1、工程力學(xué)練習(xí)冊學(xué)校學(xué)院專業(yè)學(xué)號教師姓名第一章靜力學(xué)基礎(chǔ)1-1畫出以下各圖中物體A，構(gòu)件AB，BC或ABC的受力求，未標(biāo)重力的物體的重量不計，所有接觸處均為圓滑接觸。a）b）c）d）e）f）（g）1-2試畫出圖示各題中（a）AC桿（帶銷釘）和（b）BC桿的受力求（c）（a）1-3畫出圖中指定物體的受力求。所有摩擦均不計，各物自重除圖中已畫出的外均不計。a）b）c）d）e）f）g）第二章平面力系2-1電動機重P=5000N，放在水平梁AC的中央，以下列圖。梁的A端以鉸鏈固定，另一端以撐桿BC支持，撐桿與水平梁的夾角為300。如忽略撐桿與梁的重量，求絞支座A、B處的拘束反力。題2-1圖解得:FAFB

2、P5000N2-2物體重P=20kN，用繩子掛在支架的滑輪B上，繩子的另一端接在絞車D上，如圖所示。轉(zhuǎn)動絞車，物體便能升起。設(shè)滑輪的大小及軸承的摩擦略去不計，桿重不計，A、B、C三處均為鉸鏈連接。當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時，求拉桿AB和支桿BC所受的力。題2-2圖FBC3.732P解得:FAB2.732P2-3以下列圖，輸電線ACB架在兩電線桿之間，形成一下垂線，下垂距離CD=f=1m，兩電線桿間距離AB=40m。電線ACB段重P=400N，可近視認(rèn)為沿AB直線平均分布，求電線的中點和兩端的拉力。題2-3圖以AC段電線為研究對象，三力匯交2-4圖示為一拔樁裝置。在木樁的點A上系一繩，將繩的另一端固定

3、在點C，在繩的點B系另一繩BE，將它的另一端固定在點E。爾后在繩的點D用力向下拉，并使繩BD段水平，AB段鉛直；DE段與水平線、CB段與鉛直線成等角=（弧度）（當(dāng)很小時，tan）。如向下的拉力F=800N，求繩AB作用于樁上的拉力。題2-4圖作BD兩節(jié)點的受力求F聯(lián)合解得：FAtan2100F80kN2-5在四連桿機構(gòu)ABCD的鉸鏈B和C上分別作用有力F1和F2，機構(gòu)在圖示地址平衡。求平衡時力F1和F2的大小間的關(guān)系。題2-5圖以B、C節(jié)點為研究對象，作受力求解得：F16F242-6勻質(zhì)桿重W=100N，兩端分別放在與水平面成300和600傾角的圓滑斜面上，求平衡時這兩斜面對桿的拘束反力以及桿

4、與水平面間的夾角。題2-6圖2-7已知梁AB上作用一力偶，力偶矩為M，梁長為l，梁重不計。求在圖a,b,兩三種情況下，支座A和B的拘束反力。（a）（b）題2-7圖（a）FAFBMl(注意，這里，A與B處拘束力為負(fù)，表示實質(zhì)方向與假設(shè)方向相反，結(jié)果應(yīng)與你的受力求一致，不相同的受力求其結(jié)果的表現(xiàn)形式也不相同)(b)FAFBMlcos2-8在題圖所示結(jié)構(gòu)中二曲桿自重不計，曲桿AB上作用有主動力偶，其力偶矩為M，試求A和C點處的拘束反力。題2-8圖作兩曲桿的受力求，BC是二力桿，AB只受力偶作用，因此A、B組成一對力偶。即FAFB2-9在圖示結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件的自重略去不計，在構(gòu)件BC上作用一力偶矩為M的

5、力偶，各尺寸如圖。求支座A的拘束反力。題2-9圖作受力求2、BC只受力偶作用，力偶只能與力偶平衡3、構(gòu)件ADC三力匯交2-10四連桿機構(gòu)ABCD中的AB=,CD=,桿AB及CD上各作用一力偶。在圖示地址平衡。已知m1=桿重不計，求A、D兩絞處的拘束反力及力偶矩m2。題2-10圖2-11滑道搖桿機構(gòu)受兩力偶作用，在圖示地址平衡。已知OO1=OA=，m1=求另一力偶矩m2。及O、O1處的拘束反力。題2-11圖2-12圖示為曲柄連桿機構(gòu)。主動力F400N作用在活塞上。不計構(gòu)件自重，試問在曲柄上應(yīng)加多大的力偶矩M方能使機構(gòu)在圖示地址平衡？2-13圖示平面任意力系中F1402N，F(xiàn)280N，F(xiàn)340N，

