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工程力学2(材料力学)习题解答

工程力学2(材料力学)习题解答
工程力学2(材料力学)习题解答

《工程力学2习题解

答》

建筑1001班

陈飞

力学教研室编著

1-2. 试求图示结构mm 和nn 两截面上的内力,并指出AB 和BC 两杆属何种基

本变形。

解:(1)求约束反力:取杆AB 为研究对象

∑∑∑=?-?==-+===0

233 003 00

0BC

A

BC

A

A

N M N Y Y X X 解得:

kN Y kN N A BC 1 2==

(2)求m-m 截面内力:将杆AB 沿截面m-m 截开, 取左半部分

kNm Y M kN Y Q A m-m A m m 11 1=?===-

AB 杆发生弯曲变形。

(3)求n-n 截面内力:取杆BC 为研究对象,截开n-n 截面

kN N N BC n n 2==-

BC 杆发生拉伸变形

1-3. 拉伸试件A 、B 两点的距离l 称为标距,在拉力作用下,用引伸仪量出两点

距离的增量为Δl =5×10-2

mm 。若l 的原长为l =10cm ,试求A 、B 两点间的平均应变。

解:平均应变为

42105100

105Δ--?=?==l l m

ε 1-4. 图示三角形薄板因受外力而变形。角点B 垂直向上的位移为0.03mm ,但AB

和BC 仍保持为直线。试求沿OB 的平均应变,并求AB 、BC 两边在B 点夹角的变化。

解:(1) 求OB 方向的平均线应变

n

4105.2120

03

.0Δ120-?===

==l l mm OA OB m ε (2)求AB 与BC 两边的角应变

4105.2'

22-?=-=

OB AO arctg πγ

2-1. 试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面的轴力, 并作轴力图。

解: (a)

(1)求约束反力

kN

R R X 500203040 0==-++-=∑

(2)求截面1-1的轴力

kN

N N

R X 500

011

==+-=∑

(3)求截面2-2的轴力

kN

N N

R X 100

40 022

==++-=∑

(4)求截面3-3的轴力

(a) (b)

kN

N N

R X 200

3040 033

-==+++-=∑

(5)画轴力图

(b)

(1)求截面1-1的轴力

01=N

(2)求截面2-2的轴力 P

N

40

22

=

(3)求截面3-3的轴力

P

N P P N

X 30

4 033

==-+=∑

(4)画轴力图

2-2. 作用图示零件上的拉力P=38kN ,试问零件内最大拉应力发生于哪个横截面

上?并求其值。

解:(1)1-1截面

MPa A P 86.6720

)2250(3

103811=?-?==ζ

(2)2-2截面

MPa A P 33.6315

20210383

22=???==ζ

(3)3-3截面

MPa A P 24.452

15)2250(10383

33=??-?==ζ

(4)最大拉应力

MPa 86.671m ax ==ζζ

2-3. 在图示结构中,若钢拉杆BC 的横截面直径为10mm ,试求拉杆内的应力。

设由BC 联接的两部分均为刚体。

3 3

解:(1)以刚体CAE 为研究对象

∑=?-?+?= 035.15.4 0'

P N N m

C E A

(2)以刚体BDE 为研究对象

075.05.1 0=?-?=∑B E D

N N m

(3)联立求解

kN

N N N N N C E

E C B 6 '

=∴==

(4)拉杆内的应力

MPa A N B 4.7610

41062

3=???==πζ 2-4. 图示结构中,1、2两杆的横截面直径分别为10mm 和20mm ,试求两杆内

的应力。设两根横梁皆为刚体。

解:(1)以整体为研究对象,易见A 处的水平约束反力为零; (2)以AB 为研究对象

由平衡方程知

0===A B B R Y X

(3)以杆BD

由平衡方程求得

KN

N N N

Y KN

N N m

C

200

10 01001101 0212

11==--===?-?=∑∑

(4)杆内的应力为

1

MPa A N MPa A N 7.6320

41020127104101023

2222

3111=???==

=???==πζπζ

2-7. 某拉伸试验机的示意图如图所示。设试验机的CD 杆与试样AB 同为低碳钢

制成,σp =200MPa ,σs =240MPa ,σb =400MPa 。试验机的最大拉力为10kN 。 (1)用这试验机作拉断试验时试样最大直径可达多少? (2)设计时若取安全系数n=2,则CD 杆的截面面积为多 少?

(3)若试样的直径d=10mm ,今欲测弹性模量E 则所加拉 力最大不应超过多少?

解:(1)试样拉断时

mm

P d d P

A

N B B

84.17400

10100224

13

max max

2=??==∴≥=πζζπ

(2)设计时若取安全系数n=2,则

n

A N

S ζζ=≤][ 所以CD 杆的截面面积为

23833240

2

10100mm n N A S CD

=??=?≥ζ

(3)测弹性模量E ,则

P A

N

ζ≤

所加最大拉力为

KN N A N P 7.1515708104

1

2002max ==???=?=πζ

2-10. 冷镦机的曲柄滑块机构如图所示。镦压工件时连杆接近水平位置,承受的

镦压力P=1100kN 。连杆的截面为矩形,高与宽之比为h/b=1.4。材料为45钢,许用应力为[σ]=58MPa ,试确定截面尺寸h 和b 。

解:强度条件为

][ζ≤A

P

又因为 A = bh = 1.4b 2 , 所以

[]mm

.b .h mm

P b 9162414.11658

4.11011004.13

≥==??=≥ζ 2-11. 图示双杠夹紧机构,需产生一对20kN 的夹紧力,试求水平杆AB 及二斜

杆BC 和BD 的横截面直径。设三杆的材料相同,[σ]=100MPa ,α=30o

解:(1)以杆CO 为研究对象

kN

S l S l N m

o 1.23030cos 0)(10

1

==??-?=∑

(2)以铰B 为研究对象

kN

P S S

Y S S P X 1.23030cos 30cos 0030sin 30sin 00

2

010

2

01=∴=?+?-==?-?-=∑∑ (3)由强度条件得三杆的横截面直径

[]mm P d d d BD

BC AB 2.17100

101.23223

=??=?≥==πζπ

2-13. 图示简易吊车的AB 杆为木杆,BC 杆为钢杆。木杆AB 的横截面面积

A 1=100cm 2,许用应力[σ]1=7MPa ;钢杆BC 的相应数据是:A 2=6cm 2,[σ]2=160MPa 。试求许可吊重P 。

解: 以铰B 为研究对象

P

N P N N N

Y P N X 2 732.1030cos 0030sin 02102

10

2

==∴=-==-?=∑∑ 由强度条件

P

S1

S2

P

kN

P kN P A N

A N 4.40 48][ ][2122

2111≤≤∴≤≤ζζ

许可吊重

kN P 4.40][=

2-16. 变截面杆如图所示。已知:A 1=8cm 2,A 2=4cm 2,E=200GPa 。求杆件的总

伸长?l 。

解:

