昆明理工大学工程力学习题册答案.doc
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第一章静力学基础
二、填空题
2.1–F1sinα1;F1cosα1;F2cosα2;F2sinα2;0;
F3;F4sinα4;F4cosα4。
2.21200,0。
2.3外内。
2.4约束;相反;主动主动。
2.53,
2.6力偶矩代数值相等(力偶矩的大小相等,转向相同)。
三、选择题
3.1(c)。
3.2A。
3.3D。
3.4D。
3.5A。
3.6B。
3.7C。
3.8
(e)
(d)
F
C
B
A
F
A
B
C
F
F
F
A
B
B
B
B
D
C
D
D
A
A
C
C
(a)
(b)
(c)
四、计算题
4.1
4.2
五、受力图
5.1(a)
(b)
(c)
A
B
C
F
A
q
A
C
F
D
C
C
A
B
C
C
A
A
B
B
D
B
F
F1
5.2
A
B
F
(b)
B
A
F
(a)
A
F
B
P2
A
B
P1
(d)
C
A
q
F
B
(c)
A
B
5.3
(1)小球
(2)大球
(3)两个球合在一起
P2
P1
A
C
B
(a)
A
B
C
D
F
E
P
(1)AB杆
(2)CD杆
(3)整体
(b)
P2
C
B
P1
A
C
A
B
C
F
C
D
P2
P1
A
C
B
A
P
B
C
P1
(1)AC杆
(2)CB杆
(3)整体
F
q
A
B
C
D
F1
(1)AC段梁
(2)CD段梁
(3)整体
(d)
(c)
P1
F
q
A
B
C
C
B
P1
P1
A
C
F1
D
C
(1)CD杆
(2)AB杆
(3)OA杆
C
(i)
(1)滑轮D
(2)AB杆
(3)CD杆
(j)
D
C
E
D
A
B
E
.
C
A
O
A
B
K
I
C
I
D
第二章力系的简化
一、是非判断题
1.1(×) 1.2(∨) 1.2(×)
二、填空题
2.1平衡。
2.2分布载荷图形的面积,合力矩定理,分布载荷图形的形心。
2.3平行力系合力的作用点;物体合重力的作用点;物体的几何中心。
解:
由(2.10)式:
三、计算题
3.1
F3
F2
F1
F4
25
10
5
5
15
45˚
30˚
O1
O
x
y
由(2.14)式:
3
3
x
y
(b)
20
30
o
3.2
用负面积法:
x
y
(a)
3
3
3
17
24
o
第三章力系的平衡方程及其应用
一、是非判断题
1.1(∨) ;1.2(×);1.3(∨) ;1.4(×);1.5(×);1.6(∨)
二、填空题
2.1力偶矩的代数值相等;。
2.2力多边形自行封闭;。
2.3,A、B的连线不垂直x轴。
2.4,A、B、C三点不共线。
2.5(a)、(b)、(c)、(d)。
三、计算题
3.1解:
取锻锤为研究对象
h
B
A
e
C
F
F
∵力偶只能用力偶平衡,∴FA=FB
方向如图。
3.2
C
B
A
b
a
e
d
P
3.3
(a)
B
2a
M
A
3a
F2
F1
F=20kN
(b)
0.8m
C
0.8m
0.8m
0.8m
A
B
D
q=2kN/m
M=8kN·m
a
A
C
2a
F
M
(d)
B
a
A
B
a
a
F2
F1
(c)
30˚
解:
取CD为研究对象
M
2m
A
2m
2m
2m
B
C
D
q
3.4
M
2m
2m
C
D
取ABC为研究对象
2m
A
2m
B
q
C
3.5
解:
取EBCD为研究对象
60˚
B
C
A
D
2m
2.5m
1m
P2
P1
E
∴杆AC受压
B
C
D
2m
2.5m
1m
P2
E
P1
60˚
3.6
解:
取整体为研究对象,设滑轮E的半径为r。
取CE杆、滑轮E和重物为研究对象。
杆BC的内力为压力等于15kN。
Q
P
W
r
E
A
D
H
B
O
3.7
解:
取AB杆为研究对象。
Q
P
E
A
H
B
取圆柱为研究对象:
O
E
W
∴绳子会断。
D
解:
取传动轴为研究对象。
3.8
∵传动轴绕y轴匀速转动
x
y
z
F
D
A
B
M
22cm
12.2cm
E
第四章材料力学的基本假设和基本概念
一、是非判断题
1.1(∨) 1.2(∨) 1.3(×)1.4(×) 1.5(∨)
1.6(∨) 1.7(∨) 1.8(×)
二、填空题
2.1强度,刚度。
2.2 强度 , 刚度 稳定性。
2.3 连续性 , 均匀性, 各向同性。
2.4 连续性假设。
应力、 应变 变形等。
2.5 拉伸 压缩 弯曲 。
2.6 弯曲 剪切压弯组合。
2.7γ= 2α;γ= α-β;γ= 0。
第五章轴向拉压的应力与变形
一、是非判断题