6、F4110N，M2000Nmm。各力作用地址以下列圖，圖中尺寸的單位為mm。求：（1）力系向O點簡化的結(jié)果；（2）力系的合力并在圖中標(biāo)出作用地址。2-14某橋墩頂部碰到兩邊橋梁傳來的鉛直力F11940kN，F(xiàn)2800kN，水平力F3193kN，橋墩重量P5280kN，風(fēng)力的合力F140kN。各力作用線地址如圖所示。求力系向基底截面中心O的簡化結(jié)果；如能簡化為一合力，求合力作用線地址并在圖中標(biāo)出。題2-12圖2-15試求圖示各梁支座的拘束反力。設(shè)力的單位為kN，力偶矩的單位為，長度的單位為m，分布載荷集度為kN/m。（a）（b）題2-13圖題2-12圖受力解析如圖：受力解析如圖：2-16在圖示剛

7、架中，已知q3kN/m，F(xiàn)62kN，M10kNm，不計剛架自重。求固定端A處的拘束力。2-17在圖示a，b兩連續(xù)梁中，已知q，M，a，及，不計梁的自重。求各連續(xù)梁在A，B，C三處的拘束反力。2-13在圖示a，b兩連續(xù)梁中，已知q，M，a，及，不計梁的自重。求各連續(xù)梁在A，B，C三處的拘束反力。（a）（b）題2-13圖1作受力求，BC桿受力偶作用2.對AB桿列平衡方程題2-16圖FAxMtanaFAyMa因此：MAM以BC為研究對象，列平衡方程以AB為研究對象，列平衡方程2-18以下列圖，三絞拱由兩半拱和三個鉸鏈A，B，C組成，已知每個半拱重P=300kN，l=32m，h=10m。求支座A、B的

8、拘束反力。題2-15圖以整體為研究對象，由對稱性知：以BC半拱為研究對象2-19圖示構(gòu)架中，物體重1200N，由細(xì)繩超出滑輪E而水平系于墻上，尺寸以下列圖，不計桿和滑輪的重量。求支承A和B處的拘束反力以及桿BC的內(nèi)力FBC。題2-19圖以整體為研究對象FAx1200N解得：FAy150NFB1050N以CDE桿和滑輪為研究對象解得：FB1500N2-20在圖示構(gòu)架中，各桿單位長度的重量為300N/m，載荷P=10kN，A處為固定端，B，C，D處為絞鏈。求固定端A處及B，C為絞鏈處的拘束反力。題2-20圖顯然：P11800NP21800NP31500N以整體為研究對象以ABC桿為研究對象以CD桿

9、為研究對象MD(F)0,FCy4P21P2（式4）由1、2、3、4式得：2-21試用節(jié)點法求圖示桁架中各桿的內(nèi)力。F為已知，除桿2和桿8外，其他各桿長度均相等。題2-21圖2-22平面桁架結(jié)構(gòu)以下列圖。節(jié)點D上作用一載荷F，試求各桿內(nèi)力。題2-22圖2-23桁架受力以下列圖，已知F110kN，F(xiàn)2F320kN。試求桁架4，5，7，10各桿的內(nèi)力。題2-23圖2-24平面桁架的支座和載荷以下列圖，求桿1，2和3的內(nèi)力。（提示：先截斷AD、3、2桿，用截面法解析；再取C節(jié)點）2-25兩根相同的均質(zhì)桿AB和BC，在端點B題2-24圖用圓滑鉸鏈連接，A，C端放在不圓滑的水平面上，以下列圖。當(dāng)ABC成等

10、邊三角形時，系統(tǒng)在鉛直面內(nèi)處于平衡狀態(tài)。求桿端與水平面間的摩擦因數(shù)。題2-25圖以整體為研究對象以AB桿為研究對象2-26圖示兩無重桿在B處用套筒式無重滑塊連接，在AD桿上作用一力偶，其力偶矩MA=，滑塊和AD間的摩擦因數(shù)fs=。求保持系統(tǒng)平衡時力偶矩MC的范圍。題2-26圖以AD桿為研究對象以BC桿為研究對象MC(F)0,MCNB13lFB11l6010.3949.61Nm當(dāng)摩擦力反向處于臨界平衡22態(tài)，如b圖所示，則以AD桿為研究對象以BC桿為研究對象2-27尖劈頂重裝置以下列圖。在B塊上受力P的作用。A與B塊間的摩擦因數(shù)為f（s其他有滾珠處表示圓滑）。如不計A和B塊的重量，求使系統(tǒng)保持平

11、衡的力F的值。題2-27圖以整體為研究對象，顯然水平和鉛直方向拘束力分別為F,P以A滑塊為研究對象，分別作出兩臨界狀態(tài)的力三角形2-28磚夾的寬度為25cm，曲桿AGB與GCED在G點鉸接。磚的重量為W，提磚的合力F作用在磚夾的對稱中心線上，尺寸以下列圖。如磚夾與磚之間的摩擦因數(shù)大才能把磚夾起（b是G點到磚塊上所受正壓力作用線的垂直距離）fs=，試問b應(yīng)為多題2-28圖2-29均質(zhì)長板AD重P，長為4m，用一短板BC支撐，以下列圖。若AC=BC=AB=3m，BC板的自重不計。求A、B、C處的摩擦角各為多大才能使之保持平衡。題2-29圖第三章空間力系3-1在正方體的頂角A和B處，分別作用力F1和