kN N kN N 40 2021=-=

所以杆件的总伸长

mm EA L N EA L N l 075.0400

102002001040800102002001020Δ3

333222111=????+????-=+= 2-19. 在图示结构中,设AB 和CD 为刚杆,重量不计。铝杆EF 的l 1=1m ,

A 1=500mm 2,E 1=70GPa 。钢杆AC 的l 2=1.5m ,A 2=300mm 2,E 2=200GPa 。若载荷作用点G 的垂直位移不得超过2.5mm 。试求P 的数值。

解:(1)由平衡条件求出EF 和AC 杆的内力

P N N N P N N AC EF AC

4

3

32 2112=====

(2)求G 处的位移

2

2221111212243)ΔΔ23

(21)ΔΔ(21Δ21ΔA E l N A E l N l l l l l l A C G +=+=+==

(3)由题意

kN

P P P A E Pl A E Pl mm

l G 1125.2300

102001500500107010009212143435.23

3222111≤∴≤???+????=??+??≤ 2-27. 在图示简单杆系中,设AB 和AC 分别是直径 为20mm 和24mm 的圆截面

杆,E=200GPa ,

解:(1)以铰A 为研究对象,计算杆AB 和杆

AC 的受力

kN N kN N AC AB 66.3 48.4==

(2)两杆的变形为

()伸长mm πEA l N l AB

AB

AB AB

201.0420

1020045cos 2000

1048.4230

3=??

??

?==

Δ

()缩短mm πEA l N l AC

AC AC AC 0934.0424

1020030cos 2000

1066.3230

3=??

??

?==

Δ (3)如图,A 点受力后将位移至A ’,所以A 点的垂直位移为AA ’’

mm

ctg A A l A A AA A A mm

A A ctg A A ctg A A A mm AA AA AA AA A A A A

AB A 249.00355.0284.0 4545sin /Δ 035.0

4530

A 0972.030sin /45sin /A

ΔAA 0033004301024343431=-='''-=''-=''=∴='''∴'''+'''==-=-='=δ 又中在图中

2-35. 受预拉力10kN 拉紧的缆索如图所示。若在C 点再作用向下15kN 的力,并设缆索不能承受压力。试求在h=l /5和h=4l /5两种情况下,AC 和BC 两段内的内力。

解:设铰A 、B 的约束反力为Y A 、Y B ;

则有

015 Y Y B A =-+

AC 段和BC 段的轴力

10 5+=-=B AB B AC Y N Y N

变形协调条件为

AB BC AC l l l ΔΔΔ=+

当h=l /5时

KN

N KN Y EA l

EA l EA l 2 3105/4)10(Y 5/)5(Y AC B B B -===

++- 而缆索只能受拉不能受压,则

KN N N BC AC 15 0 ==

当h=4l /5时

KN

N KN N KN Y EA

l

EA l Y EA l Y BC AC B B B 22 712105/)10(5/4)5(====

++- 2-36. 在图示结构中,设AC 梁为刚杆,杆件1、2、3的横截面面积相等,材料

相同。试求三杆的轴力。

解:(1)以刚杆AC 为研究对象,其受力和变形情况如图所示

(2)由平衡方程

2 0)(0

03

2

3

2

1

=+==-++=∑∑a N a N F m P N N N Y A

(3)由变形协调条件

Δ2ΔΔ 231l l l =+

(4)由物理关系

Δ Δ Δ332211EA

l N l EA l

N l EA l N l ===

(5)联立求解得

P N P N P N 6

1 31 65321-===

2-38. 图示支架的三根杆的材料相同,杆1的横截面面积为200mm 2,杆2为

300mm 2,杆3为400mm 2。若P=30kN ,试求各杆内的应力。

解:(1)铰A 的受力及变形如图所示

(2)由平衡方程

30sin )( 0 0

30cos 30cos 00

3

1

1

3

2

=-+==-+=∑∑P N N Y N N N X

(3)由变形几何关系

2

310

21

02321310

1

40

21Δ3ΔΔ30sin 30cos ΔΔ30cos ΔΔ30sin 30cos Δl l l l l l l A A A A AA AA l AA +=∴?-=+

===

(4)由物理关系

N1

2

313

3332222111130cos Δ Δ Δl l l EA l N l EA l

N l EA l N l =

====

(5)得补充方程

022321=--N N N

(6)解联立方程得

)(64.34 )(04.8 )(36.25321受压受拉受拉KN N KN N KN N ===

(7)计算各杆应力

MPa A N MPa A N

MPa A N 6.86 8.26 1273

33222111-======

ζζζ 2-40. 阶梯形钢杆的两端在t 1=5o C 时被固定,杆件的A 1=500mm 2,A 2=1000mm 2。当温度升高到t 2=25o C 时,试求杆内各部分的应力。设钢的E=200GPa ,α=12.5×10-6/o C 。

解:阶梯杆的受力如图所示,由平衡条件可得 由平衡条件可得

21R R =

由温度升高引起的阶梯杆伸长为

a t t tl l t 2)(ΔΔ12-==αα

由两端反力引起的阶梯杆缩短为

2

211ΔEA a

R EA a R l +=

由变形关系

0ΔΔ=-t l l

求得约束力

KN R R 3.3321==

计算应力

KN A R MPA A R 3.33 7.662

12111-=-=-=-

=ζζ 2-42. 在图示结构中,1、2两杆的抗拉刚度同为E 1A 1,3杆为E 3A 3。3杆的长度

为l +δ,其中δ为加工误差。试求将3杆装入AC 位置后,1、2、3杆的内力。

解:3杆装入后,三杆的铰接点为A 1,此时3杆将缩短,而1杆和2杆将伸长,

A 1受力分析

由平衡方程

00 0X 321

12=-+==-=∑∑N N N

Y N N

由变形谐调条件

αδcos )Δ(Δ31l l -=

由物理关系

N3

工程力学材料力学_知识点_及典型例题

作出图中AB杆的受力图。 A处固定铰支座 B处可动铰支座 作出图中AB、AC杆及整体的受力图。 B、C光滑面约束 A处铰链约束 DE柔性约束 作图示物系中各物体及整体的受力图。 AB杆:二力杆 E处固定端 C处铰链约束

