工程力學(xué)(二)課程復(fù)習(xí)考試試題B

?工程力學(xué)〔二〕?復(fù)習(xí)大綱B一、判斷題1.動(dòng)力荷載對(duì)構(gòu)造的影響不單隨時(shí)間變化，而且使構(gòu)造產(chǎn)生不容無視的慣性力?！病?.位移法僅合用于超靜定構(gòu)造，不能用于剖析靜定構(gòu)造?！病?.對(duì)只有一個(gè)剛結(jié)點(diǎn)的單結(jié)點(diǎn)構(gòu)造，使勁矩分派法計(jì)算的結(jié)果是精準(zhǔn)解?！病?.超靜定構(gòu)造的極限荷載受溫度變化、支座移動(dòng)等因素影響?！病?.水平梁上某截面剪力影響線在該界面左、右影響量絕對(duì)值之和為1。〔〕二、填空題1.桁架計(jì)算簡(jiǎn)圖選用的三個(gè)根本假定是：圓滑鉸節(jié)點(diǎn)、直桿、__________。剛結(jié)點(diǎn)的兩大特點(diǎn)是__________和能承受并傳達(dá)彎矩。用位移法計(jì)算溫度變化的受彎構(gòu)造時(shí)，典型方程中的自由項(xiàng)必須同時(shí)計(jì)入__________變形和彎曲變形的影響。4.超靜定構(gòu)造在載荷作用下采使勁法求解時(shí)，當(dāng)各桿EI增加到原來的n倍時(shí)，那么力法方程中的系數(shù)δ和自由項(xiàng)⊿變?yōu)樵瓉淼腳_________倍。一個(gè)關(guān)閉框擁有__________次超靜定。三、單項(xiàng)選擇題1.靜定構(gòu)造由于溫度變化〔〕。A、發(fā)生變形和位移B、不發(fā)生變形和位移C、不發(fā)生變形，但產(chǎn)生位移D、發(fā)生變形，但不產(chǎn)生位移2.構(gòu)造位移計(jì)算公式利用〔〕原理推導(dǎo)的。A、位移互等原理B、虛位移原理C、虛功原理D、反力互等原理3.同一構(gòu)造，不考慮阻尼時(shí)的自振頻次為，考慮阻尼時(shí)的自振頻次為D，那么〔〕。A、DB、DC、DD、與D的關(guān)系不確定4.在圖示構(gòu)造中，為使體系自振頻次增大，能夠〔〕。FPsintEI

mlA、增大FpB、增大mC、增大EID、增大l5.不考慮桿件的軸向變形，下列圖所示體系的振動(dòng)自由度為〔〕。m1m2A、1B、2C、3D、46.圖示振動(dòng)體系的自由度數(shù)目為〔〕。m2mEI=∞kA、1B、2C、3D、47.超靜定構(gòu)造在荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力與剛度〔〕。A、無關(guān)B、相對(duì)值相關(guān)C、絕對(duì)值相關(guān)D、相對(duì)值絕對(duì)值都相關(guān)8.圖示構(gòu)造桿件BC的B端轉(zhuǎn)動(dòng)剛度S為〔〕。BCABCi=1i=23m3mA、2B、4C、6D、89.靜定構(gòu)造反力與內(nèi)力的影響線形狀特點(diǎn)是〔〕。A、直線段組成B、曲線段組成C、直線曲線混淆D、變形體虛位移圖四、計(jì)算題1.使勁法計(jì)算圖示構(gòu)造并作彎矩圖，EI常數(shù)。FPlll?工程力學(xué)〔二〕?復(fù)習(xí)大綱B答案一、判斷題1、√

