工程力学二第三次作业题及答案【整理版】.doc

第3次作业一、填空题（本大题共10分，共 5 小题，每小题 2 分）1. 为塑性材料拉扭组合变形下危险点的应力状态，分析应选择第 _ 强度理论。2. 定轴转动刚体上任一点速度的大小，等于刚体的 _ 与该点的转动半径的乘积。3. 运动学中把所研究的物体抽象为 _ 和 _ 两种模型4. 疲劳破坏的特点是 _ 、 _ 、 _ 、 _ 。5. 假设一支枪射出子弹的质量、速度都相同,用这支枪分别射击原来静止在光滑水平面上质量相同的物体A、B,子弹射中A后留在其中;射中B后,穿出B。物体A、B获得的速度分别为vA、vB,则vA _ vB二、计算题（本大题共60分，共 10 小题，每小题 6 分）1. 半径为r的圆管，以匀角速度绕轴AB转动，小球M以匀速率u在圆管内运动。试分别写出如下结果。动点：动坐标：相对运动：牵连运动：牵连速度：相对速度：牵连加速度：相对加速度：哥氏加速度： 2. 如图(a)所示，两匀质圆盘A和B的质量相等，半径相同，各置于光滑水平面上，并分别受到大小相同的力F和F作用，由静止开始运动。若F /F，分析在运动开始以后到相同的任一瞬时，两圆盘动能TA和TB的关系。3. 构件中危险点的应力状态如图所示。试选择合适的强度理论对以下两种情形作强度校核：1. 构件为钢制 x = 45MPa ,y = 135MPa , z = 0, xy=0,许用应力= 160MPa。 2. 构件材料为铸铁 x=20MPa ,y =-25MPa, z=30MPa, xy= 0, = 30MPa。 4. 如图所示，一动点从点O开始沿半径为R的圆周作匀加速运动，初速度为零。当动点的法向加速度的大小等于切向加速度的大小的两倍时，求动点走过的弧长s所对应的圆心角的值。5. 已知点的运动方程为：x =3t, y =0.5 t2 +2t。其中x ,y的单位为m，t的单位为s。求t=2s时，该点的速度、加速度以及曲率半径。6. 图示压杆截面尺寸如图，在xoy平面内两端为球形铰，在oz平面内，A、B、C三处均受球形约束作用。试比较该压杆在xoz平面内和在oy平面内的稳定性。7. 一桁架中的压杆由优质碳钢制成s306MPa，p280MPa，E=210GPa，长度L=703mm，截面为圆形，直径d45mm，轴向压力P=41.6kN，稳定安全系数取nst 9，试校核其稳定性。（12分）8. 平面机构由两匀质杆AB、BO组成，两杆的质量均为m，长度均为l，在铅垂平面内运动，如图所示。在杆AB上作用一不变的力偶矩M，从图示位置角时由静止开始运动。不计摩擦，求当点A刚碰到铰支座O时A端的速度。（10分）9. 圆形截面折杆受力如图示。已知L=1.2m，a=0.75m，折杆直径d=100mm，P=8kN，材料的容许应力=160MPa。试按第四强度理论校核该折杆的强度。10. 如图所示系统中，滚子A和定滑轮B都是半径为r的匀质圆盘，重量均为P1，重物C重为P2。B轮与绳无相对滑动，绳的自重不计，并认为绳是不可伸长的。当滚子沿倾角为的斜面向下作纯滚动时（），试求：滚子中心A的加速度。（10分）三、问答题（本大题共30分，共 5 小题，每小题 6 分）1. 图示两圆环分别绕O1 ,O2轴转动，已知角速度1,2均为常量，如何求两圆环接触点M的速度和加速度？2. 如图所示，盛满液体的水池侧壁上开有不同高度的小孔，试证明从一半液体高度的小孔中流出的水射程最远。3. 图中，三个相同的定滑轮，其角加速度相同，对吗？4. 如图 (a)、(b)、(c)、(d)所示动点M的ac的大小和方向对吗？5. 如图(a)所示圆轮在OA杆上以匀角速度1纯滚动，则圆轮的惯性力如图所示，对吗？答案：一、填空题（10分，共 5 题，每小题 2 分）1. 参考答案：第三或第四解题方案：掌握强度理论基本概念和计算方法评分标准：答对给全分，答错不给分2. 参考答案：角速度解题方案：掌握刚体的基本运动基本概念评分标准：答对给全分，答错不给分3. 参考答案：点 刚体解题方案：运动学中把物体抽象为点和刚体两种模型评分标准：每回答对一空得一分4. 参考答案：破坏时应力低于材料的强度极限，甚至低于材料的屈服极限；疲劳破坏需经历多次应力循环后才能出现；破坏时一般无明显的塑性变形，即表现为脆性断裂，在破坏的断口上，通常有光滑和粗粒状两个区域。解题方案：循环应力下构件的疲劳强度评分标准：回答“破坏时应力低于材料的强度极限，甚至低于材料的屈服极限；疲劳破坏需经历多次应力循环后才能出现；破坏时一般无明显的塑性变形，即表现为脆性断裂，在破坏的断口上，通常有光滑和粗粒状两个区域。”获得9分，每空3分。5. 参考答案：大于解题方案：应用动量定理评分标准：填大于得三分，否则零分。二、计算题（60分，共 10 题，每小题 6 分）1. 参考答案：解题方案：评分标准：2. 参考答案：解题方案：评分标准：3. 参考答案：解题方案：评分标准：4. 参考答案：解题方案：评分标准：5. 参考答案：解题方案：评分标准：6. 参考答案： 结论： xoy 平面内的稳定性较好 解题方案：稳定的概念评分标准：7. 参考答案：解 ：先求可应用欧拉公式的最小柔度p解题方案：压杆稳定性的校核评分标准：8. 参考答案：解题方案：动能定理评分标准：9. 参考答案： 解题方案：常用的强度理论评分标准：10. 参考答案：解题方案：动能定理评分标