(1)运动效应:力使物体的机械运动状态发生变化的效应。 (2)变形效应:力使物体的形状发生和尺寸改变的效应。 3、力的三要素:力的大小、方向、作用点。 4、力的表示方法: (1)力是矢量,在图示力时,常用一带箭头的线段来表示力;(注意表明力的方向和力的作用点!) (2)在书写力时,力矢量用加黑的字母或大写字母上打一横线表示,如F、G、F1等等。 5、约束的概念:对物体的运动起限制作用的装置。 6、约束力(约束反力):约束作用于被约束物体上的力。 约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反。 约束力的作用点,在约束与被约束物体的接处 7、主动力:使物体产生运动或运动趋势的力。作用于被约束物体上的除约束力以外的其它力。 8、柔性约束:如绳索、链条、胶带等。 (1)约束的特点:只能限制物体原柔索伸长方向的运动。 (2)约束反力的特点:约束反力沿柔索的中心线作用,离开被约束物体。() 9、光滑接触面:物体放置在光滑的地面或搁置在光滑的槽体内。 (1)约束的特点:两物体的接触表面上的摩擦力忽略不计,视为光滑接触面约束。被约束的物体可以沿接触面滑动,但不能沿接触面的公法线方向压入接触面。 (2)约束反力的特点:光滑接触面的约束反力沿接触面的公法线,通过接触点,指向被约束物体。() 10、铰链约束:两个带有圆孔的物体,用光滑的圆柱型销钉相连接。 约束反力的特点:是方向未定的一个力;一般用一对正交的力来表示,指向假定。()11、固定铰支座 (1)约束的构造特点:把中间铰约束中的某一个构件换成支座,并与基础固定在一起,则构成了固定铰支座约束。

工程力学_静力学与材料力学课后习题答案

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。 解: 1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。 (a) B (b) (c) (d) A (e) A (a) (b) A (c) A (d) A (e) (c) (a)

解: 1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。 解: (e) B B (a) B (b) (c) F B (a) (c) F (b) (d) (e) F

1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 拱ABCD ;(b) 半拱AB 部分;(c) 踏板AB ;(d) 杠杆AB ;(e) 方板ABCD ;(f) 节点B 。 解: (d) D (e) F Bx (a) (b) (c) (d) D (e) W (f) (a) D (b) B (c) B F D F

1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 结点A,结点B;(b) 圆柱A和B及整体;(c) 半拱AB,半拱BC及整体;(d) 杠杆AB,切刀CEF及整体;(e) 秤杆AB,秤盘架BCD及整体。 解:(a) (b) (c) (d) AT F BA F (b) (e)

(c) (d) (e) C A A C ’C D D B

2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接,另一端均与墙面铰接,如图所示,F 1和F 2作用在销钉C 上, F 1=445 N ,F 2=535 N ,不计杆重,试求两杆所受的力。 解:(1) 取节点C 为研究对象,画受力图,注意AC 、BC 都为二力杆, (2) 列平衡方程: 1 214 0 sin 60053 0 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N =?+-==?--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。 2-3 水平力F 作用在刚架的B 点,如图所示。如不计刚架重量,试求支座A 和D 处的约束 力。 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: (2) F 1 F F D F F A F D

天津大学工程力学习题答案

3-10 求图示多跨梁支座A 、C 处的约束力。已知M =8kN ·m ,q =4kN/m ,l =2m 。 解:(1)取梁BC 为研究对象。其受力如图(b)所示。列平衡方程 (2)取整体为研究对象。其受力如图(c)所示。列平衡方程 3-11 组合梁 AC 及CD 用铰链C 连接而成,受力情况如图(a)所示。设F =50kN , q =25kN/m ,力偶矩M =50kN ·m 。求各支座的约束力。 F B kN 1842494902 332, 0=??===? ?-?=∑ql F l l q l F M C C B kN 62431830 3, 0=??+-=+-==?-+=∑ql F F l q F F F C A C A y m kN 32245.10241885.1040 5.334, 022?=??+??-=+?-==??-?+-=∑ql l F M M l l q l F M M M C A C A A

解:(1)取梁CD 为研究对象。其受力如图(c)所示。列平衡方程 (2)取梁AC 为研究对象。其受力如图(b)所示,其中F ′C =F C =25kN 。列平衡方程 F C (b) (c) ′C kN 254 50 252420124, 0=+?=+= =-??-?=∑M q F M q F M D D C kN 254 50256460324, 0=-?=-= =-??+?-=∑M q F M q F M C C D ) kN(252 25225250222021212, 0↓-=?-?-='--= =?'-??-?+?-=∑C A C A B F q F F F q F F M kN 1502 25425650246043212, 0=?+?+='++==?'-??-?-?=∑C B C B A F q F F F q F F M

工程力学试题及答案

《工程力学Ⅱ》期末考试试卷 ( A 卷) (本试卷共4 页) 一、填空题(每空2分,共12分) 1、强度计算问题有三种:强度校核, ,确定许用载荷。 2、刚度是指构件抵抗 的能力。 3、由等值、反向、作用线不重合的二平行力所组成的特殊力系称为 ,它对物体只产生转动效应。 4、确定杆件内力的基本方法是: 。 5、若钢梁和铝梁的尺寸、约束、截面、受力均相同,则它们的内力 。 6、矩形截面梁的横截面高度增加到原来的两倍,最大正应力是原来的 倍。 二、单项选择题(每小题5分,共15分) 1、实心圆轴直径为d,所受扭矩为T ,轴内最大剪应力多大?( ) A. 16T/πd 3 B. 32T/πd 3 C. 8T/πd 3 D. 64T/πd 3 2、两根拉杆的材料、横截面积和受力均相同,而一杆的长度为另一杆长度的两倍。下面的答案哪个正确?( ) A. 两杆的轴向变形都相同 B. 长杆的正应变较短杆的大 C. 长杆的轴向变形较短杆的大 D. 长杆的正应力较短杆的大 3、梁的弯曲正应力( )。 A 、与弯矩成正比 B 、与极惯性矩成反比 C 、与扭矩成正比 D 、与轴力正比 三、判断题(每小题3分,共15分) 1、平面一般力系向一点简化,可得到主失和主矩。( ) 2、力偶在坐标轴上的投影不一定等于零。( ) 3、材料的弹性模量E 和泊松比μ都是表征材料弹性的常量。( ) 4、杆件变形的基本形式是:轴向拉伸、压缩、扭转、弯曲( ) 5、外伸梁、简支梁、悬臂梁是静定梁。( ) 四、计算题(本题满分20分) 矩形截面木梁如图所示,已知P=10kN ,a =1.2m ,木材的许用应力 [ ]=10MPa 。设梁横 截面的高宽比为h/b =2,试:(1)画梁的弯矩图; (2)选择梁的截面尺寸b 和h 。 五、计算题(本题满分20分) 传动轴AB 传递的 功率为Nk=7.5kw, 轴的 转速n=360r/min.轴题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 得分 阅卷人 得分 阅卷 得分 阅卷人 得分 阅卷人 得分 阅卷人

