昆明理工大学工程力学习题册答案.docx
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昆明理工大学工程力学习题册答案
第一章静力学基础
二、填空题
-Fsina;Fcosa;Fcosa;Fsina;0;
F_;Fsina;Fcosa。
1200,0。
_外内o
_约束_;相反;主动主动o
3,
力偶矩代数值相等(力偶矩的大小相等,转向相同)—o
三、选择题
(c)o3.2AoDoDo3.5AoBo3.7Co
四、计算题
KNmm
M0(F1)252KNmmM°(F2)25.31528.3
M°(F3)
180KN
mm
Mx(F1)
0
My(F1)
50Nm
Mz(F1)
0
Mx(F2)
252Nm
My(F2)
252Nm
MZ(F2)
252Nm
Mz(F3)
252Nm
Mx(£)252Nm1^(耳)25.2Nm
五、受力图
(a
丫』Yc
(d
(1)小球
(2)大球
(1)
AB杆
CD杆
(a
C
C
P
P
^A(CX
(1)AC杆
(2)CB杆
(1)AC段梁
(2)CD段梁
(3)
XC
X'c
BB
X'c
(1)CD杆
(2)AB杆
(i
A
Fe
Fc
.D
(1)滑轮D
(2)AB杆
O
Yk
第二章力系的简化
、是非判断题
(X)(V)
、填空题
平衡
_分布载荷图形的面积,_合力矩定理,_分布载荷图形的形心_。
_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_
二、计算题
(b
第三章力系的平衡方程及其应用
-、是非判断题
(V);(x);(V);(x);(x);(V)
、填空题
.力偶矩的代数值相等—;厂
力多边形自行封闭
x
0
MA0
MB0
MA
0
MB0
MC0
(a)、(b)、
(c)、
(d)
o
A、B的连线不垂直x轴
AB、C三点不共线
二、计算题
解:
取锻锤为研究对象
•••力偶只能用力偶平衡,•••F=F
FaFb
方向如图。
FeFAh0
Fe10020
h~2qq
10kN
T
196.6kN
Fa
47.54kN
Fb
90.12kN
3a
A
q=2kNm:
■Xa—
M=kN-m
Yb
I
F=
(a
(b
Xa0YaF2R
MAM2aF23aF|
Xa0Ya3kN()
Yb24.6kN
(d
Xa
(2R
F2)
Ya3(斤2F2)
3
Xa0
Ya
M
2a
2,3
-9-(2^F2)
Yb
3F
M
2a
解:
取CD为研究对象
X0Xc0
MC0Yd15kN
Y0Yc5kN
y丄—
Yb|
取ABC为研究对象
X
0
Xa
XcXc0
M
B0
Ya
15kN
y
0
Yb
40kN
0
MB0P1FAcSin602R250
1
Fac——(2.5RP2)6.64kN
V3
Fac6.64kN(“)
X0Xb
Faccos600
0
Xb
Faccos600
3.32kN()
Y0Yb
P2
Facsin60
0R0
Yb
P
P6.64
3
0.25kN()
•••杆AC受压
取整体为研究对象,设滑轮
E的半径为r。
MA
0
4Yb
(2r)P(1
.5r)P
0
Yb
1
(2P
4
1.5P)
10.5kN()
X
0
Xa
P0
XaP
12kN()
Y
0
Ya
PYb
0
YaP
Yb1.5kN()
:
E杆、
滑轮
E和重物为研究对象。
MD
0
1.5Fccos
rP(
:
1.5r)P
0
1.5Fccos1.5P0
(a)
cos
Fc
2_2_
.221.522.5
cos
2.5P
2
15kN
杆BC的内力为压力等于15kN。
Q
P
r
W
A
D
解:
取AB杆为研究对象。
Ma0
2rcos300Fe2.5rcos60°P5rQ0
Fe
1,2.5c
八P
5Q)
1125N
2r
30°
Q取圆柱为研究对象:
T23(Fe
T1125N
•••绳子会断。
1125N
1000N
解:
取传动轴为研究对象。
第四章材料力学的基本假设和基本概念
-、是非判断题
(V)(V)(X)(X)(V)
、填空题
_强度_,_刚度_
强度,
刚度
稳定性。
连续性,
均匀性
各向同性。
连续性假设
。
应力
、应变变形等
拉伸
压缩
弯曲。
弯曲
剪切
压弯组合。
丫=2a;
Y=a-
•卩;丫=0。
第五章
轴向拉压的应力与变形
一、是非判断题
(X)
(X)
(X)(X)
(X)
(X)
(X)
(X)
二、填空题
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
产生拉伸变形的轴力为正;反之为负
横,b=F/A;45°斜,b12
(1)_校核;
(2)_设计界面尺寸;(3)_确定许可载荷。
2,bWbp。
_大于1的,—小。
三、选择题
C_o
D_o
Bo3.7
四、计算题
F
(+)
2F
(-)
F=$a「「『『「77^「j山F=qa
*a•
ra•
■a■
80kN
50kN
60kN
30kN
(+)h+T-
I(-)
13Aa
(+)
Aa
2
2
FN11
20
103
100MPa
A11
200
106
FN22
10
103
33.3MPa
A22
300
106
FN33
10
103
25MPa
A33
400
106
1
3
UA
2F
2F
AD
lAB
lBC
lCD
l/
l/
FNAB
FNBCI
FNCDl
3EA
3EA
3EA
(+)
(+)
Fl
3EA
(-)
F-
解:
(1)FNAC