2、×

3、√

4、×

5、√二、填空題1、節(jié)點(diǎn)載荷

2、夾角相等

3、軸向

4、1／n

5、3三、單項(xiàng)選擇題題號(hào)12答案AC四、計(jì)算題1.體系及未知量如圖〔

3Ca〕所示。

45CAM1圖如圖〔

6Ab〕所示。

78BDMP圖如圖〔

9Ac〕所示。作后彎矩圖如圖〔

d〕所示。FPlX1X1=12FPll〔a〕根本體系〔b〕M1〔c〕MPFP668〔d〕M圖〔×FPl/7〕11X11P0117l3/3EI，1P2Pl3/EIX16FP/7精品文檔，放心下載，放心閱讀1-1試畫出以下各題中圓柱或圓盤的受力圖。與其余物體接觸處的摩擦力均略去。FA精品文檔，超值下載OOOWAWABBW(a)(b)(c)BOOWBWAA(d)(e)解：FFOABOOAOFAWFBBWFAFAFBW(a)(b)(c)FBFBFAAOWBOWAFA(d)(e)1-2試畫出以下各題中AB桿的受力圖。AAAECCCWWDDBBWB(a)(b)(c)AFCA(d)解：AEFECFDW(a)AFA(d)1-3試畫出以下各題中

CBW(e)AFACFDWDDBBFBFB(b)FACFACBFB(e)AB梁的受力圖。

BW

FAACBFB(c)FBBqF

ABCACBACDBWWD(a)(b)(c)FACBqDFAWBA’D’B’(d)(e)解：FAFBqFABCBADBFBACWFCWFCFD(a)(b)(c)FACBqFDAFBxFAWFBBFDFAFBy(d)(e)1-4試畫出以下各題中指定物體的受力圖。(a)拱ABCD；(b)半拱AB局部；(c)踏板AB；(d)杠桿AB；(e)方板ABCD；(f)節(jié)點(diǎn)B。FBCFAFBAWDADDD’B(a)(b)(c)AFAACBDBBWDCWC(d)(e)(f)解：FBCFAFBAWFBDADFAxFDFAyFDFABFB(a)(b)(c)AFAFAFABCDBFCBWWBFBFBCFBC(d)(e)(f)1-5試畫出以下各題中指定物體的受力圖。(a)結(jié)點(diǎn)A，結(jié)點(diǎn)B；(b)圓柱A和B及整體；(c)

半拱

AB，半拱

BC

及整體；(d)

杠桿

AB，切刀CEF及整體；(e)秤桿AB，秤盤架BCD及整體。BAAWBPP(a)(b)FDAFBW1W2ACEFCB(c)(d)AOBDGC’CW(e)解：(a)FATFBTBFBAAWFABFA(b)F’CCAFBBFCCPPFB(c)FFBxF’BxBFByByF’W2W1AFAxFCxCFAyFCy

FAAPBPFNFBW1W2AFAxFCxCFAyFCy(d)AFFC

D

ADFCEFCCBF’FFFEFB(e)FBGAOBBDFBWFOxFOyFCC

EFCBFEFFFBAOBDFOxGFOyC’CWFC’2-2桿AC、BC在C處鉸接，另一端均與墻面鉸接，如下列圖，F(xiàn)1和F2作用在銷釘C上，F(xiàn)1=445N，F(xiàn)2=535N，不計(jì)桿重，試求兩桿所受的力。A30oF14B3CF2解：(1)取節(jié)點(diǎn)C為研究對(duì)象，畫受力圖，注意AC、BC都為二力桿，yFACF1FBCCxF2(2)列平衡方程：Fy0F14FACsin60oF205Fx0F13FBCFACcos60o05FAC207NFBC164NAC與BC兩桿均受拉。2-3水平力F作用在剛架的B點(diǎn)，如下列圖。如不計(jì)剛架重量，試求支座A和D處的拘束力。2aBCaAD解：(1)取整體ABCD為研究對(duì)象，受力剖析如圖，畫關(guān)閉的力三角形：FBCFFDFAADFAFD由力三角形得FFDFAFFDFABCABAC215FD1FFA5F1.12F222-4在簡(jiǎn)支梁AB的中點(diǎn)C作用一個(gè)傾斜45o的力F，力的大小等于20KN，如下列圖。假定梁的自重不計(jì)，試求兩支座的拘束力。FA45oBC45o解：(1)研究AB，受力剖析并畫受力圖：DFEAα45oBFACFB畫關(guān)閉的力三角形：FAdeFB

Fc相像關(guān)系：FFBFACDEcdeCDCEED幾何尺寸：CE1BD1CDED225CDCDCE5CE222求出拘束反力：FBCEF12010kNCD2FAEDF52010.4kNCD245oarctanCE18.4oCD2-6如下列圖構(gòu)造由兩彎桿ABC和DE組成。構(gòu)件重量不計(jì)，圖中的長(zhǎng)度單位為cm。F=200N，試求支座A和E的拘束力。FB6