工程力学试题库材料力学

材料力学基本知识 复习要点 1. 材料力学的任务 材料力学的主要任务就是在满足刚度、强度和稳定性的基础上,以最经济的代价,为构件确定合理的截面形状和尺寸,选择合适的材料,为合理设计构件提供必要的理论基础和计算方法。 2. 变形固体及其基本假设 连续性假设:认为组成物体的物质密实地充满物体所在的空间,毫无空隙。 均匀性假设:认为物体内各处的力学性能完全相同。 各向同性假设:认为组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。 小变形假设:认为构件在荷载作用下的变形与构件原始尺寸相比非常小。 3. 外力与内力的概念 外力:施加在结构上的外部荷载及支座反力。 内力:在外力作用下,构件内部各质点间相互作用力的改变量,即附加相互作用力。内力成对出现,等值、反向,分别作用在构件的两部分上。 4. 应力、正应力与切应力 应力:截面上任一点内力的集度。 正应力:垂直于截面的应力分量。 切应力:和截面相切的应力分量。 5. 截面法 分二留一,内力代替。可概括为四个字:截、弃、代、平。即:欲求某点处内力,假想用截面把构件截开为两部分,保留其中一部分,舍弃另一部分,用内力代替弃去部分对保留部分的作用力,并进行受力平衡分析,求出内力。 6. 变形与线应变切应变 变形:变形固体形状的改变。 线应变:单位长度的伸缩量。 练习题 一. 单选题 1、工程构件要正常安全的工作,必须满足一定的条件。下列除()项,

其他各项是必须满足的条件。 A、强度条件 B、刚度条件 C、稳定性条件 D、硬度条件 2、物体受力作用而发生变形,当外力去掉后又能恢复原来形状和尺寸的性质称 为() A.弹性B.塑性C.刚性D.稳定性 3、结构的超静定次数等于()。 A.未知力的数目B.未知力数目与独立平衡方程数目的差数 C.支座反力的数目D.支座反力数目与独立平衡方程数目的差数 4、各向同性假设认为,材料内部各点的()是相同的。 A.力学性质 B.外力 C.变形 D.位移 5、根据小变形条件,可以认为() A.构件不变形 B.结构不变形 C.构件仅发生弹性变形 D.构件变形远小于其原始尺寸 6、构件的强度、刚度和稳定性() A.只与材料的力学性质有关 B.只与构件的形状尺寸有关 C.与二者都有关 D. 与二者都无关7、 在下列各工程材料中,()不可应用各向同性假设。 A.铸铁 B.玻璃 C.松木 D.铸铜 二. 填空题 1. 变形固体的变形可分为和。 2. 构件安全工作的基本要求是:构件必须具有、和足够 的稳定性。(同:材料在使用过程中提出三方面的性能要求,即、、。) 3. 材料力学中杆件变形的基本形式有 。 4. 材料力学中,对变形固体做了 四个基本假设。 、、和、、、

工程力学材料力学答案-第十章

10-1 试计算图示各梁指定截面(标有细线者)的剪力与弯矩。 解:(a) (1) 取A +截面左段研究,其受力如图; 由平衡关系求内力 0SA A F F M ++== (2) 求C 截面内力; 取C 截面左段研究,其受力如图; 由平衡关系求内力 2 SC C Fl F F M == (3) 求B -截面内力 截开B -截面,研究左段,其受力如图; 由平衡关系求内力 SB B F F M Fl == q B (d) (b) (a) SA+ M A+ SC M C A SB M B

(b) (1) 求A 、B 处约束反力 e A B M R R l == (2) 求A +截面内力; 取A +截面左段研究,其受力如图; e SA A A e M F R M M l ++=-=- = (3) 求C 截面内力; 取C 截面左段研究,其受力如图; 22 e e SC A A e A M M l F R M M R l +=-=- =-?= (4) 求B 截面内力; 取B 截面右段研究,其受力如图; 0e SB B B M F R M l =-=- = (c) (1) 求A 、B 处约束反力 e M A+ M C B R B M B

A B Fb Fa R R a b a b = =++ (2) 求A +截面内力; 取A +截面左段研究,其受力如图; 0SA A A Fb F R M a b ++== =+ (3) 求C -截面内力; 取C -截面左段研究,其受力如图; SC A C A Fb Fab F R M R a a b a b --== =?=++ (4) 求C +截面内力; 取C +截面右段研究,其受力如图; SC B C B Fa Fab F R M R b a b a b ++=-=- =?=++ (5) 求B -截面内力; 取B -截面右段研究,其受力如图; 0SB B B Fa F R M a b --=-=- =+ (d) (1) 求A +截面内力 取A +截面右段研究,其受力如图; A R SA+ M A+ R A SC- M C- B R B M C+ B R B M q B M

