(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案工程力學(xué)靜力學(xué)與材料力學(xué)(單輝祖謝傳鋒著）高等教育出版社課后答案試畫出以下各題中圓柱或圓盤的受力圖。與其它物體接觸處的摩擦力均略去。FOWFOWAOWOWOWAB(b)

(c)OWBOOWBOWA(e)FOFOAOWFBOFBBOFBWFAW AB FAFB(b)

(c)FBAOWFBAOWFABAB O W A(d) (e)1—2試畫出以下各題中AB桿的受力圖。ACWBCACWBCWDBECWD B(b)

(c)AFCAFCBACFACFDFACFDWDBFBFAACWBFEECFEECFDWD BF(b) (c)FFFFACB(d)FBFAFACFBWB(e)試畫出以下各題中ABACWAACWABCDqCDB A BWFAFACBDWq FABA’D’ B’(d) (e)qDFqDFCFDBCFFCBFAFFAFBACWB A B W(b) (c)1F A C BD AF W FB

q FFBxB試畫出下各題中指定物體F受力圖. FD A ByAFDD’B（a）拱ABC；(b)半拱AB部分；(c)踏板A；(d）杠桿AB(e)方板ABCDAFDD’B(d)F B C

(e)AAWDFBFBADAFC

(b)AWAWB

(c)ACACD(d)解:

BC(e)

W(f)AWDFAxAWDFAxFAyFDFBFBAFAAFDFBFBD(a)AFCDFCB

C

AFAAFAWBFF

BWFB

C

BC1—5試畫出以下各題中指定物體的受力圖。(a）結(jié)點(diǎn),結(jié)點(diǎn)；(）圓柱A和B）半拱A，半拱BC;(d)杠桿A，切刀CEF及整體；(e)AB，秤盤架BCD及整體。BAWBAWABPPFBWFBW1W2ACADFEF CB(c) (d)AO BAO BGC’ CW(e)解：(a）(b)

FATF AABFA

FBTACPCAFACPCAFABPFBPFN

FB BAWF(c）

CFB BPFBW1W2FFBW1W2FFAxCxFAyFCyFB FBxFWBy1FAxFAyF’BxF’ByBW2FCxFCyAFAFFCCB

DE F

3ADFEADFEF CB(e）AFOxW

O BFBFOy

D DAO BFOxGFAO BFOxGFOyC’ CFBGBFCC2-2AC、BCC處鉸接，另一端均與墻面鉸接，如圖所示,FF作用在銷釘C上，F(xiàn)=445N，F(xiàn)=535N，不計(jì)桿重,試求兩桿所受的力。

1 2 1 2A30oA30o43BCF2（1）取節(jié)點(diǎn)C為研究對象，畫受力圖，注意ABC都為二力桿，yFAC F1(2)列平衡方程:

FBC C xF2 4F 0 F F sin60oF0y 1 5 AC3F 0 F F

2cos60o0x 1 5 BC ACACBC兩桿均受拉。

F 207N FAC

164N2-6ABCDEcmF=200N，試求支AE的約束力。4F4FB C686DAE(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案PAGEPAGE6（1)取DEDE為二力桿；F=FD EFFDDEFEABC為研究對象，受力分析并畫受力圖；畫封閉的力三角形:F’F’D4FABD33AF F'FA D E

FFAF’D1F5166.7FAF’D2 33—1AB上作用一力偶，力偶矩為M，梁長為l，梁重不計(jì)。求在圖a，b，c三種情況下，支座AB的約束力l/2ABl/2ABll/3ABl(a)l/2l/2ABθl

(b)(c)解:（a）受力分析,畫受力圖；A、B處的約束力組成一個力偶；Ml/2l/2ABFAlFBM0 FBM

MlM0 F B lF F A B l（b）受力分析，畫受力圖；A、B處的約束力組成一個力偶；Ml/3l/3ABlAF列平衡方程：

M0

BMlM0 F B B lMlF F lA B（c）受力分析,畫受力圖；A、B處的約束力組成一個力偶；l/2l/2ABθlFAF列平衡方程： BM0 FB

lcosM0 FB

MlcosF FA B

Mlcos3—2AB上作用有主動力偶,其力偶矩為MA和C點(diǎn)處的約束力.aaBaC3aMaA解:(1）取BC為研究對象，受力分析，BC為二力桿,畫受力圖;BCFBCFC(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案F FB C（2）AB為研究對象，受力分析，A、B的約束力組成一個力偶，畫受力圖；BBFBMFAA M0