C8D6AE解：(1)取DE為研究對(duì)象，DE為二力桿；FD=FEFDDEFE取ABC為研究對(duì)象，受力剖析并畫受力圖；畫關(guān)閉的力三角形：BFFADFDF’D34F’3AFAFAFD'FE1F5166.7N2-7在四連桿機(jī)構(gòu)23F和F，機(jī)構(gòu)在圖示地點(diǎn)平衡。ABCD的鉸鏈B和C上分別作用有力1試2求平衡時(shí)力F1和F2的大小之間的關(guān)系。C45o30o60o90oF1F2AD解：〔1〕取鉸鏈B為研究對(duì)象，AB、BC均為二力桿，畫受力圖和關(guān)閉力三角形；FBCFBCB45oFABFABF1F1FBC2F1取鉸鏈C為研究對(duì)象，BC、CD均為二力桿，畫受力圖和關(guān)閉力三角形；CFCBFCBFCDF2FCDF2FCBF2cos30o3F22由前二式可得：FBCFCB2F13F22F160.61F2orF21.63F1F242-9三根不計(jì)重量的桿AB，AC，AD在A點(diǎn)用鉸鏈連結(jié)，各桿與水平面的夾角分別為450，，450和600，如下列圖。試求在與OD平行的力F作用下，各桿所受的力。F=0.6kN。zA45o

FFAB60oFADODy45oCFACx解：(1)取整體為研究對(duì)象，受力剖析，AB、AB、AD均為二力桿，畫受力圖，獲得一個(gè)空間匯交力系；列平衡方程：Fx0FACcos45oFABcos45o0Fy0FFADcos60o0Fz0FADsin60oFACsin45oFABsin45o0解得：FAD2F1.2kNFACFAB6FAD0.735kN4AB、AC桿受拉，AD桿受壓。3-1梁AB上作用一力偶，力偶矩為M，梁長(zhǎng)為l，梁重不計(jì)。求在圖a，b，c三種情況下，支座A和B的拘束力MMl/2l/3ABABll(a)(b)Ml/2ABθl(c)解：(a)受力剖析，畫受力圖；A、B處的拘束力組成一個(gè)力偶；Ml/2ABFAlFB列平衡方程：MM0FBlM0FBlMFAFBl受力剖析，畫受力圖；A、B處的拘束力組成一個(gè)力偶；Ml/3ABFAlFB列平衡方程：M0FBMlM0FBlFAFBMl受力剖析，畫受力圖；A、B處的拘束力組成一個(gè)力偶；MFAl/2BAθlFB列平衡方程：M0FBlMcosM0FBlcosFAMFBlcos3-2在題圖所示構(gòu)造中二曲桿自重不計(jì)，曲桿AB上作用有主動(dòng)力偶，其力偶矩為M，試求A和C點(diǎn)處的拘束力。aBa3aCMaA解：(1)取BC為研究對(duì)象，受力剖析，BC為二力桿，畫受力圖；FBBCFCFBFC取AB為研究對(duì)象，受力剖析，A、B的拘束力組成一個(gè)力偶，畫受力圖；BF’BMFAAM02FB'3aaM0FB'M0.354M222aaFAFCM0.354a3-3齒輪箱的兩個(gè)軸上作用的力偶如題圖所示，它們的力偶矩的大小分別為M1=500Nm，M2=125Nm。求兩螺栓處的鉛垂拘束力。圖中長(zhǎng)度單位為cm。AM1M2BFA50FB解：(1)取整體為研究對(duì)象，受力剖析，A、B的拘束力組成一個(gè)力偶，畫受力圖；列平衡方程：M0FBlM1M20FBM1M2500125l750N50FAFB750N3-5四連桿機(jī)構(gòu)在圖示地點(diǎn)平衡。OA=60cm，BC=40cm，作用BC上的力偶的力偶矩大小為M2=1N.m，試求作用在OA上力偶的力偶矩大小M1和AB所受的力FAB所受的力。各桿重量不計(jì)。A30oBCM2M1O解：(1)研究BC桿，受力剖析，畫受力圖：B30oFCC

