版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)《工程力學(xué)》第4次作業(yè)解答(桿件的內(nèi)力計(jì)算與內(nèi)力圖)2008-2009學(xué)年第二學(xué)期一、填空題1.作用于直桿上的外力(合力)作用線與桿件的軸線重合時(shí),桿只產(chǎn)生沿軸線方向的伸長或縮短變形,這種變形形式稱為軸向拉伸或壓縮。2.軸力的大小等于截面截面一側(cè)所有軸向外力的代數(shù)和;軸力得正值時(shí),軸力的方向與截面外法線方向相同,桿件受拉伸。3.桿件受到一對大小相等、轉(zhuǎn)向相反、作用面與軸線垂直的外力偶作用時(shí),桿件任意兩相鄰橫截面產(chǎn)生繞桿軸相對轉(zhuǎn)動(dòng),這種變形稱為扭轉(zhuǎn)。4.若傳動(dòng)軸所傳遞的功率為P千瓦,轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/分,則外力偶矩的計(jì)算公式為。5.截面上的扭矩等于該截面一側(cè)(左或右)軸上所有外力偶矩的代數(shù)和;扭矩的正負(fù),按右手螺旋法則確定。6.剪力、彎矩與載荷集度三者之間的微分關(guān)系是、。7.梁上沒有均布荷載作用的部分,剪力圖為水平直線,彎矩圖為斜直線。8.梁上有均布荷載作用的部分,剪力圖為斜直線,彎矩圖為拋物線。9.在集中力作用處,剪力圖上有突變,彎矩圖上在此處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。10.梁上集中力偶作用處,剪力圖無變化,彎矩圖上有突變。二、問答題1.什么是彈性變形?什么是塑性變形?解答:在外力作用下,構(gòu)件發(fā)生變形,當(dāng)卸除外力后,構(gòu)件能夠恢復(fù)原來的大小和形狀,則這種變形稱為彈性變形。如果外力卸除后不能恢復(fù)原來的形狀和大小,則這種變形稱為塑性變形。2.如圖所示,有一直桿,其兩端在力F作用下處于平衡,如果對該桿應(yīng)用靜力學(xué)中“力的可傳性原理”,可得另外兩種受力情況,如圖(b)、(c)所示。試問:問答題3問答題3圖(2)力的可傳性原理是否適用于變形體?問答題2圖問答題2圖解答:(1)圖示的三種情況,桿件的變形不相同。圖(a)的桿件整體伸長變形,圖(b)的桿件只有局部伸長變形,圖(c)的桿件是縮短變形。(2)力的可傳性原理,對于變形體不適用。因?yàn)閯傮w只考慮力的外效應(yīng),力在剛體上沿其作用線移動(dòng),剛體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生改變,所以作用效應(yīng)不變;力在變形體沿其作用線移動(dòng)后,內(nèi)部變形效果發(fā)生了改變,與力在原來的作用位置對變形體產(chǎn)生的效果不同。3.如上圖所示,試判斷圖中桿件哪些屬于軸向拉伸或軸向壓縮。解答:(a)圖屬于軸向拉伸變形;(b)圖屬于軸向壓縮變形。(c)、(d)兩圖不屬于軸向拉伸或壓縮變形。4.材料力學(xué)中桿件內(nèi)力符號的規(guī)定與靜力平衡計(jì)算中力的符號有何不同?【解答】材料力學(xué)中內(nèi)力的符號規(guī)定,是按照變形的性質(zhì)決定的。例如:軸向拉伸時(shí),軸力取正號;軸向壓縮時(shí),軸力取負(fù)號;剪切變形時(shí),“左上右下剪力為正”意思也可以理解成:剪切面左邊部分向上運(yùn)動(dòng),或者剪切面右邊部分向下運(yùn)動(dòng),則剪切面上的剪力取正號;彎曲變形時(shí),梁的軸線由直線變成“上凹下凸”形狀的曲線時(shí),彎矩取正號等等。計(jì)算一個(gè)截面的內(nèi)力(軸力、剪力、扭矩、彎矩)時(shí),只取這個(gè)截面一側(cè)(既可以單獨(dú)取截面左側(cè),也可以單獨(dú)取截面右側(cè))的全部外力來計(jì)算,而舍棄截面另一側(cè)的全部外力。