2F'2

3aaM0 F'B

M2

0.354MaF FA C

0.354Ma4—1試求題4-1kN,kNm,m，分布kN/m。(提示:計(jì)算非均布載荷的投影和與力矩和時需應(yīng)用積分。22ABC0.7D0.50.40.80.80.4(b)q=2AAM=3BC30o1 2(c)qq=20M=820CABD0.80.80.80.8(e)解：(b）:(1）；y2ABCy2ABCFAy0.7D0.5 FB0.40.8 0.8 0.47(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案（2)Axy，列出平衡方程;

F0: Fx

0.40F 0.4kNAxM(F)0: 20.80.51.60.40.7FA

20F 0.26kNB F0: Fy AyF

20.5F 0B1.24kNAy約束力的方向如圖所示。（c)：(1）研究AB（平面任意力系；yq=22yq=22dxM=3A BCFAy1dx2x30oFB(2）Axy，列出平衡方程；M(F)0: FB Ay

3322dxx00F 0.33kNAyF0: F

22dx

cos30o0y AyFB

0 B4.24kNF0: Fx Ax

Fsin30o0B約束力的方向如圖所示。

F 2.12kNAx(e（1)研究CABD20dx yM=8 20q=20 FAxCxCdx A B Dx F0.8

Ay0.8

FB0.8(2）Axy，列出平衡方程；

F0: F 0x Ax8(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案M(F)0: 0.820dxx8

1.6202.40A 0 BF 21kNBF0: 0.820dxF F200y 0 Ay BF 15kNAy約束力的方向如圖所示。4-5AB梁一端砌在墻內(nèi)，在自由端裝有滑輪用以勻速吊起重物D，設(shè)重物的重量為G，又ABb，斜繩與鉛垂線成角，求固定端的約束力。bbABD（1)研究ABbyMAAbyMAABFGAyGBxy,列出平衡方程;

F0: -Fx AxFAx

Gsin0Gsin F0: Fy AyF

GGcos0G(1cos)M(F)0: MB A

AyF bGRGR0AyM G(1cos)bA約束力的方向如圖所示.4—16由AC和CD構(gòu)成的復(fù)合梁通過鉸鏈C4—16q=10kN/m，M=40kNm，a=2m,不計(jì)梁重，試求支座A、B、D的約束力和鉸鏈C所受的力。q M（1)研究CD（平面平行力；B Cy qdx M 9a q a a aDC x(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(2）Cxy，列出平衡方程；M(F)0: -aqdxxM

2a0C 0DFDF0: F

D5kNaqdxF 0y C 0 DF 25kNCABC桿，受力分析,畫出受力圖(平面平行力系);y qdxy qdxqABCFCxAaFBxadx（4)Bxy，列出平衡方程；M(F)0: FB AFA

aaqdxxF'0 35kN

a0F0: FaqdxFF'0y A 0 B CF 80kNB約束力的方向如圖所示。試求圖示各桿的軸力，并指出軸力的最大值.FFFF2F2F2kN3kN2kN3kN2kN3kN2kN1kN(c) (d)（a）(1）1-1、2-2F 1 F 2(2）1—11 2F 1 FN11 10(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案PAGEPAGE12(3）2—2

F 0 FFx

0 F FN1F 2N2(4）軸力最大值：

2F 0 Fx

0 F 0N2（b)（1)求固定端的約束反力；

F FNmaxF1F12F212R1-1

F 0 F2FFx

0 F FR RF1F11N12—2

F 0 FFx

0 F FN12222N2 R（4）軸力最大值:

F0 F Fx N2

0 FN2

FR

F（c)

F FNmax(1）1-1、2-2、3—32kN2kN13kN22kN33kN1231-12kN12kN1N112-2

F 0 2Fx N1

0 FN1

2kN2kN12kN13kN212N23—3

F 0 23Fx

0 FN2

1kN軸力最大值：

F33kN333kN3F 0 3Fx

0 FN3

3kN(d）

F 3kNNmax（1）1—1、2—21 2kN 2 1kN(2）取1-1截面的右段; 1 212kN12kN1kN1N1F 0 21Fx N1

0 FN1

1kN(2)2—2FN2

2 1kN（5）軸力最大值：

F20x0

1F N2

F 1kNN28-1解：(a）

F 1kNNmaxF(+)F(+)Nx(b）F(+)(-)F(+)(-)xF（c）3kN1kN(+)3kN1kN(+)(-)2kNx(d）1kN(+)(-)1kN(+)(-)x1kN8—14圖示桁架，桿12d=30mmd=20mm,兩桿材料相同，許用應(yīng)1 2BC1300 4502AF力[σ］=160MPaBC1300 4502AF解：(1)A受力分析，求出ABAC兩桿所受的力；y300y300450FACAFx(2）列平衡方程F

0

sin300F

sin4500x AB ACF 0 F cos300F cos450F0解得：

y AB AC231F F231AC AB

231F31（2）分別對兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；所以桁架的強(qiáng)度足夠。

