工程力学作业题

PAGEPAGE7/7《工程力学》作业题一、填空题⒈力是物体间相互的 作用，力的作用效果是使物体的 发生变化，也可使物体生 （机械；运动状态；变形）平衡状态是物体相对于地球处于状态或者状态（匀速直线运动；静止）两个物体间的作用力与反作用力，总是分别作用在两个物体上（线）作用在同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的必要与充分条件是两力（方向相反；同一直线上）力偶的主要特性之一为：力偶不能用一个力来 ，也不能用一个力来 ，力偶只能用 （代替；平衡；力偶）（向）力矩的大小等于与的乘积（力的大小；力臂）约束力方向可以确定的约束（柔索约束；光滑面约束）平面任意力系的平衡条件为力系中所有各力在两个不同方向的坐标轴y上投影力系中所有的力对平面的力矩（代数和等于零；任一点；代数和等于零）10．构件的强度是的能力；构件的刚度是的能力（抵抗破坏；抵抗变形构件在外力作用下保持原有的能力称为稳定性（直线平衡状态）构件的承载能力，主要从 、 和 等三个方面衡量（够的强度；足够的刚度；足够的稳定性）在材料力学中，通常采用 求内力，应用这个方法求内力可分为 、 和 （截面法；截开；代替；平衡）弯曲正应力强度条件的数学表达式，应用此强度条件，可以进、 和确定承载能力三类强度计算（σmax＝(M/Wz)max≤［σ］；强度校核；选择截面尺寸）．构件因截面骤然改变而使横截面上的应力有局部陡增的现象称为 （应力集中） 是衡量梁弯曲变形程度的两个基本量（挠度；转角）压杆柔度λ与压杆长度l、截面惯性半径i有关（支承方式二、判断题（）⒈作用力与反作用力不能构成一平衡力系。（）⒉同一平面内作用线汇交于一点的三个力一定平衡。（ ）⒊刚体在AC三点受F2F360构成的力三角形恰好封闭。故刚体处于平衡状态。（）⒋力系在平面内任意一坐标轴上投影的代数和为零，则该力系不一定是平衡力系。（）⒌各力作用线互相平行的力系，都是平面平行力系。（）⒍作用于刚体上的力，其作用线可在刚体上任意平行移动，其作用效果不变。（）⒎脆性材料的抗压能力优于抗拉能力。（）⒏剪切和挤压总是同时产生，所以剪切面和挤压面是同一个面。（）⒐用相同数量材料制成的长度相等的空心圆轴和实心圆轴，空心圆轴的承载能力大。() ⒑对称循环应力的应力比为－1。（）11．平面汇交力系的合力一定大于任何一个分力。（）12．平面任意力系简化后，其主矢量与简化中心无关，主矩与简化中心有关。（ 同。（ ）14．挤压变形实际上就是轴向压缩变形。（ ）151。（）16．无论梁的截面形状如何，只要截面面积相等，则抗弯截面系数就相等。（）17．当受压细长杆所受轴向压力达到或超过压杆的临界载荷时，压杆将失稳。1．√；2．×；3．×；4．√；5．×；6．×；7．√；8．×；9．√；10．√；11．×；12．√；13．×；14．×；15．√；16．×；17．√。三、选择题三个力F，F，F的大小均不为零，其中F

沿同一作用线，刚体处于（ 。1 2 3 1 2平衡状态B．不平衡状态C．可能平衡，也可能不平衡举重时，双手向上推杠铃，杠铃向下压在手上。但终归将杠铃举起。因此这二力的关系是（ 。手推杠铃的力大于杠铃对手的压力BC．推力和压力等值、反向、共线，同时分别作用于人手和杠铃两个物体上，符合作用与反作用公3．下列说法正确的是( )。AB．力偶可以等效与一个力C．作用在同一个平面上的两个力偶。如果大小相等，则可以说这两个力偶等效D．同时改变力偶中力的大小和力臂的长短，则力偶对刚体的作用效果必改变关于作用力与反作用力，描述正确的是( )。A．为使物体运动，作用力和反作用力肯定不等B．作用力和反作用力方向可以相同，也可以相反C．作用力和反作用力可以沿同一条直线，也可以不沿同一条直D．作用力和反作用力分别作用在两个物体上5．下列约束属于柔索约束的是( )。A．活动铰链支座 B．链条 C．光滑面约束 D．圆柱6．力偶对物体的转动效果取决于下列哪个要素( )。A．力的大小 B．力的转向 C．力臂的大小 D．力偶矩的大7．下面哪一个因素不是力作用物体的三要素之( )。A．力的作用点 B．力的数量 C．力的方向D．力的大小8．已知一杆件承受轴向载荷（受压杆件长度为0.2m，横截面积A=600mm2，杆件的应力是少MPa?( )。A．－100； B．100； C．10；D．－10已知一杆件承受轴向载荷(受)F=36kN，杆件长度为0.2m，横截面积杆件变形量( 。A．0.225； B．－0.225； C．－2.25；D．2.25A，B两杆的材料、长度及其横截面积均相同，而所受轴向力的关系为ΔLA=（ ）ΔLB。A.1 B. 2 C. 1/2在校核材料的剪切和挤压强度时，当其中有一个超过许用值时，强度就（。不够 B. 足够 C. 无法判断长度为L的简支梁上作用了均布载荷根据剪力弯矩和分布载荷间的微分关系可以确（ 。剪力图为水平直线，弯矩图是抛物线 B．剪力图是抛物线，弯矩图是水平直线C．剪力图是斜直线，弯矩图是抛物线 D．剪力图是抛物线，弯矩图是斜直线13．当驱动物体的外力的合力作用线与摩擦面法线所成的夹角不大于摩擦角时，物体总是处于（ ）态。A．平衡 B．运动 C．无法判断14．图示为一传动轴上齿轮的布置方案，其中对提高传动轴扭转强度有利的是（ A． B．四、作图题作轴力图。1）8-1。8-2。画出图示杆的轴力图。FNFN+FxO-2F1）例9-1；2）习题9-1；3）习题9-4；4） 作出下图中各梁的弯矩图。1）例10-2；10-3；10-4；10-7。2）3）AFC2）3）AFCDBFaaaAFFBMFa/3（+）xo（－Fa/3Ba aMxo (-)3Fa五、计算题1．习题3-1 F M（3-1a提示：①选梁AB为研究对象，画出其受力图。 A②列平面力偶系平衡方程。 BFΣM=0，—M+F·l=0） AFF F A B l

