《工程力学》课后习题解答

《工程力学》课后习题解答日1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。OAWABBOWABOBFBWFBAWAFAFOAWABOBWAFOAWBFAFABFAFBFBFFBAOBWAAOWFOAOFAWAAAECWWDBWWDBBa(b)ACWBAFBAFB《工程力学》课后习题解答AACWBAEFECEFWFDDBFBAFFACBFBFBAFAFAAFDDWDBFBAFACFBAWBACWBFBAB。qABACDAWFBABCWDFACBDWA’D’B’qqABF《工程力学》课后习题解答FAACWqFFFBABDBABFDFFDCAWCBFBFCBFACBDFFBWFFBAFDFqFABFAFFAFBx1-4试画出以下各题中指定物体的受力图。FBWADAAFCDBFBWADAFAxFFDFBADAADWBCFBFAFAADBA(f)ADBFD’BWFFDFBFF《工程力学》课后习题解答FCAFCBFBDAFABWBFBCBFABFBC(f)BWAA43BCF2yFFACFxFxBCF2F=0yF=0x15AC2315BCACNACBCBCaAD===A5F《工程力学》课后习题解答解:(1)取整体ABCD为研究对象,受力分析如图,画封闭的力三角形:FBCBFDADAFAFD由力三角形得FFFFFFFFFA=D=A==D=BCABAC2115F=FF=F=1.12FD2A2oBA解:(1)研究AB,受力分析并画受力图:FEFAαA(2)画封闭的力三角形:FDCFBFdAeFFBc相似关系:几何尺寸:11CE=BD=CDED=2求出约束反力:FFF=B=ACDCEED55CD244《工程力学》课后习题解答 CE1F=F=20=10kNBCD2F=EDF=520=10.4kNACD24F4BC68D6EAEFFDDEFEFBFAFF’DDF’33D3AFAF=F'=F=F=166.7NADE23=lBl=lABlFFAB=lBl=lABlFFAB《工程力学》课后习题解答Ml/2AlBMl/3ABlMl/2ABθla)受力分析,画受力图;A、B处的约束力组成一个力偶;列平衡方程:Ml/2BABlFBFAlFBM=0：F=FABBMMF=(b)受力分析,画受力图;A、B处的约束力组成一个力偶;Mll/3列平衡方程:M=0：F=FABBMMF=Bl(c)受力分析,画受力图;A、B处的约束力组成一个力偶;MFl/2FABABθlFBl《工程力学》课后习题解答列平衡方程:M=0Flcos9一M=0F=MBBlcos9M：F=F=ABlcos93-3齿轮箱的两个轴上作用的力偶如题图所示,它们的力偶矩的大小分别为M1=500Nm,M2AM1M2BFAFB解:(1)取整体为研究对象,受力分析,A、B的约束力组成一个力偶,画受力图;M=0Fl一M+MM=0B12MM500125F=1一2=MM500125Bl50：F=F=750NABBABM2M1OBC受力分析,画受力图:FC列平衡方程:CBM2FBFOAFOA+M=0A1《工程力学》课后习题解答M=0FBCsin30oM=0B2M1F=2==5N(2)研究AB(二力杆),受力如图:F’AABF’B可知:F'=F'=F=5NABBAFAM1FO列平衡方程:M=0AFFBAyFFBAy《工程力学》课后习题解答4-1试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN,力偶矩的单位为kN.m,长度单2BABDqqM=3AC2q=20M=8BBDCBD(b):(1)整体受力分析,画出受力图(平面任意力系);y2BABxDFxD(2)选坐标系Axy,列出平衡方程;FxAxF=0.4kNAAxBBF=0:y图所示。AyBF=1.24kNAy《工程力学》课后习题解答(c):(1)研究AB杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);qyqM=3BABxxxxFBFAyF(2)选坐标系Axy,列出平衡方程;BAy0F=0:FyAyFBBx图所示。AyB0AxBF2.12kNAxeCABD力图(平面任意力系);yM=8FAxFAxCCABDAFFxBFFxB(2)选坐标系Axy,列出平衡方程;F=0:F=0xAxAy图所示。B0F21kNB0AyBAy4-13活动梯子置于光滑水平面上,并在铅垂面内,梯子两部分AC与AB各重为Q,重心在A点,AAPElDlaBCxx《工程力学》课后习题解答解:(1):研究整体,受力分析,画出受力图(平面平行力系);AAyllaCFCPQQDEaaFBBB22CyBCB2l(3)研究AB,受力分析,画出受力图(平面任意力系);AAlQDFBFAyFAxFDhBa(4)选A点为矩心,列出平衡方程;xM(F)=0:AB2DMqMADABCaaaa《工程力学》课后习题解答解:(1)研究CD杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系);MyqdxMqDCxFxdxFCaaDCD0F=5kNDDyC0DF=25kNC(3)研究ABC杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系);yqdxqABCxABF’CFFBaACFFBaABy图所示。