12、F2，以下列圖。求此兩力在x,y,z軸上的投影和對x,y,z軸的矩。并將圖中的力系向點O簡化，用解析式表示主矢、主矩的大小和方向。題3-1圖3-2圖示力系中，F(xiàn)1=100N，F(xiàn)2=300N，F(xiàn)3=200N，各力作用線的地址以下列圖。將力向原點O簡化題3-2圖3-3邊長為a的等邊三角形板，用六根桿支持在水平面地址以下列圖。若在板面內(nèi)作用一力偶，其矩為M，不計板重，試求各桿的內(nèi)力。題3-3圖3-4以下列圖的空間構(gòu)架由三根桿件組成，在D端用球鉸鏈連接，A、B和C端也用球鉸鏈固定在水平川板上。今在D端掛一重物P=10kN，若各桿自重不計，求各桿的內(nèi)力。題3-4圖3-5均質(zhì)長方形板ABCD重W=200N

13、，用球鉸鏈A和蝶形鉸鏈B固定在墻上，并用繩EC保持在水平川點。求繩的拉力和支座的拘束反力。題3-5圖3-6掛物架以下列圖，三桿的重量不計，用球鉸鏈連接于O點，平面BOC是水平面，且OB=OC，角度如圖。若在O點掛一重物G，重為1000N，求三桿所受的力。題3-6圖3-7一平行力系由五個力組成，力的大小和作用線的地址以下列圖。圖中小正方格的邊長為10mm。求平行力系的合力。題3-7圖3-8圖示手搖鉆由支點B、鉆頭A和波折的手柄組成。當(dāng)支點B處加壓力Fx、Fy和Fz以及手柄上加力F后，即可帶動鉆頭繞軸AB轉(zhuǎn)動而鉆孔，已知Fz=50N，F(xiàn)=150N。求：（1）鉆頭碰到的阻力偶的力偶矩M；（2）資料給

14、鉆頭的反力FAx、FAy和FAz；（3）壓力Fx和Fy。題3-8圖3-9求以下各截面重心的地址。1.建立圖示坐標(biāo)系(a)(b)題3-8圖3-10試求振動打樁機中的獨愛塊（圖中陰影線部分）的重心。已知r1100mm，r230mm，r317mm。題3-9圖3-11試求圖示型材截面形心的地址。題3-11圖3-12試求圖示兩平面圖形的形心地址。題3-12圖第四章資料力學(xué)基本看法4-1何謂構(gòu)件的承載力？它由幾個方面來衡量？4-2資料力學(xué)研究那些問題？它的主要任務(wù)是什么4-3資料力學(xué)的基本假設(shè)是什么？平均性假設(shè)與各向同性假設(shè)有何差異？可否說“平均性資料必然是各向同性資料”？4-4桿件的軸線與橫截面之間有何

15、關(guān)系4-5試列舉五種以上不是各向同性的固體。4-6桿件的基本變形形式有幾種？請舉出相應(yīng)變形的工程實例。第五章桿件的內(nèi)力5-1試求圖示各桿1-1、2-2、3-3截面上的軸力，并作軸力求。題5-1圖5-2試求圖示各桿在1-1、2-2截面上的扭矩。并作出各桿的扭矩圖。1214kNm22kNm5kNm3kNm2kNm2kNm1212(a)(b)題5-2圖5-3在變速箱中，低速軸的直徑比高速軸的大，何故？變速箱中軸傳達(dá)的扭矩與軸的轉(zhuǎn)速呈反比，低速軸傳達(dá)的扭矩大，故軸徑大。5-4某傳動軸，由電機帶動，已知軸的轉(zhuǎn)速n1000rmin（轉(zhuǎn)/分），電機輸入的功率P20kW，試求作用在軸上的外力偶矩。5-5某傳動

16、軸，轉(zhuǎn)速n300rmin，輪1為主動輪，輸入功率P150kW，輪2、輪3與輪4為從動輪，輸出功率分別為P210kW，P3P420kW。（1）試畫軸的扭矩圖，并求軸的最大扭矩；2）若將輪1和輪3的地址對調(diào)，軸的最大扭矩變?yōu)槭裁粗担瑢S的受力可否有利。題5-5圖對調(diào)后，最大扭矩變小，故對軸受力有利。5-6圖示結(jié)構(gòu)中，設(shè)P、q、a均為已知，截面1-1、2-2、3-3無量湊近于截面C或截面D。試求截面1-1、2-2、3-3上的剪力和彎矩。題5-6圖題5-6圖5-7設(shè)圖示各梁上的載荷P、q、m和尺寸a皆為已知，（1）列出梁的剪力方程和彎矩方程；（2）作剪力求和彎矩圖；（3）判斷Qmax和Mmax。題5-