F ABAB AF AC131.8MPaAC A212AF作用，試確定鋼d與木桿截面的邊寬bF=50kN［σ=160MPa［σ］S W=10MPa。lBlB1A2450C解：(1）A受力分析，求出ABAC兩桿所受的力；yFyFAB450AxFACFFACFACFF 2F70.7kN FAC

F50kN(2)運(yùn)用強(qiáng)度條件,分別對兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；F ABAB A

501031S1

160MPa d20.0mm1 d24F ACAC A2

70.7103b2

W

10MPa b84.1mm20mm，84mm.題8-14所述桁架，試定載荷F。（1）由8-14得到AAC兩桿所受的力與載荷F的關(guān)系;2323131F F F 31AC AB（2）運(yùn)用強(qiáng)度條件，分別對兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；2F31F 2F31FAB A 1

160MPa F154.5kN1 d2F ACFAC A2

4 2

42F312F31

1160MPa F97.1kN取[F］=97。1kN。8—31圖示木榫接頭，F(xiàn)=50kN，試求接頭的剪切與擠壓應(yīng)力.4010040100FF100100100FF解:(1）剪切實(shí)用計(jì)算公式：(2)擠壓實(shí)用計(jì)算公式:

F AsF bs AFb

50103 5MPa1001005010312.5MPa401008-32FFBdF=50kN,F=35。4kN，許用切應(yīng)1 2 1 2力[τ］=100MPa，許用擠壓應(yīng)力[σ]=240MPa。bsFAF1FBD-D40 80D d450B C 450F2F22FFcos4501 2 1 2解：(1)F2F22FFcos4501 2 1 2F B(2)B的剪切強(qiáng)度;

35.4kNFF B Q 2 d15.0mmB

A 1d2S 4(3）綜合軸銷的剪切和擠壓強(qiáng)度,取

bs AFbF

FBd10B

bs

d14.8mm9—1試求圖示各軸的扭矩，并指出最大扭矩值。

d15mmaa2Maa2MaaM(b)500500500300 300 5005005002kNm 1kNm解:(a）

(c)

1kNm 2kNm 1kNm 2kNm

(d)

3kNm1-1、2-212121M2(2）1—11T1T11M 0 Tx 1

xM0 TM1（3）2-22T22x（4)最大扭矩值:

2M 0 Tx 2

0 T02MTmaxM(b）(1）求固定端的約束反力；1212x12M2MA(2）1—1

M 0 M 2MM0 M Mx A A1T11T1xA（3)2—2

1M 0 M T0x A 1

TM M1 A(4）最大扭矩值：

T2M2Mx2M 0 MT0x 2

TM2T Mmax1-1、2—2(c）(1）1-1、2-2、3-31 2 32kNm 1 1kNm 2 1kNm3 2kNm1—11T1x2kNm 12-2

M 0 2T0x 1

T2kNm12T2x2kNm 1kNm 23-3

M 0 21Tx 2

0 T2

1kNm33 33 2kNm3 x(5）最大扭矩值：

M 0 2Tx 3

0 T3

2kNmT 2kNm(d）

max1-1、2-2、3-31 2 31kNm 1 2kNm 2 3kNm 3（2）1—11T1 x1kNm 1（3)2-2

M 0 1Tx 1

0 T1

1kNm1 2T2 x1kNm 1 2kNm 2（4）3—3

M 0 12Tx 2

0 T2

3kNm1 2 3T3 x1kNm 1 2kNm 2 3kNm 3M 0 123Tx 3

0 T03（5)最大扭矩值:

max

3kNm9—29—1（a）M(+)M(+)x（b）M(+)M(+)(-)x（c) M2kNm2kNm2kNm2kNm1kNm(+)x1kNm(-)1kNm(-)Tx3kNm9—8D=40mm，d=20mm，T=1kNmA點(diǎn)處(ρ=15mm）的扭轉(zhuǎn)Aτ，以及橫截面上的最大與最小扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。AAA（1)計(jì)算橫截面的極慣性矩；（2)計(jì)算扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力;

I p 32

(D4d4)2.356105mm4 TAA I

11061563.7MPa2.356105max

I

max

11062084.9MPa2.356105min

I

min

11061042.4MPa2.3561059—18題9-16M=1kNm，許用切應(yīng)力［τ=80MPa,單位長度的許用扭轉(zhuǎn)角[θ]=0。50/m，G=80GPa，試確定軸徑.解：(1）考慮軸的強(qiáng)度條件； 2MABmax 1