FBM2列平衡方程：M0FBBCsin30oM20M215NFB0.4sin30oBCsin30o研究AB〔二力桿〕，受力如圖：F’AABF’B可知：FA'FB'FB5N(3)研究OA桿，受力剖析，畫受力圖：AFAM1FOO列平衡方程：M0FAOAM10M1FAOA50.63Nm3-7O1和O2圓盤與水平軸AB固連，O1盤垂直z軸，O2盤垂直x軸，盤面上分別作使勁偶〔F1，F(xiàn)’〕，〔F，F(xiàn)’〕如題圖所示。如兩半徑為r=20cm,F=3N,F2=5N,AB=80cm,1221不計(jì)構(gòu)件自重，試計(jì)算軸承A和B的拘束力。zF’1FAzF1O1FBzAByFAxF2OFBxO2x’2解：(1)取整體為研究對(duì)象，受力剖析，A、B處x方向和y方向的拘束力分別組成力偶，畫受力圖。列平衡方程：Mx0FBzABF22r02rF22205FAzFBz2.5NFBzAB802.5NMz0FBxABF12r0FBx2rF12203FAxFBx1.5NAB801.5NAB的拘束力：FA221.5228.5NFAxFAz2.5FBFA8.5N3-8在圖示構(gòu)造中，各構(gòu)件的自重都不計(jì)，在構(gòu)件BC上作用一力偶矩為M的力偶，各尺寸如圖。求支座A的拘束力。MDClBAlll解：(1)取BC為研究對(duì)象，受力剖析，畫受力圖；FCMCBFBMM0FClM0FCl取DAC為研究對(duì)象，受力剖析，畫受力圖；DF’FDCAFA畫關(guān)閉的力三角形；FD

FAF’C解得FAFC'2Mcos45ol4-1試求題4-1圖所示各梁支座的拘束力。設(shè)力的單位為kN，力偶矩的單位為kNm，長(zhǎng)度單位為m，散布載荷集度為kN/m。(提示：計(jì)算非均布載荷的投影和與力矩和時(shí)需應(yīng)用積分)。2ABCD0.70.50.80.80.40.4(b)M=3q=2BAC30o12(c)q=20M=820CABD0.80.80.80.8(e)解：：(1)整體受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；y2ABFAxxCDFAy0.70.5FB0.40.80.80.4(2)選坐標(biāo)系A(chǔ)xy，列出平衡方程；Fx0:FAx0.40FAx0.4kNMA(F)0:20.80.51.60.40.7FB20FB0.26kNFy0:FAy20.5FB0FAy1.24kN拘束力的方向如下列圖。(c)：(1)研究AB桿，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；yq=22M=3BAxFAxCdxx30oFAy2FB1選坐標(biāo)系A(chǔ)xy，列出平衡方程；MB(F)0:2FAy332dxx00FAy0.33kN2FBcos30oFy0:FAy2dx00FB4.24kNFx0:FAxFBsin30o0FAx2.12kN拘束力的方向如下列圖。(e)：(1)研究CABD桿，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；20y20M=8q=20FAxxCABDdxFAyxFB0.80.80.80.8選坐標(biāo)系A(chǔ)xy，列出平衡方程；Fx0:FAx0MA(F)0.820dxx8FB1.6202.400:0FB21kNFy0:0.820dxFAyFB2000FAy15kN拘束力的方向如下列圖。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AB長(zhǎng)為b，斜繩與鉛垂線成角，求固定端的拘束力。

D，設(shè)重物的重量為

G，又bA

BD解：(1)研究AB桿(帶滑輪)，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；byFMAxAxBAGFAyG選坐標(biāo)系Bxy，列出平衡方程；Fx0:-FAxGsin0FAxGsinFy0:FAyGGcos0FAyG(1cos)MB(F)0:MAFAybGRGR0MAG(1cos)b拘束力的方向如下列圖。4-7練鋼爐的送料機(jī)由跑車A和可移動(dòng)的橋B組成。跑車可沿橋上的軌道運(yùn)動(dòng)，兩輪間距離為2m，跑車與操作架、平臂OC以及料斗C相連，料斗每次裝載物料重W=15kN，平臂長(zhǎng)OC=5m。設(shè)跑車A，操作架D和所有附件總重為P。作用于操作架的軸線，問起碼應(yīng)多大才能使料斗在滿載時(shí)跑車不致翻倒？1m1mAEFBDPCO5mW解：(1)研究跑車與操作架、平臂OC以及料斗C，受力剖析，畫出受力圖(平面平行力系)；1m1mAEFFEFFDPCO5mW(2)選F點(diǎn)為矩心，列出平衡方程；MF(F)0:-FE2P1W40FEP2W2(3)不翻倒的條件；FE0P4W60kN4-13活動(dòng)梯子置于圓滑水平面上，并在鉛垂面內(nèi)，梯子兩局部A點(diǎn)，彼此用鉸鏈A和繩子DE連結(jié)。一人重為P立于兩點(diǎn)的拘束力。A