單獨(dú)取截面左側(cè)的外力計(jì)算內(nèi)力與單獨(dú)取截面右側(cè)的外力計(jì)算內(nèi)力,符號規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)是相反的,但最后得出的計(jì)算結(jié)果是一致的,即無論取截面的哪一側(cè)外力來計(jì)算,同一截面的內(nèi)力,必定大小相等,符號相同(就是對桿件產(chǎn)生的變形性質(zhì)相同)。靜力平衡計(jì)算中力的符號,是對力在坐標(biāo)軸上的投影和力對點(diǎn)之矩進(jìn)行符號規(guī)定,主要根據(jù)力的方向,坐標(biāo)軸正向和矩心位置等因素決定。如果規(guī)定了一個(gè)方向的力在坐標(biāo)軸上的投影規(guī)定為正,則與之相反方向的力在同一坐標(biāo)軸上的投影則要為負(fù);力對點(diǎn)取力矩時(shí),如果規(guī)定了一個(gè)轉(zhuǎn)向?yàn)檎?,則與之相反轉(zhuǎn)向的力矩為負(fù)。列平衡方程時(shí),作用在同一物體上的所有外力都參加計(jì)算,全部外力按照同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定符號?!菊f明】:此題為一個(gè)作業(yè)之外的補(bǔ)充問答題,將答案寫在這里,是希望有助于同學(xué)們理解工程力學(xué)中經(jīng)常用到的各種符號規(guī)則。三、作圖題1.作如圖所示各桿的軸力圖。(a)解答:由上圖可知,用截面法求得截面1-1、2-2、3-3的軸力分別為:取截面1-1右側(cè)的全部外力計(jì)算,結(jié)果為正,表示1-1截面受拉力。(表示受拉)計(jì)算結(jié)果為正,表示1-1截面受拉力。(表示受壓)根據(jù)計(jì)算結(jié)果,畫出桿的軸力圖如上圖所示。(b)解答:由上圖可知,用截面法求得截面1-1、2-2、3-3的軸力分別為:(取截面1-1左側(cè)的全部外力計(jì)算,結(jié)果為正,表示受拉)(取截面2-2左側(cè)的全部外力計(jì)算,結(jié)果為0,表示此段不變形)(取截面1-1左側(cè)的全部外力計(jì)算,結(jié)果為正,表示受拉)根據(jù)計(jì)算結(jié)果,畫出桿的軸力圖如上圖所示。(c)解答:由上圖可知,用截面法求得截面1-1、2-2、3-3的軸力分別為:(截面1-1左側(cè)沒有任何外力作用)(取截面2-2左側(cè)的全部外力計(jì)算,結(jié)果為正,受拉)(取截面3-3左側(cè)的全部外力計(jì)算,結(jié)果為正,表示受拉)根據(jù)計(jì)算結(jié)果,畫出桿的軸力圖如上圖所示。2.作如圖所示各圓軸的扭矩圖。根據(jù)扭矩的計(jì)算簡便規(guī)則和符號規(guī)定,分別計(jì)算出軸各段截面上的扭矩值,畫出軸的扭矩圖如上圖所示。3.求下列各梁中截面1-1、2-2、3-3上的內(nèi)力。這些截面無限接近于截面C或截面D,且F、q、a均為已知。【解答】(a)(1)畫出從1-1、2-2、3-3截面截開示意圖(本題是懸臂梁,取截面右側(cè)外力計(jì)算,可以避免求解梁的左端約束力),分別如圖(1)、(2)、(3)所示。(2)根據(jù)剪力和彎矩計(jì)算法則,可得1-1、2-2、3-3截面的剪力和彎矩分別為:,,,(3-3截面右側(cè)沒有任何外力作用)(b)(1)對于簡支梁,無論取截面的左側(cè)還是右側(cè)外力求內(nèi)力,都需要求解桿端約束力,畫出A、B兩端的約束力,根據(jù)梁的平衡方程,可求得兩端約束力為:(2)畫出從1-1、2-2截面截開示意圖,分別如圖(1)、(2)所示。(2)根據(jù)剪力和彎矩計(jì)算法則,可得1-1、2-2截面的剪力和彎矩分別為:4.已知如圖所示各梁的q、F、Me和尺寸a,試求:(1)列出梁的剪力方程和彎矩方程;(2)作剪力圖和彎矩圖;(3)指出和及所在截面位置。(a)解答:(1)求兩端支座A、B的約束力,并寫出剪力方程和彎矩方程。