17、7圖題5-7圖題5-7圖題5-7圖5-8圖示各梁，試?yán)眉袅Α澗嘏c載荷集度間的關(guān)系畫剪力求與彎矩圖。題5-8圖題5-8圖題5-8圖題5-8圖5-9已知梁的彎矩圖以下列圖，試作載荷圖和剪力求。題5-9圖題5-9圖5-10圖示外伸梁，承受集度為q的均布載荷作用。試問當(dāng)a為何值時梁內(nèi)的最大彎矩之值（即Mmax）最小。題5-10圖為保證梁的最大彎矩值最小，即最大正彎矩等于最大負(fù)彎矩第六章桿件的應(yīng)力6-1圖示的桿件，若該桿的橫截面面積A50mm2，試計算桿內(nèi)的最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力。題6-1圖6-2圖示階梯形圓截面桿，承受軸向載荷P150kN與P2作用，AB與BC段的直徑分別為d120mm與d230m

18、m，如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求載荷P2之值。題6-2圖6-3題6-2圖所示圓截面桿，已知載荷P200kN，P100kN，AB段的直徑12d140mm，如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求BC段的直徑。6-4設(shè)圖示結(jié)構(gòu)的1和2兩部分皆為剛體，剛拉桿BC的橫截面直徑為10mm，試求拉桿內(nèi)的應(yīng)力。題6-4圖做受力求列平衡方程求解解得F=6kN,FN=3kN,AB桿的應(yīng)力為:6-5某受扭圓管，外徑D44mm，內(nèi)徑d40mm，橫截面上的扭矩T750Nm，試計算距軸心21mm處圓管橫截面與縱截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。6-6直徑D50mm的圓軸受扭矩T2.15kNm的作用。試求距軸心10

19、mm處的切應(yīng)力，并求橫截面上的最大切應(yīng)力。6-7空心圓截面軸，外徑D40mm，內(nèi)徑d20mm，扭矩T1kNm，試計算距軸心20mm處的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，以及橫截面上的最大與最小扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。6-8圖示簡支梁，求跨中截面a、b、c三點正應(yīng)力。題6-8圖6-9圖示圓軸的外伸部分系空心軸。試作軸的彎矩圖，并求軸內(nèi)最大正應(yīng)力。題6-9圖6-10均布載荷作用下的簡支梁以下列圖。若分別采用截面面積相等的實心和空心圓截面，且D140mm，d2D235，試分別計算它們的最大正應(yīng)力。并問空心截面比實心截面的最大正應(yīng)力減小了百分之幾？題6-10圖6-11圖示梁，由No22槽鋼制成，彎矩M80Nm，并位于縱向?qū)ΨQ面（即xy

20、平面）內(nèi)。試求梁內(nèi)的最大波折拉應(yīng)力與最大波折壓應(yīng)力。題6-11圖查表得：6-12求圖示T形鑄鐵梁的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力。題6-12圖作梁的波折圖截面關(guān)于中性軸不對稱，危險截面為最大正負(fù)彎矩兩處最大正彎矩處最大負(fù)彎矩處：23010348103T2.5910555.6MPa綜合得：230103142103Tmax92.5MPa164.5MPa6-13均布載荷作用下的簡支梁由圓管和實心圓桿套合而5成，以下列圖，變形后仍親密Cmax164.5MPa2.5910接觸。圓管及圓桿的彈性模量分別為E1和E2，且E12E2。試求兩桿各自擔(dān)當(dāng)?shù)膹澗亍ｎ}6-13圖由梁的兩部分親密接觸知：兩者變形后中性層的曲率半

21、徑相同，設(shè)圓管和圓桿各自擔(dān)當(dāng)?shù)膹澗貫镸1和M2,抗彎剛度為E1I1和E2I2即：6-14梁截面以下列圖，剪力Q50kN，試計算該截面上最大波折切應(yīng)力。題6-14圖第七章應(yīng)力狀態(tài)解析7-1單元體各面應(yīng)力（單位MPa）以下列圖，試用解析法求解指定斜截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力。題7-1圖（a）(b)題7-1圖(c)(d)7-2已知應(yīng)力狀態(tài)以下列圖，應(yīng)力單位為MPa。試用解析法和應(yīng)力圓分別求：（1）主應(yīng)力大小，主平面地址；（2）在單元體上繪出主平面地址和主應(yīng)力方向；（3）最大切應(yīng)力。題7-2圖(a)(b)題7-2圖(c)(d)7-3圖示木制懸臂梁的橫截面是高為200mm、寬為60mm的矩形。在A點木材纖維