《工程力学》课后习题与答案全集

工程力学习题答案 第一章 静力学基础知识 思考题:1. ×;2. √;3. √;4. √;5. ×;6. ×;7. √;8. √ 习题一 1.根据三力汇交定理,画出下面各图中A 点的约束反力方向。 解:(a )杆AB 在A 、B 、C 三处受力作用。 由于力p u v 和B R u u v 的作用线交于点O 。 如图(a )所示,根据三力平衡汇交定理, 可以判断支座A 点的约束反力必沿 通过A 、O 两点的连线。 (b )同上。由于力p u v 和B R u u v 的作用线 交于O 点,根据三力平衡汇交定理, 可判断A 点的约束反力方向如 下图(b )所示。 2.不计杆重,画出下列各图中AB 杆的受力图。 解:(a )取杆AB 为研究对象,杆除受力p u v 外,在B 处受绳索作用的拉力B T u u v ,在A 和E 两处还受光滑接触面约束。约束力A N u u u v 和E N u u u v 的方向分别沿其接触表面的公法线, 并指向杆。其中力E N u u u v 与杆垂直, 力A N u u u v 通过半圆槽的圆心O 。 AB 杆受力图见下图(a )。 (b)由于不计杆重,曲杆BC 只在两端受铰销B 和C 对它作用的约束力B N u u u v 和C N u u u v , 故曲杆BC 是二力构件或二力体,此两力的作用线必须通过B 、C 两点的连线,且 B N = C N 。研究杆两点受到约束反力A N u u u v 和B N u u u v ,以及力偶m 的作用而 平衡。根据力偶的性质,A N u u u v 和B N u u u v 必组成一力偶。 (d)由于不计杆重,杆AB 在A 、C 两处受绳索作用的拉力A T u u v 和C T u u v ,在B 点受到支 座反力B N u u u v 。A T u u v 和C T u u v 相交于O 点, 根据三力平衡汇交定理, 可以判断B N u u u v 必沿通过

工程力学试题以及答案

一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.如图所示的平面汇交力系中,F 1=4kN ,F 2,F 3=5kN ,则该力系在两个坐标轴上的投影为( ) A.X= 12B. X=12, Y=0 D. X=-12 2.如图所示,刚架在C 点受水平力P 作用,则支座A 的约束反力N A 的方向应( ) A.沿水平方向 B.沿铅垂方向 C.沿AD 连线 D.沿BC 连线 3.如图所示,边长a=20cm 的正方形匀质薄板挖去边长b=10cm 的正方形,y 轴是薄板对称轴,则其重心的y 坐标等于( ) A.y C =1123 cm B.y C =10cm C.y C = 712 cm D.y C =5cm 4.如图所示,边长为a 的正方体的棱边AB 和CD 上作用着大小均为F 的两个方向相反的力,则二力对x 、y 、z 三轴之矩大小为 ( ) A.m x (F )=0,m y (F )=Fa ,m z (F )=0 B.m x (F )=0,m y (F )=0,m z (F )=0 C. m x (F )=Fa ,m y (F )=0,m z (F )=0 D. m x (F )=Fa ,m y (F )=Fa ,m z (F )=Fa 5.图示长度为l 的等截面圆杆在外力偶矩m 作用下的弹性变形能为U ,当杆长为2l 其它条件不变时,杆内的弹性变形能为( ) A.16U

B.8U C.4U D.2U 6.图示结构为( ) A.静定结构 B.一次超静定结构 C.二次超静定结构 D.三次超静定结构 7.工程上,通常脆性材料的延伸率为( ) A.δ<5% B. δ<10% C. δ<50% D. δ<100% 8.如图,若截面图形的z轴过形心,则该图形对z轴的( ) A.静矩不为零,惯性矩为零 B.静矩和惯性矩均为零 C.静矩和惯性矩均不为零 D.静矩为零,惯性矩不为零 9.图示结构,用积分法计算AB梁的位移时,梁的边界条件为( ) A.y A≠0 y B=0 B.y A≠0 y B≠0 C.y A=0 y B≠0 D.y A=0 y B=0 10.图示为材料和尺寸相同的两个杆件,它们受到高度分别为h和2办的重量Q的自由落体的冲击,杆1的动荷系数K d1和杆2的动荷系数K d2应为( ) A.K d2>K d1 B.K d1=1 C.K d2=1 D.K d2

工程力学材料力学部分习题答案

工程力学材料力学部分习题答案

b2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件,两端受轴向载荷P 的作用,试计算截面1-1和2-2上的应力。已知:P = 140kN ,b = 200mm ,b 0 = 100mm ,t = 4mm 。 题图2.9 解:(1) 计算杆的轴力 kN 14021===P N N (2) 计算横截面的面积 21m m 8004200=?=?=t b A 202mm 4004)100200()(=?-=?-=t b b A (3) 计算正应力 MPa 1758001000140111=?== A N σ MPa 350400 1000 140222=?== A N σ (注:本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内,横截面面积小的截面为该段 的危险截面) 2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸,力P=10kN ,求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ,并问m ax τ发生在哪一个截面? 解:(1) 计算杆的轴力 kN 10==P N (2) 计算横截面上的正应力 MPa 50100 2100010=??==A N σ (3) 计算斜截面上的应力 MPa 5.37235030cos 2 230 =??? ? ???==ο ο σσ

MPa 6.212 3250)302 sin(2 30=?= ?= οο σ τ MPa 25225045cos 2 245 =??? ? ???==οο σσ MPa 2512 50 )452 sin(2 45=?= ?= οο σ τ (4) m ax τ发生的截面 ∵ 0)2cos(==ασα τα d d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α 因此:2 2π α= , ο454 == π α 故:m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。 (注:本题的结果告诉我们,如果拉压杆处横截面的正应力,就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。对于拉压杆而言,最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上,最大正应力发生在横截面上,横截面上剪应力为零) 2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ,P =10kN ,l 1=l 2=400mm ,A 1=2A 2=100mm 2,E =200GPa 。试计算杆AC 的轴向变形Δl 。 题图2.17 解:(1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图 kN 101==P N (拉) kN 102-=-=P N (压)