100kN
FNBC
100160
260kN
(2)AC
FNAC
100
103
2.5MPa
Aac200
200
106
Fnbc
260
103
6.5MPa
BC
Abc
200200
106
5
BC
BC
6.5
10
5
(3)
AC
AC
2.510
E
(4)
lAC
lBC
AClACBClBC
1.35
4
10(m)
Y0Fab
sin300
2W0
AB
FNAB
Aab
FAB
4W
41560kN
查表(P370)得不等边角钢63X40X4的横截面面积为:
2
4.058cm
斜杆AB的轴力为:
FNABFAB
60kN
60103
24.058104
73.93MPa
170MPa
•••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b
和t同时达到它们的许用应力,即:
由和式得:
cos2
—sin2
2
2cos2
sin2
cos
sin
ctg
26.570
2)求许可载荷:
由:
cos2
F
cos
A
100
2
cos
10640120450kN
(cos26.570)2
取F50kN
2m
Me
02Fd230010
Fd300kN
Y0Fabsin300FD0
Fab2Fd600kN
AD
由强度条件:
FNAD
2aad
Fd
2aad
Aad
Fd
2
8.82cm2
由强度条件:
查表(P366)AD杆选等边角钢
2
80x80x6mmAad9.397cm
AB
FNAB
2Aab
FAB
2Aab
Aab
FAB
2
2
17.65cm
查表(P367)AB杆选等边角钢10QX1QQX10mm
Aab
19.261cm2
i
FN1
A
AB为研究对象;
次超静定
30kN
Fi
Ai
F2
60kN
103
1000106
30
30MPa
Fn2
A2
F2
A2
60103
1000106
60MPa
第八章杆件的扭转
、是非判断题
);(
);(X
)(X)(X)
二、填空题
1/8_,_1/16_。
相等
不同
1.等直圆轴;2.T 空心轴〉实心轴 _扭转刚度;抵抗扭转变形的 2.7C,D轮位置对调。 三、选择题 _D_。 _D_。 3.3_A_ 3.4_A,C 四、计算题 试画出下列各轴的扭矩图。 0.5m (—) 2m 1.5m 0.5m 4kNm (+) (+) (—) 6kNm (+) (—) ma 2kNm 1m0.5mmp 2) 解: D TabTbc Me14kNm T32T Ip d4 42.8MPa max T16T Wt d3 71.3MPa TABlAB 32 14 103 1 GIp 79 109 0.14 1.805 102rad 1.0340 TAClAC32 14 103 1.5 GIp 79 109 0.14 2.708 2 10rad1 .551 0 AB AC 解: (1)画扭矩图: Tmax maxBC tbc WtBC max 作用在 (3)AC 2936N (2)maxAB Tab WtAB 162936 0.073 Mi di x Mx0 主动轮输入最大功率时,两段轴上的 max1 卫16M1 wt1a3 M1 代入(b)式得: nM2 9549 16仃粤47.7MPa 0.053 maxbc47.7MPa BC段内任一截面的周边各点 AB BC TABIABTBC丨BC GIpGIp 29360.732 Q 80.410 43.6MPa 解: 0.074 17650.532 0.054 9 80.410 0.010850.017890.0287rad1.640 设3个轮上的扭力矩分别为M,M,M N(kW) 9549- n(r/min) 由(8.3a)式: M2 M1 nM2 9549 (a) (b) 吐 16 954916 z33 (chd2) max2 T2 Wt2 16M3 ~~d[ d3 16 d;) 100 9549 80106 16 33 (0.070.05) 76.99kW 代入(a)式得: 解: 由()式: 7024皿巴n(r/min) 60 70241756 240 如果: TMe 1756 1)按强度条件,由 () 式: T 16T Wt d3 16 1756 max 3 40 1066.0710 60.7mm 1)按刚度条件,由 () 式: 4G 32T180 T180 GIp 32T180 Gd4 321756180 4 '8010 1Si% 59.8mm d61mm 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[]=120MPa试校核梁的强度。 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 34.64KN 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[t]=35MPa,若P=15kN试 确定立柱所需要的直径do 解: (1)内力分析 400」 N 如图作截面取上半部分,由静力平衡方程可得 6kNm NP15kNM0.4P 所以立柱发生拉弯变形。 (2)强度计算 先考虑弯曲应力 Wnd3 32 120.4mm 取立柱的直径d=122mm, 校核其强度 M 适 32 NMN 入wn(d2 4 34.94MPag] 所以立柱满足强度要求
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