(兩力大小相等、方向相反,組成力偶)剪力方程為:彎矩方程為:(2)按剪力方程作剪力圖,按彎矩方程作彎矩圖,如圖所示?!菊f明】:在本題手工繪制的剪力圖和彎矩圖后面,同時(shí)給出了計(jì)算機(jī)輔助分析(工程)軟件ANSYS建模分析自動(dòng)繪出的剪力圖和彎矩圖,驗(yàn)證了手工繪圖的正確性。(3)確定最大剪力和最大彎矩。由剪力圖和彎矩圖可知:,(b)解答:(1)對于本題的懸臂梁,取任一截面之右部分研究,不必求左端支座A的約束力,直接寫出剪力方程和彎矩方程如下:剪力方程為:(0<x<a)彎矩方程為:(0≤x≤a)(2)按剪力方程作剪力圖,按彎矩方程作彎矩圖,如圖所示?!菊f明】:在本題手工繪制的剪力圖和彎矩圖后面,同時(shí)給出了計(jì)算機(jī)輔助分析(工程)軟件ANSYS建模分析自動(dòng)繪出的剪力圖和彎矩圖,驗(yàn)證了手工繪圖的正確性。(3)確定最大剪力和最大彎矩。由剪力圖和彎矩圖可知:,5.試?yán)谩⒑蚆之間的微分關(guān)系作下列梁的剪力圖、彎矩圖。并指出和及所在截面位置?!菊f明】:本題解答過程的說明文字沒有給出,請同學(xué)們自己寫出過程說明,主要把握以下幾點(diǎn):(1)對于簡支梁(a)或外伸梁(b)、(c),必須求得各支座的約束力;(2)要將梁分成若干段:集中力作用處、集中力偶作用處、支座處、均布線載荷的起點(diǎn)、終點(diǎn),剪力圖上剪力等于0的點(diǎn),都是分界點(diǎn)。(3)在一段梁內(nèi),如果沒有均布載荷作用,則該段內(nèi)剪力為常數(shù),剪力圖為水平直線(平行于梁軸線);彎矩圖為斜直線。(4)在一段梁內(nèi),如果有均布載荷作用,則該段內(nèi)剪力圖為斜直線;彎矩圖為拋物線,在剪力為零的截面上,彎矩達(dá)到極值。(5)在集中力(包括梁上已知的主動(dòng)力和支座約束力)作用處(梁的一個(gè)截面),剪力圖發(fā)生突變(該截面左右兩側(cè)附近剪力值不同);彎矩圖發(fā)生轉(zhuǎn)折(該截面左右兩側(cè)彎矩圖的斜率不同)。(6)在集中力偶(包括固定端約束)作用處,剪力圖不受影響,彎矩圖發(fā)生突變(該
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 分公司合規(guī)聯(lián)系人工作實(shí)務(wù)講解
- 2.1《立在地球邊上放號》課件 2024-2025學(xué)年統(tǒng)編版高中語文必修上冊
- 河南省八市重點(diǎn)高中2025屆高三第五次模擬考試英語試卷含解析
- 北師大長春附屬學(xué)校2025屆高考沖刺模擬數(shù)學(xué)試題含解析
- 甘肅省嘉峪關(guān)市2025屆高三第六次模擬考試英語試卷含解析
- 遼寧省清原中學(xué)2025屆高三第一次調(diào)研測試英語試卷含解析
- 四川省仁壽縣城北教學(xué)點(diǎn)2025屆高三第四次模擬考試數(shù)學(xué)試卷含解析
- 2025屆黑龍江省鶴崗市工農(nóng)區(qū)第一中學(xué)高三考前熱身英語試卷含解析
- 四川雙流棠湖中學(xué)2025屆高考語文必刷試卷含解析
- 江蘇省丹陽市丹陽高級中學(xué)2025屆高三第一次調(diào)研測試數(shù)學(xué)試卷含解析
- 設(shè)備檢修維護(hù)記錄表
- 排泄物、分泌物及體液檢驗(yàn)方法和病例分析
- 合同責(zé)任分解及交底表1-5
- 《漢服》PPT課件(完整版)
- 聚合物鋰離子電池
- 療養(yǎng)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范
- 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院病理科李大力,楊文濤
- 建筑工程冬期施工規(guī)程(JGJ104-2010)
- 甲級寫字樓配置標(biāo)準(zhǔn)詳
- 機(jī)械式停車設(shè)備安裝工藝
- 常用荷載取值
評論
0/150
提交評論