工程力学练习题及参考答案

一、判断题(正确的在括号中打“√”,错误的在括号中打“×”。) 1、加减平衡力系公理一般不适用于一个变形体。(√) 2、合力一定比分力大。(×) 3、物体相对于地球静止时,它一定平衡;物体相对于地球运动时,它一定不平衡。(×) 4、约束力的作用位置在约束与被约数物体的相互接触处。(√) 5、凡是只受到两个力作用的杆件都是二力杆件。(×) 6、汇交力系中各个力的作用点为同一点。(×) 7、力偶矩的单位与力矩的单位是相同的。(√) 8、力偶不能够合成为一个力,也不能用一个力来等效替代。(√) 9、平面一般力系的主矢与简化中心无关。(√) 10、平面力系与其作用面内的两个不同点简化,有可能得到主矩相等,但力系的主矢和主矩都不为零。(×) 11、平面汇交力系中各力在任意轴上投影的代数和分别等于零,则该力系平衡。(√) 12、一个汇交力系如果不是平衡力系,则必然有合力。(√) 13、在应用平面汇交力系的平衡方程解题时,所选取的两个投影轴必须相互垂直。(×) 14、平面力系的平衡方程可以是三个彼此独立的投影式的平衡方程。(×) 15、材料力学的任务是尽可能保证构件的安全工作。(√) 16、作用在刚体上的力偶可以任意平移,而作用在变形固体上的力偶一般不能平移。(√) 17、线应变是构件中单位长度的变形量。(√) 18、若构件无位移,则其内部不会产生内力。(×) 19、用圆截面低碳钢试件做拉伸试验,试件在颈缩处被拉断,断口呈杯锥形。(√) 20、一般情况下,脆性材料的安全系数要比塑性材料取得小些。(×) 21、胡克定律只适用于弹性变形范围内。(√) 22、塑性材料的应力-应变曲线中,强化阶段的最高点所对应的应力为强度极限。(√) 23、发生剪切变形的构件都可以称为剪切构件。(×) 24、在剪切构件中,挤压变形也是一个次要的方面。(×) 25、构件的挤压面和剪切面一般是垂直的。(√) 26、针对剪切和挤压,工程中采用实用计算的方法,是为了简化计算。(×) 27、受扭杆件的扭矩,仅与杆件受到的外力偶矩有关,而与杆件的材料及其横截面的大小和形状无关。(√) 28、根据平面假设,圆轴扭转时,横截面变形后仍保持平面。(√) 29、轴的受力特点是受到一对大小相等、转向相同、作用面与杆的轴线垂直的力偶的作用。(×) 30、若两梁的跨度、承受载荷及支撑相同,但材料和横截面面积不同,则两梁的剪力图和弯矩图不一定相同。(×) 31、最大弯矩必然发生在剪力为零的横截面上。(×) 32、控制梁弯曲强度的主要因素是最大弯矩值。(×) 33、在等截面梁中,正应力绝对值的最大值必然出现在弯矩值最大的截面上。(√) 34、力偶在任一轴上投影为零,故写投影平衡方程时不必考虑力偶。(√)

工程力学习题集

第9章 思考题 在下面思考题中A 、B 、C 、D 的备选答案中选择正确的答案。(选择题答案请参见附录) 9.1 若用积分法计算图示梁的挠度,则边界条件和连续条件为。 (A) x=0: v=0; x=a+L: v=0; x=a: v 左=v 右,v /左=v /右。 (B) x=0: v=0; x=a+L: v /=0; x=a: v 左=v 右,v /左=v /右。 (C) x=0: v=0; x=a+L: v=0,v /=0; x=a: v 左=v 右。 (D) x=0: v=0; x=a+L: v=0,v /=0; x=a: v /左=v /右。 9.2梁的受力情况如图所示。该梁变形后的挠曲线为图示的四种曲线中的 (图中挠曲线的虚线部分表示直线,实线部分表示曲线)。 x x x x x (A) (B) (C) (D)

9.3等截面梁如图所示。若用积分法求解梁的转角和挠度,则以下结论中 是错误的。 (A) 该梁应分为AB 和BC 两段进行积分。 (B) 挠度的积分表达式中,会出现4个积分常数。 (C) 积分常数由边界条件和连续条件来确定。 (D) 边界条件和连续条件的表达式为:x=0:y=0; x=L,v 左=v 右=0,v/=0。 9.4等截面梁左端为铰支座,右端与拉杆BC 相连,如图所示。以下结论中 是错误的。 (A) AB 杆的弯矩表达式为M(x)=q(Lx-x 2)/2。 (B) 挠度的积分表达式为:y(x)=q{∫[∫-(Lx-x 2)dx]dx+Cx+D} /2EI 。 (C) 对应的边解条件为:x=0: y=0; x=L: y=?L CB (?L CB =qLa/2EA)。 (D) 在梁的跨度中央,转角为零(即x=L/2: y /=0)。 9.5已知悬臂AB 如图,自由端的挠度vB=-PL 3/3EI –ML 2/2EI,则截面C 处的 挠度应为。 (A) -P(2L/3)3/3EI –M(2L/3)2/2EI 。 (B) -P(2L/3)3/3EI –1/3M(2L/3)2/2EI 。 (C) -P(2L/3)3/3EI –(M+1/3 PL)(2L/3)2/2EI 。 (D) -P(2L/3)3/3EI –(M-1/3 PL)(2L/3)2/2EI 。 A x A x M

工程力学课后习题答案

第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中,未画出重力的各物体的自重不计,所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体(不包括销钉与支座)的受力图。 解:如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体(不包括销钉与支座)以及物体系统整体受力图。 解:如图 F B B (b)

(c) C (d) C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i)

(j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成,如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解:如图 ' D 1.4题1.4图示齿轮传动系统,O1为主动轮,旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解: 1 o x F 2o x F 2o y F o y F F F' 1.5结构如题1.5图所示,试画出各个部分的受力图。

解: 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1=2kN ,F 2=3kN ,F 3=lkN , F 4=2.5kN ,方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 00 1 42 3c o s 30c o s 45c o s 60 c o s 45 1.29 Rx F X F F F F KN = =+- -=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用,已知F 1=1kN ,F 2=2kN ,F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解:2.2图示可简化为如右图所示 23cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 0(,)tan 6.2Ry R Rx F F X arc F ∠==- 2.3 力系如题2.3图所示。已知:F 1=100N ,F 2=50N ,F 3=50N ,求力系的合力。 解:2.3图示可简化为如右图所示 080 arctan 5360 BAC θ∠=== 32cos 80Rx F X F F KN θ==-=∑ 12sin 140Ry F Y F F KN θ==+=∑ 161.25R F KN == ( ,)tan 60.25Ry R Rx F F X arc F ∠= = 2.4 球重为W =100N ,悬挂于绳上,并与光滑墙相接触,如题2.4 图所示。已知30α=,