22、與水平線的傾角為20。試求經(jīng)過A點沿纖維方向的斜面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力。題7-3圖7-4圖示二向應(yīng)力狀態(tài)的應(yīng)力單位為MPa，試作應(yīng)力圓，并求主應(yīng)力。題7-4圖解法二：（解析法）7-5在經(jīng)過一點的兩個平面上，應(yīng)力以下列圖，單位為MPa。試求主應(yīng)力的數(shù)值和主平面的地址，并用單元體草圖來表示。題7-5圖7-6試求圖示各應(yīng)力狀態(tài)的主應(yīng)力和最大切應(yīng)力，應(yīng)力單位為MPa。題7-6圖(a)(b)(c)7-7列車經(jīng)過鋼橋時，用變形儀測得鋼橋橫梁A點（見圖）的應(yīng)變?yōu)閤0.0004，y0.00012。試求A點在x和y方向的正應(yīng)力。設(shè)E200GPa，0.3。題7-7圖解得：x80MPa,y07-8圖示微體處于平面應(yīng)力

23、狀態(tài)，已知應(yīng)力x100MPa，y80MPa，x50MPa，彈性模量E200GPa，泊松比0.3，試求正應(yīng)變x，y與切應(yīng)變xy，以及30方向的正應(yīng)變30題7-8圖7-9邊長為a10mm的立方體鋁塊親密無隙地置于剛性模內(nèi)，以下列圖，模的變形不計。鋁的E70GPa，0.33。若P6kN，試求鋁塊的三個主應(yīng)力和主應(yīng)變。題7-9圖建立圖示坐標(biāo)，由剛性模知6000且z60MPa由廣義胡克定律：0.012解得：xy29.55MPa第八章強度設(shè)計8-1現(xiàn)有鋼、鑄鐵兩種桿材，其直徑相同。從承載能力與經(jīng)濟效益兩個方面考慮，圖示結(jié)構(gòu)中兩種合理選擇方案是(A)A1桿為鋼，2桿為鑄鐵1BAB1桿為鑄鐵，2桿為鋼21、2

24、桿均為鋼CD1、2桿均為鑄鐵題8-1圖8-2有A、B、C三種資料，其拉伸應(yīng)力應(yīng)變實驗曲線以下列圖，曲線(B)資料的彈性模量E大，曲線(A)資料的強度高，曲線(C)資料的塑性好。A8-3軸力越大，桿件越簡單被拉斷，因此軸力的大小可以用來判斷桿件的強度。（）B8-4脆性資料的壓縮強度極限遠(yuǎn)大于拉伸強度極限，故宜于作承壓構(gòu)件。（）8-5低碳鋼試件在拉伸信服時，其表面出現(xiàn)與軸線成45方向的滑移線，這與最大切應(yīng)力有關(guān)。（）C8-6鋼材經(jīng)過冷作硬化今后，其彈性模量基本不變。（）O題8-2圖8-7）資料的伸長率與試件的尺寸有關(guān)。（8-8圖示一正方形截面的階形混凝土柱。設(shè)混凝土的密度為2.04103kg/m3

25、，F(xiàn)F=100kN，許用應(yīng)力2MPa。試依照強度條件選擇截面寬度a和b。F4mF和BC二桿組成。桿AC由兩根的槽鋼組成，許用應(yīng)力為8-9三角架ABC由AC=160MPa；桿BC為一根的工字鋼，許用應(yīng)力為=100MPa。求荷載F的同意值F。bAa以節(jié)點為研究對象，列平衡方程：4m解得：8-10已知圓軸受外力偶矩m2kNm，資料的同意切應(yīng)力60MPa。C（1）試設(shè)計實心圓軸的直徑D1;F題8-8圖（2）若該軸改為=d/D=的空心圓軸，式設(shè)計空心圓軸的內(nèi)、外徑d2、D2B8-11圖示傳動軸，主動輪2m1題8-9圖，從動輪A，C輸出的功率分別為B輸入功率P=368kWP2=147kW,P3=221kW

26、，軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min，資料的G=80GPa，許用切應(yīng)力=70MPa，試設(shè)計軸的直徑。P1P2P3軸的最大扭矩為7028NmABC題8-11圖8-12階梯形圓軸直徑分別為d=40mm，d=70mm，軸上裝有三個皮帶輪，以下列圖。己知12由輪3輸入的功率為N3=3kW，輪1輸出的功率為N1=13kW,軸作勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n=200r/min，資料的許用切應(yīng)力=60MPa，試校核軸的強度。m11m22m33DBACd2d1P=14kW，轉(zhuǎn)速n=300r/min，=40MPa，試依照強度條件計算8-13圖示傳動軸傳達(dá)的功率為1m兩種截面的直徑：（1）實心圓截面的直徑d；（2）空心圓截面的內(nèi)徑d