AC0AABC0B所示,载荷如图,试求刚架的支座约束力(尺寸单位为m,力的单位为3C3BABDABAB11kN,载荷集度单位为3D3Ax《工程力学》课后习题解答(2)研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);yyxxdxC3BABDFxDFAx4FFAy4FB(3)选坐标系Axy,列出平衡方程;xAxAy图所示。B1BAy1BAy(b):(1)研究CD杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);CFCFFCxxdxD3FD(2)选C点为矩心,列出平衡方程;CD0D(3)研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);《工程力学》课后习题解答yF=50xdx3ABxDABxFAxFAyF3FAyFB(4)选坐标系Bxy,列出平衡方程;AxAxxF=50kNAxBBAy0DFAyAyy图所示。Ay0BDBxa《工程力学》课后习题解答zzybBAACMDF解:(1)研究整体,受力分析,画出受力图(空间任意力系);FFFByFBy20oByDFAyFFAyAFAxxx《工程力学》课后习题解答FNFxFNFxxFFN1kN(+)x-)2kNFNxxBBCAFyFFABAC4AxAFF=ABABAF=ABABAF=ACACAF《工程力学》课后习题解答F=0FF=0y解得:Fsin300+Fsin450=0ABACFcos300+Fcos450F=0ABACFFAC222F=F=58.6kN(2)分别对两杆进行强度计算;=82.9MPa[]2度足够。dbFkNσS]=160llBA2CyFABFABFFACFFACF=F=2F=70.7kNFF=F=50kNFABAB《工程力学》课后习题解答(2)运用强度条件,分别对两杆进行强度计算;FAB50103160MPad20.0mmABA11d2S4ACAb2WACAb2W2FAC22F2FFAB31(2)运用强度条件,分别对两杆进行强度计算;2FFAB31160MPaF154.5kN412FFAC31160MPaF97.1kNACA1d242向变形△l。l1l2FFFBAB解:(1)用截面法求AB、BC段的轴力;FFFFNN2(2)分段计算个杆的轴向变形;12EAEA2001031002001035012作用,试计算杆内横截面固定等截面直杆,横截面的面积为A,承受轴向载荷作用,试计算杆内横截面上的最大拉应力与最大压应力。ABCDFl/3l/3l/3《工程力学》课后习题解答解:(1)对直杆进行受力分析;ABCDFFAFFB列平衡方程:F=0FF+FF=0xABx(2)用截面法求出AB、BC、CD段的轴力;F=FF=F+FF=FN1AN2AN3B(3)用变形协调条件,列出补充方程;l+l+l=0ABBCCD代入胡克定律;l=FlN1ABl=FlN2BCl=FlN3CDABEABCEACDEA求出约束反力:F=F=F/3AB(4)最大拉应力与最大压应力;F2FFF=N2==N1=l,maxA3Ay,maxA3AlaDF1Ba解:(1)对BD杆进行受力分析,列平衡方程;FNFN2FByN1FFBxBDFFlFFlFl《工程力学》课后习题解答BN1N2(2)由变形协调关系,列补充方程;21代之胡克定理,可得; EAEAN2N1解联立方程得:4F=FF=FN15N25 AbbFF6F6Fd解:(1)校核铆钉的剪切强度;14(2)校核铆钉的挤压强度;1F (=Fb=4=125MPa共[(]=340MPabsAd6bsb(3)考虑板件的拉伸强度;对板件受力分析,画板件的轴力图;2F/4F/4F/4F/4bF《工程力学》课后习题解答=FN1=4=125MPa[]=160MPa1A(b2d)61=FN1=F=125MPa[]=160MPa1A(bd)61R=2Fl/R=2Fl/l/《工程力学》课后习题解答0-2、试建立图示各梁的剪力与弯矩方程,并画剪力与弯矩图。qFBBAABBAl xF2FxB1BARARRAC=FRAC(2)列剪力方程与弯矩方程F=F(0xF=F(l/2xF=F(0xF=F(l/2xS111l)M=F(lx)(l/2xl)221(3)画剪力图与弯矩图FSFxFMxFl/2qBABx(1)列剪力方程与弯矩方程(0xl)F=qlqx=q(l(0xl)S44《工程力学》课后习题解答M=qlxqx2(0xl)142(2)画剪力图与弯矩图FSqlMM(-)x10-5图示各梁,试利用剪力、弯矩与载荷集度的关系画剪力与弯矩图。FFlFBABl/2ll/2Aql/2qlll/2qlBqBqBAl/2ll/2qBAl/4l/4l/4l/4qql2qB