工程力学材料力学答案

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,长度单位为m,分布载荷集度为kN/m。(提示:计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 解: (b):(1) 整体受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy,列出平衡方程; 约束力的方向如图所示。 (c):(1) 研究AB杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy,列出平衡方程; 约束力的方向如图所示。 (e):(1) 研究CABD杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Axy,列出平衡方程; 约束力的方向如图所示。 4-5 AB梁一端砌在墙内,在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物D,设重物的重量为G,又AB长为b,斜绳与铅垂线成角,求固定端的约束力。 解:(1) 研究AB杆(带滑轮),受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选坐标系Bxy,列出平衡方程; 约束力的方向如图所示。 4-7 练钢炉的送料机由跑车A和可移动的桥B组成。跑车可沿桥上的轨道运动,两轮间距离为2 m,跑车与操作架、平臂OC以及料斗C相连,料斗每次装载物料重W=15 kN,平臂长OC=5 m。设跑车A,操作架D和所有附件总重为P。作用于操作架的轴线,问P至少应多大才能使料斗在满载时跑车不致翻倒? 解:(1) 研究跑车与操作架、平臂OC以及料斗C,受力分析,画出受力图(平面平行力系); (2) 选F点为矩心,列出平衡方程; (3) 不翻倒的条件; 4-13 活动梯子置于光滑水平面上,并在铅垂面内,梯子两部分AC和AB各重为Q,重心在A点,彼此用铰链A和绳子DE连接。一人重为P立于F处,试求绳子DE的拉力和B、C两点的约束力。 解:(1):研究整体,受力分析,画出受力图(平面平行力系); (2) 选坐标系Bxy,列出平衡方程; (3) 研究AB,受力分析,画出受力图(平面任意力系); (4) 选A点为矩心,列出平衡方程; 4-15 在齿条送料机构中杠杆AB=500 mm,AC=100 mm,齿条受到水平阻力FQ的作用。已知Q=5000 N,各零件自重不计,试求移动齿条时在点B的作用力F是多少? 解:(1) 研究齿条和插瓜(二力杆),受力分析,画出受力图(平面任意力系); (2) 选x轴为投影轴,列出平衡方程; (3) 研究杠杆AB,受力分析,画出受力图(平面任意力系); (4) 选C点为矩心,列出平衡方程; 4-16 由AC和CD构成的复合梁通过铰链C连接,它的支承和受力如题4-16图所示。已知均布载荷集度q=10 kN/m,力偶M=40 kN m,a=2 m,不计梁重,试求支座A、B、D的约束力和铰链C所受的力。 解:(1) 研究CD杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系); (2) 选坐标系Cxy,列出平衡方程;

最新工程力学(静力学与材料力学)第四版习题答案

静力学部分 第一章基本概念受力图

2-1 解:由解析法, 23cos 80RX F X P P N θ==+=∑ 12sin 140RY F Y P P N θ==+=∑ 故: 22161.2R RX RY F F F N =+= 1(,)arccos 2944RY R R F F P F '∠==

2-2 解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有 123cos45cos453RX F X P P P KN ==++=∑ 13sin 45sin 450 RY F Y P P ==-=∑ 故: 223R RX RY F F F KN =+= 方向沿OB 。 2-3 解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。 (a ) 由平衡方程有: 0X =∑ sin 300 AC AB F F -= 0Y =∑ cos300 AC F W -= 0.577AB F W =(拉力) 1.155AC F W =(压力) (b ) 由平衡方程有:

0X =∑ cos 700 AC AB F F -= 0Y =∑ sin 700 AB F W -= 1.064AB F W =(拉力) 0.364AC F W =(压力) (c ) 由平衡方程有: 0X =∑ cos 60cos300 AC AB F F -= 0Y =∑ sin 30sin 600 AB AC F F W +-= 0.5AB F W = (拉力) 0.866AC F W =(压力) (d ) 由平衡方程有: 0X =∑ sin 30sin 300 AB AC F F -= 0Y =∑ cos30cos300 AB AC F F W +-= 0.577AB F W = (拉力) 0.577AC F W = (拉力)

工程力学课后习题答案解析

《工程力学》复习资料 1.画出(各部分)的受力图 (1)(2) (3) 2.力F作用在边长为L正立方体的对角线上。设Oxy平面与立方体的底面ABCD相平行,两者之间的距离为h,试求力F对O点的矩的矢量表达式。

解:依题意可得:?θcos cos ??=F F x ?θsin cos ??=F F y θsin ?=F F z 其中33sin = θ 3 6cos =θ 45=? 点坐标为:()h l l ,, 则 () 3 ) ()(33 33333j i h l F k F j F i F F M +?+= -+-= 3.如图所示力系由F 1,F 2,F 3,F 4和F 5组成,其作用线分别沿六面体棱边。已知:的F 1=F 3=F 4=F 5=5kN, F 2=10 kN ,OA=OC/2=。试求力系的简化结果。 解:各力向O 点简化 .0.0 .523143=-==-==+-=C O F A O F M C B F A O F M C O F C O F M Z Y X 即主矩的三个分量 kN F F Rx 55== kN F F Ry 102== kN F F F F RZ 5431=+-= 即主矢量为: k j i 5105++ 合力的作用线方程 Z y X == 2 4.多跨梁如图所示。已知:q=5kN ,L=2m 。试求A 、B 、D 处的约束力。

取CD 段 0=∑ci M 02 12 =-?ql l F D 解得 kN F D 5= 取整体来研究, 0=∑iy F 02=+?-+D B Ay F l q F F 0=∑ix F 0=Ax F 0=∑iA M 032=?+?-?l F l ql l F D B 联合以上各式,解得 kN F F Ay A 10-== kN F B 25= 5.多跨梁如图所示。已知:q=5kN ,L=2m ,ψ=30°。试求A 、C 处的约束力。(5+5=10分) 取BC 段 0=∑iy F 0cos 2=?+?-?C B F l q F 0=∑ix F 0sin =?-?C Bx F F

工程力学试题及答案

《工程力学A (Ⅱ)》试卷(答题时间100分钟) 班级 姓名 班级序号 一、单项选择题(共10道小题,每小题4分,共40分) 1.关于下列结论的正确性: ①同一截面上正应力 σ 与切应力 τ 必相互垂直。 ②同一截面上各点的正应力 σ 必定大小相等,方向相同。 ③同一截面上各点的切应力 τ 必相互平行。 现有四种答案: A .1对; B .1、2对; C .1、3对; D . 2、3对。 正确答案是: 。 2.铸铁拉伸试验破坏由什么应力造成?破坏断面在什么方向?以下结论哪一个是正确的? A .切应力造成,破坏断面在与轴线夹角45o方向; B .切应力造成,破坏断面在横截面; C .正应力造成,破坏断面在与轴线夹角45o方向; D .正应力造成,破坏断面在横截面。 正确答案是: 。 3.截面上内力的大小: A .与截面的尺寸和形状有关; B .与截面的尺寸有关,但与截面的形状无关; C .与截面的尺寸和形状无关; D.与截面的尺寸无关,但与截面的形状有关。 正确答案是: 。 4.一内外径之比为D d /=α的空心圆轴,当两端承受扭转力偶时,横截面上的最大切应力为τ,则内圆周处的切应力为 A .τ B .ατ C.τα)1(3- D.τα)1(4- 正确答案是: 。