27、1和外徑212d（d/d=3/4）。題8-12圖8-14一矩形拱面的簡支木梁，梁上作用有均布荷載，已知：l=4m，b=140mm，h=210mm，q=2kN/m，波折時木木材的許用正應(yīng)力=10MPa，試校核該梁的強度。簡支梁的最大彎矩在中點處q題8-13圖BhA因此，強度滿足8-15圖示簡支梁上作用兩個集中力，已知：l1b2=21kN，若是梁采用熱軋l一般工字鋼，鋼的許用應(yīng)力=170MPa，試選擇工字鋼的型號。題8-14圖FF作梁的彎矩圖A由強度條件：B查表后采用20a號工字鋼8-16簡支梁AB以下列圖。l2m,a0.2m。梁上的載荷q=10kN/m，=200kN。資料的許用應(yīng)力為160MPa

28、,題8-15圖100MPa。試選擇適用的工字鋼型號。由對稱性知：FAFB210kN,Mmax(xlaP200q0.2)Pa處)2101(1100.545kNm2采用22a號工字鋼，W3A2B309cm,A42.128cm校核波折切應(yīng)力：3Qmax3210000lmax74.8MPa2A242.128104題8-16圖波折切應(yīng)力強度滿足，綜合后采用22a號工字鋼，W42.128cm2309cm3,A8-17圖示槽形截面懸臂梁，F(xiàn)=10kN，Me=70kNm，許用拉應(yīng)力t=35MPa，許用壓應(yīng)力cz84，試校核梁的強度。=120MPa,I=10mm作彎矩圖，脆性資料且截面關(guān)于中性軸不對稱，故危險截

29、面為C+和C-兩處C+截面最大正彎矩處，上壓下拉C-截面最大負(fù)彎矩處，上拉下壓maxc由于maxt梁強度不足75.3MPac47.3MPat8-18“T”字形截面鑄鐵粱尺寸及載荷以下列圖，若梁資料的拉伸許用應(yīng)力為拉=40MPa，壓縮許用應(yīng)力為壓=160MPa，Z軸經(jīng)過截面的形心，已知截面對形心軸Z的慣性矩IZ10180cm4，h=，試計算該梁的同意載荷F。題8-18圖作梁的彎矩圖，脆性資料且截面關(guān)于中性軸不對稱，故危險截面為最大正負(fù)彎矩兩處最大正彎矩處，上壓下拉最大負(fù)正彎矩處，上拉下壓因此：F44.2kN8-19圖示結(jié)構(gòu)承受均布載荷，AC為10號工字鋼梁，B處用直徑d=20mm的鋼桿BD懸吊，

30、梁和桿的許用應(yīng)力160MPa。不考慮切應(yīng)力，試計算結(jié)構(gòu)的同意載荷q。由梁的彎矩圖知，危險截面B截面，查表得10號工字鋼的Wz49cm3由梁的強度條件：由桿的強度條件：因此：q15.68kN/m8-20矩形截面簡支梁由圓形木材刨成，已知F=5kN，a=，10MPa，試確定此矩形截面h的最優(yōu)比值，使其截面的抗彎截面系數(shù)擁有最大值，并計算所需圓木的最小直徑d。b題8-19圖8-21懸臂吊車以下列圖。橫梁用20a工字鋼制成。其抗彎剛度Wz=237cm3,橫截面面積A=，荷載P=34kN，橫梁資料的許用應(yīng)力125MPa。試校核橫梁AC的強度。解：解析AB的受力AB為平面波折與壓縮組合變形。中間截面為危險

31、截面。最大壓應(yīng)力發(fā)生在該截面的上邊沿壓縮正應(yīng)力最大波折正應(yīng)力因此，橫梁強度滿足。題8-20圖題8-21圖一折桿由兩根圓桿焊接而成，以下列圖。已知圓桿直徑d=100mm，30Mpa，t90Mpa，試校核其強度。解：由對稱性知將力FA按靜力等效分解FS4kN,FN3kN易知圓桿受壓彎組合變形，作圓桿的內(nèi)力求，知截面C為危險截面8-23圖示起重裝置，滑輪A安裝在工字鋼截面梁的端部。已知載荷F=40kN，許用應(yīng)力140MPa，試選擇工字鋼的型號。8-24下端固定半徑為題8-22圖F力作用，設(shè)彈性常數(shù)E、題8-23圖r的圓桿，在圖示地址受均已知。試求距上斷面為l/2的截面上：（1）最大和最小正應(yīng)力；（2

32、）A點處沿圓周方向的環(huán)向應(yīng)變。rF30l2Al28-25圖示電動機功率題8-24圖P9kW，轉(zhuǎn)速n715rmin，皮帶輪直徑D250mm。電動機軸外伸長度l120mm，軸的直徑d40mm，已知60MPa。試用第四強度理論校核軸的強度。8-26圖示鋼質(zhì)拐軸，AB軸的直徑d=20mm，承受鉛垂載荷F=1kN的作用，許用應(yīng)力=160Mpa，l=150mm，a=140mm。試依照第三強度理論校核軸AB的強度。將力向B點簡化圓軸AB受彎扭組合變形，作軸的內(nèi)力求，危險截面在固定端題8-26圖r3M2T215021402261MPaW3由第三強度理論：0.0232強度不滿足8-27如圖，已知直徑為d的實心圓