AC和AB各重為Q，重心在F處，試求繩子DE的拉力和B、hllP

aDEBC解：(1)：研究整體，受力剖析，畫出受力圖(平面平行力系)；AyhllaPQDExBFBFCC選坐標(biāo)系Bxy，列出平衡方程；MB(F)0:-QlcosQ3lcosP2lacosFC2lcos022FCQ1aP2lFy0:FBFC2QP0FBQaP2l研究AB，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；FAyAFAxhlQFDDBFB(4)選A點(diǎn)為矩心，列出平衡方程；MA(F)0:-FBlcosQl0cosFDh2FDQaPlcosl2h4-15在齒條送料機(jī)構(gòu)中杠桿AB=500mm，AC=100mm，齒條受到水平阻力FQ的作用。已知Q=5000N，各部件自重不計(jì)，試求移動(dòng)齒條時(shí)在點(diǎn)B的作使勁F是多少？15o

ADFQ45oCFB解：(1)研究齒條和插瓜(二力桿)，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；FAA15oDFQx45o選x軸為投影軸，列出平衡方程；Fx0:-FAcos30oFQ0FA5773.5N研究杠桿AB，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；15o

A’AFCx45oCFCyFB選C點(diǎn)為矩心，列出平衡方程；MC(F)0:FA'sin15oACFBC0373.6N4-16由AC和CD組成的復(fù)合梁經(jīng)過鉸鏈C連結(jié)，它的支承和受力如題4-16圖所示。均布載荷集度q=10kN/m，力偶M=40kNm，a=2m，不計(jì)梁重，試求支座A、B、D的拘束力和鉸鏈C所受的力。qMADBCaaaa解：(1)研究CD桿，受力剖析，畫出受力圖(平面平行力系)；yqdxMqDCxFCxadxFDa(2)選坐標(biāo)系Cxy，列出平衡方程；a2a0MC(F)0:-qdxxMFD0FD5kNFy0:FCa0qdxFD0FC25kN(3)研究ABC桿，受力剖析，畫出受力圖(平面平行力系)；yqdxqABCxCFAFBxF’dxaa選坐標(biāo)系Bxy，列出平衡方程；aMB(F)0:FAaqdxxFC'a00FA35kNFy0:aFAqdxFBFC'00FB80kN拘束力的方向如下列圖。4-17剛架ABC和剛架CD經(jīng)過鉸鏈C連結(jié)，并與地面經(jīng)過鉸鏈A、B、D連結(jié)，如題4-17圖所示，載荷如圖，試求剛架的支座拘束力(尺寸單位為m，力的單位為kN，載荷集度單位為kN/m)。q=10F=1003q=103CCF=5033ABDABD141363(a)(b)解：(a)：(1)研究CD桿，它是二力桿，又根據(jù)D點(diǎn)的拘束性質(zhì)，可知：FC=FD=0；研究整體，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；yqdxq=10F=100xdxC33AxBDFAxFAy1413FB選坐標(biāo)系A(chǔ)xy，列出平衡方程；Fx0:FAx1000FAx100kNMA(F)0:10065FB60qdxx1FB120kNFy0:FAy5FB0qdx1FAy80kN拘束力的方向如下列圖。(b)：(1)研究CD桿，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；q=10qdxCF=50FCxx3FCydxD3FD(2)選C點(diǎn)為矩心，列出平衡方程；3MC(F)0:qdxxFD300FD15kN研究整體，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；yqdxq=103CF=50xdx3ABDxFAxFAy63FDFB選坐標(biāo)系Bxy，列出平衡方程；Fx0:FAx500FAx50kNMB(F)0:FAy6335030qdxxFD0FAy25kN0:FAy30FyqdxFBFD0FB10kN拘束力的方向如下列圖。4-18

