kW，P3=P4=20 kW。(1) 试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩。(2) 若将轮1与论3的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。8008008001432P4P3P2P1解：(1) 计算各传动轮传递的外力偶矩；(2) 画出轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩；T(Nm) x(+)318.31273.4636.7(-)(3) 对调论1与轮3，扭矩图为；T(Nm) x(+)636.7955636.7(-)所以对轴的受力有利。4、图示矩形截面钢梁，承受集中载荷F与集度为q的均布载荷作用，试确定截面尺寸b。已知载荷F=10 kN，q=5 N/mm，许用应力 =160 Mpa。1mmBAqF1mm1mmb2bRARB解：(1) 求约束力：(2) 画出弯矩图：xM3.75kNm2.5kNm(+)(-)(3) 依据强度条件确定截面尺寸解得：5、图示两端球形