2110616d31

80 d1

16 1 MBCmax 1

110616d3

80 d2

39.9mm考慮軸的剛度條件；

d316 2 2M 1800

210632 1800 TAB

1030.5

73.5mmAB GI 80103d4 1pAB 1 M

TBC

110632

61.8mmBC GI

100.5 d

80103d4 22綜合軸的強(qiáng)度和剛度條件，確定軸的直徑;d73.5mm d1 2

61.8mm10—1試計(jì)算圖示各梁指定截面（標(biāo)有細(xì)線者）的剪力與彎矩。CBlCBl/2l/2MeCABl/2 l/2A(b)FACFACBabCl/2l/2A B(c) (d)解:(a)A+截面左段研究，其受力如圖；由平衡關(guān)系求內(nèi)力F

F M

FA MA+0FSA+0(2）C截面內(nèi)力；C截面左段研究，其受力如圖；CFC

SA A由平衡關(guān)系求內(nèi)力

MCFSC(3）B—截面內(nèi)力B—截面,研究左段，其受力如圖；

FlF F M SC C 2CBCBMA BFSB由平衡關(guān)系求內(nèi)力(b)(1）A、B處約束反力

F F MSB

FlMe CA BRA RBMA+截面內(nèi)力;A+截面左段研究，其受力如圖；

R RA Me

leMA A+FSARAF R

M

M M(3)C截面內(nèi)力；C截面左段研究，其受力如圖;

SA A l

A eMeMeCARFSCACF R

M e

MR

l M e（4)B截面內(nèi)力;

SC A

l A

e A 2 2B截面右段研究，其受力如圖；FSBM FSBBRB(c）A、B處約束反力

F RSB

M e M 0l BFFACBRARBA+截面內(nèi)力；A+截面左段研究，其受力如圖；

R FbA ab

R FaB abMA A+R FA SA+（3)C—截面內(nèi)力；C—截面左段研究,其受力如圖;AR

FSA

FbAR abACMC-

M 0AA FSC-（4）C+截面內(nèi)力；

FSC

R A

Fbab

M RC

FababC+截面右段研究,其受力如圖;F

FaB Fab（5)B-截面內(nèi)力;

FC+F

RB

a bB

M RC

b

abB—截面右段研究，其受力如圖；SB-FSB-M BB-RBFaF R

M 0（d)A+截面內(nèi)力

SB

B ab B(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案A+截面右段研究,其受力如圖;qMA+-（3)C-截面內(nèi)力；

F qlqlSA 2 2

BFSA+ACM FSA+ACA

3l2 4

8C—截面右段研究，其受力如圖；FSC-FSC-MC- BC（4)C+截面內(nèi)力；

FSC

qlql2 2

M qllC 2 4

ql28C+截面右段研究，其受力如圖；FSC+FSC+MC+ BC(5）B-截面內(nèi)力；

F qlqlSC 2 2

M qllC 2 4

ql28B-截面右段研究,其受力如圖；FSB-MB- BFSB

0 M 0B10—2。試建立圖示各梁的剪力與彎矩方程,并畫剪力與彎矩圖.FAFACBlql/4lql/4(d)（c)(1）求約束反力

(c)A

x2 F1x1C B 23RA RC(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案列剪力方程與彎矩方程

R F RA

2FF F (0S1

MFxx1x1l/2)

(0x1

l/2)F F (l/2S2

Flxx1lx1l)M

(l/2x1

l)（3)畫剪力圖與彎矩圖F（+）（-）F（+）（-）Fx（-）Fl/（-）Fl/2x（d)xqlxql/4A B列剪力方程與彎矩方程FS

ql4

qxq(l4

x) (0x l)Mx l)

xqx2

(0xl)（2）l)FSql/4

1 4 2(+)(-)(+)(-)3ql/4ql2ql2/32(+)(-)ql2/4x24(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案(完整)工程力學(xué)(靜力學(xué)與材料力學(xué))答案PAGEPAGE2511—6FFF=2F=5kN，試計(jì)算梁內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力，1及該應(yīng)力所在截面上K點(diǎn)處的彎曲正應(yīng)力。F21mF21m1m

2 1 24080 C z30Ky解：(1）畫梁的彎矩圖7.5kN5kN7.5kN5kN(+)x最大彎矩（位于固定端):計(jì)算應(yīng)力:最大應(yīng)力：

M 7.5kNmax Mmax

Mmax

7.5106176MPamax WZ

bh2

408026 6K點(diǎn)的應(yīng)力： M

max

yM

max

y7.510630132MPaK I bh3 40803Z12 1211-14圖示槽形截面懸臂梁，F(xiàn)=10kN，M=70kNm，許用拉應(yīng)力［σ］=35MPa，許用壓應(yīng)力［σ]=120MPa，e + -試校核梁的強(qiáng)度。FFAMe3m3m25100251002550zC200C解：(1）截面形心位置及慣性矩:Ay 1AC

yAyAA2121 2212

(150250)125(100200)15096mm(150250)(100200)150503 252003 I zC