由桿AB、BC接，尺寸如題BC所受的力。

和CE4-18

組成的支架和滑輪E支持著物體。物體重12kN。D處亦為鉸鏈連圖所示。試求固定鉸鏈支座A和轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈支座B的拘束力以及桿C2m2m1.5mBAD1.5mEW解：(1)研究整體，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；yC2m2m1.5mABxFAxDFAyFB1.5mWEW選坐標(biāo)系A(chǔ)xy，列出平衡方程；Fx0:FAxW0FAx12kNMA(F)0:FB4W1.5rW2r0FB10.5kNFy0:FAyFBW0FAy1.5kN(3)研究CE桿(帶滑輪)，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；CFCBFDxDFDyEW選D點(diǎn)為矩心，列出平衡方程；MD(F)0:FCBsin1.5W1.5rWr0FCB15kN拘束力的方向如下列圖。4-19

起重構(gòu)架如題4-19圖所示，尺寸單位為mm。滑輪直徑d=200mm，鋼絲繩的傾斜部分平行于桿BE。吊起的載荷W=10kN，其余重量不計(jì)，求固定鉸鏈支座A、B的拘束力。800

300EA

CD600

WB解：(1)研究整體，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；y800300EFAxACFAyD600WWFBxBxFBy選坐標(biāo)系Bxy，列出平衡方程；MB(F)0:FAx600W12000FAx20kNFx0:FAxFBx0FBx20kNFy0:FAyFByW0研究ACD桿，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；FAxAFCCFDxFAyDFDy選D點(diǎn)為矩心，列出平衡方程；MD(F)0:FAy800FC1000FAy1.25kN將FAy代入到前面的平衡方程；FByFAyW11.25kN拘束力的方向如下列圖。4-20AB、AC、DE三桿連結(jié)如題4-20圖所示。DE桿上有一插銷F套在AC桿的導(dǎo)槽內(nèi)。求在水平桿DE的E端有一鉛垂力F作用時(shí)，AB桿上所受的力。設(shè)AD=DB，DF=FE，BC=DE，所有桿重均不計(jì)。AFDFE45oCB解：(1)整體受力剖析，根據(jù)三力平衡匯交定理，可知B點(diǎn)的拘束力一定沿著BC方向；研究DFE桿，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；FFDF45oEFDxFDyB分別選F點(diǎn)和B點(diǎn)為矩心，列出平衡方程；MF(F)0:FEFFDyDE0FDyFMB(F)0:FEDFDxDB0FDx2F(4)研究ADB桿，受力剖析，畫出受力圖(平面隨意力系)；yAxFAxFAyDF’DxF’DyFBB選坐標(biāo)系A(chǔ)xy，列出平衡方程；MA(F)0:FDx'ADFBAB0FBFFx0:FAxFBFDx'0FAxFFy0:FAyFDy'0FAyF拘束力的方向如下列圖。5-4一重量W=1000N的勻質(zhì)薄板用止推軸承A、徑向軸承B和繩索CE支持在水平面上，能夠繞水平軸AB轉(zhuǎn)動(dòng)，今在板上作用一力偶，其力偶矩為M，并設(shè)薄板平衡。a=3m，b=4m，h=5m，M=2000Nm，試求繩子的拉力和軸承A、B拘束力。zEhADyMbBxaC解：(1)研究勻質(zhì)薄板，受力剖析，畫出受力圖(空間隨意力系)；zEhFAzFAyDyAFAxFBzMFbCFByBWaCx選坐標(biāo)系A(chǔ)xyz，列出平衡方程；Mz(F)0:MFBy40FBy500NMx(F)0:WaFC2a022FC707NMy(F)0:FBzbWbFC2b022FBz0Fz0:FBzFAzWFC202FAz500NFx0:FAxFC24025FAx400NFy0:FByFAyFC23205FAy800N拘束力的方向如下列圖。5-5作用于半徑為120mm的齒輪上的嚙協(xié)力F推動(dòng)皮帶繞水平軸AB作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶緊邊拉力為200N，松邊拉力為100N，尺寸如題5-5圖所示。試求力F的大小以及軸承A、B的拘束力。(尺寸單位mm)。F100N200N16020oDBAC100150100解:(1)研究整體，受力剖析，畫出受力圖(空間隨意力系)；F100N200N16020oFByyDBFAyFBxCAzFAx100150100x選坐標(biāo)系A(chǔ)xyz，列出平衡方程；Mz(F)0:Fcos20o120200100800F70.9NMx(F)0:Fsin20o100200100250FBy3500FBy207NMy(F)0:Fcos20o100FBx3500FBx19NFx0:FAxFcos20oFBx0FAx47.6NFy0:FAyFsin20oFBy1002000FAy68.8N拘束力的方向如下列圖。5-6某傳動(dòng)軸以A、B兩軸承支承，圓柱直齒輪的節(jié)圓直徑d=17.3cm，壓力角=20o。在法蘭盤上作用一力偶矩M=1030Nm的力偶，如輪軸自重和摩擦不計(jì)，求傳動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的嚙協(xié)力F及A、B軸承的拘束力(圖中尺寸單位為cm)。zz2211.2ACBMxEMEyxd20oDFF20o解:(1)研究整體，受力剖析，畫出受力圖(空間隨意力系)；zz2211.2FBzFAzFAzFBzAFAxCMxFBxEMyFAxdE20oxFBxDFF20o選坐標(biāo)系A(chǔ)xyz，列出平衡方程；My(F)0:Fcos20odM02F12.67kNMx(F)0:Fsin20o22FBz33.20FBz2.87kNMz(F)0:Fcos20o22FBx33.20FBx7.89kNFx0:FAxFcos20oFBx0FAx4.02kNFz