1.1(×) 1.2(×) 1.3(×) 1.4(×) 1.5(×)
1.6(×) 1.7(×) 1.7(×)
二、填空题
2.1外力合力的作用线与杆轴向重合;杆沿轴线方向伸长或缩短。
2.2产生拉伸变形的轴力为正;反之为负。
2.3横,σ=FN/A;450斜,σ/2。
2.4
(1)校核;
(2)设计界面尺寸;(3)确定许可载荷。
2.52,σ≤σp。
2.6__大于1的_,___小_____。
三、选择题
3.1_D_。
3.2B。
3.3B。
3.4B。
3.5_D_。
3.6B。
3.7A。
四、计算题
4.1
2F
F
2F
F
3F
2F
F
F
(+)
(+)
2F
(-)
(-)
F
2F
a
a
a
q
F=qa
F=qa
30kN
80kN
50kN
60kN
(+)
30kN
(+)
qa
(-)
(+)
(-)
20kN
qa
F
a
2a
(+)
4.2
4.3
a
a
a
3
3
2
2
1
1
20kN
20kN
10kN
4.4
A
2F
D
2F
l
l/3
l/3
B
C
F
F
(+)
F
(+)
(-)
F
4.5
解:
100kN
1.5m
3m
A
C
B
100kN
160kN
(-)
260kN
(-)
4.6
30°
C
A
B
F
W
查表(P370)得不等边角钢63×40×4的横截面面积为:
斜杆AB的轴力为:
∴斜杆AB满足强度条件
解:
1)为使杆件承受最大拉力,应使胶合面上的σ和τ同时达到它们的许用应力,即:
n
m
F
F
α
4.7
由(5.3)和(5.4)式得:
2)求许可载荷:
4.8
解:
取ED杆为研究对象
B
C
30°
A
D
2m
300kN/m
取销钉A为研究对象
E
由强度条件:
D
2m
300kN/m
E
查表(P366)AD杆选等边角钢80×80×6mm:
由强度条件:
30°
A
查表(P367)AB杆选等边角钢100×100×10mm:
4.9
解:
取刚性杆AB为研究对象;为1次超静定
a
a
a
A
D
F
C
E
1
2
B
F
a
a
a
A
C
E
B
F
第八章杆件的扭转
一、是非判断题
1.1(×);1.2(×);1.3(×);1.4(×);1.5(×);1.6(×)
二、填空题
2.11/8,1/16。
2.2_相等__,_不同__。
2.31.等直圆轴;2.τmax≤τp。
2.4空心轴>实心轴;相同。
2.5_扭转刚度_;抵抗扭转变形的。
2.6_大_,大。
2.7C,D轮位置对调。
T
题2.8图
(a)
(b)
(c)
T
T
2.8
三、选择题
3.1D。
3.2D。
3.3A,B。
3.4A,C。
四、计算题
4.1试画出下列各轴的扭矩图。
2m
1m
3.5m
0.5m
6KN·m
10KN·m
4KN·m
(+)
(+)
(+)
(-)
(-)
a
a
m
(+)
2KN·m
2KN·m
2KN·m
(+)
(-)
E
C
B
A
ρ
1m
0.5mm
4.2
解:
M1
700
500
M2
A
B
C
4.3
作用在BC段内任一截面的周边各点
(-)
解:
(1)画扭矩图:
解:
设3个轮上的扭力矩分别为M1,M2,M3。
4.4Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
由(8.3a)式:
主动轮输入最大功率时,两段轴上的τmax=[τ],即:
代入(b)式得:
代入(a)式得:
4.5
解:
由(8.3b)式:
1)按强度条件,由(8.22)式:
1)按刚度条件,由(8.26)式:
8-3.图示起重架的最大起吊重量(包括行走小车等)为P=40kN,横梁AC由两根No18槽钢组成,材料为Q235钢,许用应力[s]=120MPa。
试校核梁的强度。
P
30o
3.5m
A
B
C
z
y
No18×2
解:
(1)受力分析当小车行走至横梁中间时最危险,此时梁AC的受力为
A
C
P
X
Y
S
D
由平衡方程求得
(2)作梁的弯矩图和轴力图
——
35KNm
+
34.64KN
此时横梁发生压弯变形,D截面为危险截面,
(3)由型钢表查得No.18工字钢
(4)强度校核
故梁AC满足强度要求。
8-8.图示钻床的立柱为铸铁制成,许用拉应力为[st]=35MPa,若P=15kN,试确定立柱所需要的直径d。
P
P
400
d
解:
(1)内力分析
P
N
400
M
如图作截面取上半部分,由静力平衡方程可得
所以立柱发生拉弯变形。
(2)强度计算
先考虑弯曲应力
取立柱的直径d=122mm,校核其强度
所以立柱满足强度要求。
解:
取整体为研究对象
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