9.图示矩形截面拉杆,中间开有深度为 2 h 的缺口,与不开口的拉杆相比,开口处最 A.2倍; B.4倍; C.8倍; D.16倍。 正确答案是:。 10.两根细长压杆的横截面面积相同,截面形状分别为圆形和正方形,则圆形截面压

试用叠加法求图示悬臂梁自由端截面B 的转角和挠度,梁弯曲刚度EI 为常量。 2F a a A B C Fa 四、计算题(本题满分10分) 已知材料的弹性模量 GPa E 200=,泊松比25.0=ν,单元体的应力情况如图所示,试求该点的三个主应力、最大切应力及沿最大主应力方向的主应变值。 MPa

工程力学材料力学答案-第十一章解析

11-6 图示悬臂梁,横截面为矩形,承受载荷F 1与F 2作用,且F 1=2F 2=5 kN ,试计算梁内的 最大弯曲正应力,及该应力所在截面上K 点处的弯曲正应力。 解:(1) 画梁的弯矩图 (2) 最大弯矩(位于固定端): max 7.5 M kN = (3) 计算应力: 最大应力: K 点的应力: 11-7 图示梁,由No22槽钢制成,弯矩M =80 N.m ,并位于纵向对称面(即x-y 平面)内。 试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。 解:(1) 查表得截面的几何性质: 4020.3 79 176 z y mm b mm I cm === (2) 最大弯曲拉应力(发生在下边缘点处) ()30max 8 80(7920.3)10 2.67 17610x M b y MPa I σ -+-?-?-?===? 6max max max 22 7.510176 408066 Z M M MPa bh W σ?====?6max max 33 7.51030 132 ******** K Z M y M y MPa bh I σ????====? x M 1 z M M z

(3) 最大弯曲压应力(发生在上边缘点处) 30max 8 8020.3100.92 17610 x M y MPa I σ ---???===? 11-8 图示简支梁,由No28工字钢制成,在集度为q 的均布载荷作用下,测得横截面C 底 边的纵向正应变ε=3.0×10-4,试计算梁内的最大弯曲正应力,已知钢的弹性模量E =200 Gpa ,a =1 m 。 解:(1) 求支反力 31 44 A B R qa R qa = = (2) 画内力图 (3) 由胡克定律求得截面C 下边缘点的拉应力为: 49max 3.010******* C E MPa σε+-=?=???= 也可以表达为: 2 max 4C C z z qa M W W σ+== (4) 梁内的最大弯曲正应力: 2 max max max 993267.5 8 C z z qa M MPa W W σσ+ = === q x x F S M

工程力学材料力学答案-第十一章

11-6图示悬臂梁,横截面为矩形,承受载荷最大 弯曲正应力,及该应力所在截面上 F1与F2作用,且F1=2F2=5 kN,试计算梁内的 K点处的弯曲正应力。 M max =7.5 kN 解:(1)查表得截面的几何性质: y0 =20.3 mm b = 79 mm I 176 cm4 (2)最大弯曲拉应力(发生在下边缘点处) 解:⑴画梁的弯矩图 1m 40 80 y ------ ”z 30最大弯矩(位于固定端) CT + max M(b-y。) = 80X79-20.3)X0」2.67 MPa lx 176 10’ ⑶ 最大应力: 计算应力: max M max W Z M bh2 max 6 7 5^10 - ------- =176 MPa 40 80 K点的应力: y l z M max bh 7爲106330 =132 MPa 40 803 12 M=80 N.m, 试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。 11-7图示梁,由No22槽钢制成,弯矩 12 并位于纵向对称面(即x-y平面)内。

(3)最大弯曲压应力(发生在上边缘点处) y 。 max 80 20.3 10 176 10' =0.92 MPa 11-8图示简支梁,由No28工字钢制成,在集度为q的均布载荷作用下,测得横截面边的纵向正应变F3.0 XI0"4,试计算梁内的最大弯曲正应力, 已知钢的弹性模量 C底 E=200 Gpa, a=1 m。 解:(1)求支反力 R A 3 4 qa 1 R B= qa 4 (2)画内力图 x x 由胡克定律求得截面C下边缘点的拉应力为: 也可以表达为: max _4 9 ;E =3.0 10 200 10 =60 MPa ⑷梁内的最大弯曲正应力: 二 max 2 qa CT : C max M e W z W z 小 2 9qa M max ___ 32 W z W z 9 . 蔦二C max =67.5 MPa 8

工程力学习题[1]

——————————————工程力学习题——————————————第一章绪论 思考题 1) 现代力学有哪些重要的特征? 2) 力是物体间的相互作用。按其是否直接接触如何分类?试举例说明。 3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么? 4) 试述工程力学研究问题的一般方法。 第二章刚体静力学基本概念与理论 习题 2-1 求图中作用在托架上的合力F R。 习题2-1图

2-2 已知F 1=7kN ,F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。 2-3 求图中汇交力系的合力F R 。 2-4 求图中力F 2的大小和其方向角α。使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。b)合力为零。 2 习题2-2图 (b) F 1 F 1F 2习题2-3图 (a ) F 1习题2-4图

2-5 二力作用如图,F 1=500N 。为提起木桩,欲使垂直向上的合力为F R =750N ,且 F 2力尽量小,试求力F 2的大小和α角。 2-6 画出图中各物体的受力图。 F 12 习题2-5图 (b) (a ) (c) (d) A C

2-7 画出图中各物体的受力图。 (f) (g) 习题2-6图 (b) (a ) D C

2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。 (d) 习题2-7图 习题2-8图 P (d) (c) (a ) A

2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。 习题2-9图 ( a ) 1F 3 ( b ) F 3F 2( c ) 1F /m ( d ) F 3

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