0:

FAz

Fsin20o

FBz

0FAz

1.46kN拘束力的方向如下列圖。6-9物體重W=100N，斜面傾角為30o(題6-9圖a，tan30o=0.577)，物塊與斜面間摩擦因數(shù)為fs=0.38，f’s=0.37，求物塊與斜面間的摩擦力？并問物體在斜面上是靜止、下滑仍是上滑？如果使物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，求施加于物塊并與斜面平行的力F起碼應(yīng)為多大？FWW(a)(b)解：(1)確定摩擦角，并和主動(dòng)力協(xié)力作用線與接觸面法向夾角相比較；tgffs0.38tgtg30o0.57720.8oWf判斷物體的狀態(tài)，求摩擦力：物體下滑，物體與斜面的動(dòng)滑動(dòng)摩擦力為F'fs'Wcos32N物體有向上滑動(dòng)趨勢(shì)，且靜滑動(dòng)摩擦力抵達(dá)最大時(shí)，全拘束力與接觸面法向夾角等于摩擦角；+FFRWFRWfF畫關(guān)閉的力三角形，求力F；WFsin90ofsinfsinf82.9NFWsin90of6-10重500N的物體A置于重400N的物體B上，B又置于水平面C上如題圖所示。fAB=0.3，fBC=0.2，今在A上作用一與水平面成30o的力F。問當(dāng)F力漸漸加大時(shí)，是A先動(dòng)呢？仍是A、B一同滑動(dòng)？如果B物體重為200N，情況又怎樣？FA30oBC解：(1)確定A、B和B、C間的摩擦角：f1arctgfAB16.7of2arctgfBC11.3o(2)當(dāng)A、B間的靜滑動(dòng)摩擦力抵達(dá)最大時(shí)，畫物體A的受力圖和關(guān)閉力三角形；F1F1A30o30oWAWAFR1FR1f1F1WAsinf1sin180of190o30oF1sinf1WA209Nsin60of1(3)當(dāng)B、畫物體A與B的受力圖和關(guān)閉力三角形；C間的靜滑動(dòng)摩擦力抵達(dá)最大時(shí)，F(xiàn)2oF2A30o30BWA+BFR2CFR2WA+Bf2F2WABsinf2sin180of290o30oF2sinf2WAB234Nsin60of2(4)比較F1和F2；F1F2物體A先滑動(dòng)；(4)如果WB=200N，那么WA+B=700N，再求F2；sinf2WAB183NF2sin60of2F1F2物體A和B一同滑動(dòng)；6-11均質(zhì)梯長(zhǎng)為l，重為P，B端靠在圓滑鉛直墻上，如下列圖，梯與地面的靜摩擦因數(shù)fsA，求平衡時(shí)=？BDBfFBlClCPPAAfFR解：(1)研究AB桿，當(dāng)A點(diǎn)靜滑動(dòng)摩擦力抵達(dá)最大時(shí)，畫受力圖(A點(diǎn)拘束力用全拘束力表示)；由三力平衡匯交定理可知，P、FB、FR三力匯交在D點(diǎn)；(2)找出min和f的幾何關(guān)系；lsinmintanflcosmin2tanmin112tanf2fsAminarctan12fsA(3)得出角的范圍；90oarctan12fsA6-13如下列圖，欲轉(zhuǎn)動(dòng)一置于V槽型中的棒料，需作用一力偶，力偶矩M=1500Ncm，棒料重G=400N，直徑D=25cm。