33、截面桿處于水平面內(nèi)，AB垂直與CD，承受鉛垂作用力F1、F2，試用第三強度理論寫出AB桿危險截面上危險點的相當(dāng)應(yīng)力。將力F2向C點簡化：題8-27圖M2F1aF2a截面為危險截面，TF2aAB彎扭組合變形：危險點在截面A的上下兩點，相當(dāng)應(yīng)力為M2T2r3W8-28圖示懸臂梁，承受載荷F1與F2作用，已知F1=800N，F(xiàn)1=1600N，l=1m，許用應(yīng)力=160Mpa。試分別按以下要求確定截面尺寸：（1）截面為矩形，h=2b；（2）截面為圓形。矩形截面：圓形截面：題8-28圖8-29圖示沖床的沖頭。在F力作用下，沖剪鋼板，設(shè)板厚t=10mm，板資料的剪切強度極限b=360MPa，當(dāng)需沖剪一個直

34、徑FF等于多少？d=20mm的圓孔，試計算所需的沖力沖頭8-30圖示兩塊鋼板，由一個螺栓聯(lián)系。己知：螺栓直徑鋼板d=24mm，每塊板的厚度=12mm，拉力F=27kN，螺栓許應(yīng)力=60MPa，jy=120Mpa。試對螺栓作強度校核。t8-31圖示螺釘承受軸向拉力F，已知同意切應(yīng)力和拉伸同意應(yīng)力之間的關(guān)系為：=，同意擠壓應(yīng)力bs和拉伸同意應(yīng)力之間的關(guān)系為：jy=2。試建立D，d，t三者間的合理比值。Fd由(1)Fd2.4得：4(2)t題8-29圖d=30mm，資料的許用切8-32試校核圖示聯(lián)接銷釘?shù)募羟袕姸取＜褐狿=100kN，銷釘直徑應(yīng)力=60MPa。若強度不夠，應(yīng)改用多大直徑的銷釘？d題8-

35、30圖螺釘雙剪切d題8-31圖PP8-33用夾剪剪斷直徑d1=3mm的鉛絲，以下列圖。若鉛絲的極限切應(yīng)力約為100MPa，試問需多大的P？若銷釘B的直徑為d2=8mm，試求銷釘內(nèi)的切應(yīng)力。作用在鋼絲上的力FPd12200501F176.8Nb707N，由杠桿原理，P44QB5F銷釘?shù)那袘?yīng)力：b417.6MPaAB2BP4d2題8-33圖第九章位移解析與剛度設(shè)計9-1己知變截面桿，1段為d1=20mm的圓形截面，2段為a2=25mm的正方形截面，3段為d3=12mm的圓形截面，各段長度如圖示。若此桿在軸向力P作用下在第2段上產(chǎn)生30MPa的應(yīng)力，E=210GPa，求此桿的總縮短量。P12題9-1

36、圖3P9-2圖中AB是剛性桿，CD桿的截面積A=500mm2，E=200GPa，P=80kN。試求此結(jié)構(gòu)中B點所能承受的最大集中力P以及B點的位移B。9-3一桿系結(jié)構(gòu)以下列圖，設(shè)AC和BC分別為直徑是20mm和D24mm的圓截面桿，E=200Gpa，F(xiàn)=5kN。試求C點的垂直位移。1m9-4設(shè)橫梁ABCD為剛體，橫截面面積為ACAP=20kN，試求B的鋼索繞過無摩擦的定滑輪。設(shè)C點的垂直位移。設(shè)剛索的E=177GPa。P9-5空心圓軸，外徑45om，CD=100mm，內(nèi)徑d=80mm，AB=BC=l=500mm，m16kN題9-2圖30om24kNm，G=80GPa，求C截面對A、B截面的相對

37、扭轉(zhuǎn)角。題9-5圖F相對B的扭轉(zhuǎn)角B2m相對CBm2l41030.54.313103rad題9-3圖題9-4圖GIp8010944)(0.10.089-6圖示懸臂圓軸32m的作用,試導(dǎo)出該桿B端扭轉(zhuǎn)角的計算公式。AB,承受均布外力偶矩m9-7一為實心、一為空心的兩根圓軸，資料、長度和所受外力偶均相同，實心直徑d1，空心軸外徑D2、內(nèi)徑d2，內(nèi)外徑之比=d2/D2=。若兩軸重量相同，試求兩軸最大相對扭B轉(zhuǎn)角之比。Axl9-8傳動軸的轉(zhuǎn)速為n=500r/min，以下列圖，主動輪1輸入功率2、3分別輸1N=s，從動輪出功率N2=147kNm/s，N3=221kNm/s。己知=10/m，G=80GPa