AB10.2kN200N） AB52．习题4-13（提示：①首先选整体为研究对象，画出其受力图。列平面平行力系平衡方程。ΣMc(F)=0,－F×2lcosα＋Q×(2lcosα－＋P×

FoP oo1 2Q Qα α B B α αCacos

＋Q×lcos/2=0ΣF=0,F＋F－Q－Q－P=0

FB FCB Ca解得：F=Q＋ PB Fa AyF=Q＋ P AC FAx②再选AB部分为研究对象，画出其受力图。列平衡方程，求DE绳子的拉力。ΣMA(F)=0，－F

o1D QFFlcos

B T TF(QaP) B αFT3．

2h l B(提示：①首先选整体为研究对象，画出其受力图。列平面任意力系平衡方程求A、B两支座的约束反力。CFFFCBA B DYDFDAx FF AyFTEW

A αBD D Ax DX FF BAyΣFx=0,FAx－FT=0FAX=FT=W=12kNΣMA(F)=0,－FT×(1.5－r)－W×(2＋r)＋FB×4=0FB=12×1.5＋12×2/4=10.5kNΣFy=0,FAY＋FB－W=0FAY=W－FB=12－10.5=1.5kN②再选AB杆为研究对象，设二力杆CB受拉，画出AB杆的受力图。ΣMD(F)=0,－FAY×2＋FB×2＋FCB×sinα×2=0FBF AYFFB

1.510.5 15kNCB sin1.5/ 1.5222AqFB1.5/ 1.5222AqFBL解：选AB建立图示坐标系。列平衡方程求解。F0 FAxF 0 FAyF

0yFFq=qLFAyL/2BAFxAxLqLyFFq=qLFAyL/2BAFxAxLqLF0 MAM (F)0 MA

AyFLFL0q 26．习题8-157．AC6．习题8-157．AC80mm×80mm×7mm钢组成,杆AB10为[σ]=170MPa[F]。1）轴力分析AC杆受压，则AC杆与BC分别为FF，根据节点AN1 N2ΣFx=0,F－Fcos30°=0N2 N1

M FA

LFL401160180kNm2 2ΣFy=0,Fsin30°－F=0N1得F=2F，F=1.732F①N1 N2确定FNACA（1086×10-6m2）×2=2172×10-6m2ABA=(14301 2×10-6m2)×2=2860×10-6m2。根据强度条件得FN≤[σ]A，并将A和A代入上式，可求得1 2[F]=369.24kN,[F]=486.20kNN1 N2[F]和[F]代入①中，便得到各杆强度要求所算出的许可载荷为N1 N2[F]=[F]/2=184.6kNN1[F]=[F]/1.732=280.7kNN2所以该结构的许可载荷应取[F]=184.6kN。汽车离合器踏板如图所示。已知踏板受力Q=628N1的直径d=10mm，杠杆臂L=300mm，L=50mm，1 2拉杆材料的许用应力[σ]=50MPa。试校核拉杆的强度。F=3140N②求拉杆上所受内力F。F=3140N②求拉杆上所受内力F。N由截面法可得F=F=3140NN③校核拉杆强度。拉杆横截面上的工作应力FFA d2/4 3.14102N31404 40MPa∵σ＜[σ]∴拉杆强度足够。)]=240MPa。试求拉杆的许可荷载。bs（提示：由剪切变形的强度条件得F≤[σ]A=[σ]×πdh1]=240MPa。试求拉杆的许可荷载。bs（提示：由剪切变形的强度条件得F≤[σ]A=[σ]×πdh1=100×3.14×20×12=75360N=75.36kN由挤压变形的强度条件得F≤[σ]A=[σ]×(πD2－πd2)/4bs 2 bs=240×3.14×(322－202)/4=177849.6N=177.85kN∵拉杆正常工作需同时满足剪切和挤压的强度条件∴拉杆的许可荷载[F]=75.36kN。10． 14-4AB，由电机带动。已知电机通过联轴器作用在截面AM=1kN·m，皮1带紧边与松边的X力分别为FN与F/ ，且F=2F

，轴承C、B间的距离l=200mm，皮带轮的直N N N径D=300mm，轴AB的直径d=50mm，轴用钢制成，许用应力[σ]=160MPa，试按第四强度理论校核轴AB的强度。（（）两步与书P302例14-4相同。（3）按第四强度理论校核轴AB的强度。M2M22

32 (1.01031000)21000)2

107.85MPa[]所r4 W 503以轴AB的强度足够。（）外力分析P（）外力分析PABP′矩，见图a，其值为P′=P=1kNm=P×140=140kN·