38、。題9-6圖試確定AB段的直徑d1和BC段的直徑d2。若AB和BC兩段采用同素來徑，試確定直徑d.。主動輪和從動輪應(yīng)如何安排才比較合理計算外力偶矩，作扭矩圖N1N2N332T1180AAB段T1T1180BC7028.06Nm,由剛度條件：184.6mmGIp2d12G123500400題9-8圖BC段由剛度條件：T2180432T21801274.5mmGIp22G（2）將主動輪1和從動輪2地址互換，更合理9-9用積分法求圖示各梁的撓曲線方程及自由端的撓度和轉(zhuǎn)角。設(shè)EI為常量。9-10用積分法求圖示各梁的撓曲線方程、端截面轉(zhuǎn)角A和B、跨度中點的撓度和最大撓度。設(shè)EI為常量。qMe9-11用疊

39、加法求圖示各梁自由端的撓度。設(shè)EI為常量。A（a）BA（b）B題9-9圖lq（a）（b）FC9-12AI2I1題9-10圖l/29-13以下列圖的超靜定梁，試求B處的拘束反力。l/2清除B處節(jié)余拘束（a）（b）變形協(xié)調(diào)關(guān)系：題9-11圖l2l1題9-12圖題9-13圖第十章壓桿的牢固性10-1圖示正方形桁架，各桿各截面的波折剛度均為EI，且均為修長桿。試問當(dāng)載荷F為何值時結(jié)構(gòu)中的個別桿件將失穩(wěn)？若是將載荷F的方向改為向內(nèi)，則使桿件失穩(wěn)的載荷F又為何C值？loo4545F2F1.桿件編號，分別以A、C節(jié)點為研究對象，顯然有：F,F5FF1F2A2Boo2F,F54545由于結(jié)構(gòu)的對稱性：因此：F

40、1F2F3F4F2D2EI題10-1圖Fcr(l5)25桿為壓桿，修長壓桿的臨界壓力1,l52l2EI,壓桿將失穩(wěn)FFcr2l210-2圖示兩端球形鉸支修長壓桿，彈性模量E=200Gpa。試用歐拉公式計算其臨界荷載。1）圓形截面，d=25mm，l=；2）矩形截面，h=2b=40mm，l=。2EIF(1)Fcrd(l)21,l1Fcr37.85kNlb10-3圖示鉸鏈桿系結(jié)構(gòu)中，、兩桿截面和資料相同，為修長壓桿。若桿系由于在ABC平面內(nèi)失穩(wěn)而無效，試確定使載荷P為最大值時的角（設(shè)0/2）。h解：由靜力平衡條件可解得兩桿的壓力分別為：l=1m，彈性模量10-4圖示活塞桿，用硅鋼制成，其直徑d=40

41、mm，外伸部分的最大長度PE=210Gpa，p=100。試確定活塞桿的臨界載荷。題10-2圖2E221010992Pcr1d因此壓桿為大柔度桿，2A2002465.1kN10-5圖示矩形截面壓桿，有三種支持方式。桿長l=300mm，截面寬度b=20mm，高度題10-4圖lh=12mm，彈性模量E=200Gpa，p=50，s=20，中柔度桿的臨界應(yīng)力公式為：題10-3圖cr382MPa2.18MPa。試計算它們的臨界載荷，并進行比較。11l2300173p,為大柔度桿（a）i3.462E22001090.020.01215.8kNPcr12A173222l130086.5p,為大柔度桿i3.46

42、(b)2E2200109Pcr2A0.020.01263.2kN286.5233l0.5300，s3p,為中柔度桿i3.4643.25(c)Pcr3（3822.18）A（3822.18）0.020.01269kN343.2510-6圖示連桿，用硅鋼制成，試確定其臨界載荷。中柔度桿的臨界應(yīng)力公式為cr577MPa3.74MPa60100。在x-z平面內(nèi)，長度因數(shù)0.7；在x-y平面內(nèi)，長度因數(shù)1.0。題10-6圖在x-z平面內(nèi)，最小剛度平面l,iyIy,Iy1103213347.77mmyiyA123030545.310mm,iy12長度系數(shù)y0.7，y72x-y平面內(nèi)，最大剛度平面zl,izIz,Iz15303(1301032023010)2256.25103mm4,izA1212z1.0,iz18.5mm,z43.24以柔度大的計算臨界載荷，y7260y100,屬于柔度桿，cr577MPa3.74MPa307.72MPa10-7試檢查圖示千斤頂絲杠的牢固性。若千斤頂?shù)淖畲笃鹬亓縁=120kN，絲杠內(nèi)徑d=52mm，絲杠總長l=600mm，襯套高度h=100mm，牢固安全因數(shù)nst4，絲杠用Q235鋼制成，中柔度桿的臨界應(yīng)力公式為cr235MPa0.00669MPa212310-8圖示托架，實心圓