試求棒料與V型槽之間的摩擦因數(shù)fs。45o45oM解：(1)研究棒料，當(dāng)靜滑動(dòng)摩擦力抵達(dá)最大時(shí)，畫受力圖(用全拘束力表示)；45o45oOFR2GMGFR1FR2f(/4)-fFR1畫關(guān)閉的力三角形，求全拘束力；FR1GcosfFR2Gsinf44(3)取O為矩心，列平衡方程；MO(F)0:FR1sinDFR2sinfDf2M02sin2f4M0.42432GDf12.55o(4)求摩擦因數(shù)；fstanf0.2236-15磚夾的寬度為25cm，曲桿AGB與GCED在G點(diǎn)鉸接。磚的重量為W，提磚的協(xié)力F作用在磚對(duì)稱中心線上，尺寸如下列圖。如磚夾與磚之間的摩擦因數(shù)fs=0.5，試問b應(yīng)為多大才能把磚夾起(b是G點(diǎn)到磚塊上所受正壓力作用線的垂直距離)。3cmE3cmBGFbADW25cm解：(1)磚夾與磚之間的摩擦角：arctanfsarctan0.525.6o由整體受力剖析得：F=W研究磚，受力剖析，畫受力圖；yfWfFRFR列y方向投影的平衡方程；Fy0:2FRsinfW0FR1.157W(4)研究AGB桿，受力剖析，畫受力圖；3cmFGyFGxBGFF’RfA取G為矩心，列平衡方程；MG(F)0:FR'sinf3FR'cosfbF9.50b10.5cm6-18試求圖示兩平面圖形形心C的地點(diǎn)。圖中尺寸單位為mm。y10y150502001201050xx80(a)(b)解:(a)(1)將T形分紅上、下二個(gè)矩形S1212；、S，形心為C、Cy15050C200C2S2x50在圖示坐標(biāo)系中，y軸是圖形對(duì)稱軸，那么有：xC=0二個(gè)矩形的面積和形心；S1501507500mm2yC1225mmS25020010000mm2yC2100mm(4)T形的形心；xC0Siyi750022510000100yC7500153.6mmSi10000(b)(1)將L形分紅左、右二個(gè)矩形S1、S2，形心為C1、C2；y10S1C1CS2C210x80二個(gè)矩形的面積和形心；S1101201200mm2xC15mmyC160mmS27010700mm2xC245mmyC25mmL形的形心；xCSixi120057004519.74mmSi1200700yCSiyi120060700539.74mmSi12007006-19試求圖示平面圖形形心地點(diǎn)。尺寸單位為mm。y160y40CxC60O20x2001003010030(b)(a)解：(a)(1)將圖形當(dāng)作大圓S1減去小圓S2，形心為C1和C2；y160S1C1C2S2CxO200100在圖示坐標(biāo)系中，x軸是圖形對(duì)稱軸，那么有：yC=0二個(gè)圖形的面積和形心；S1200240000mm2xC10S28026400mm2xC2100mm(4)圖形的形心；xCSixi640010019.05mmSi400006400yC0(b)(1)將圖形當(dāng)作大矩形S減去小矩形S，形心為C和C；1212yS140C2C2C160S203010030x在圖示坐標(biāo)系中，y軸是圖形對(duì)稱軸，那么有：xC=0二個(gè)圖形的面積和形心；S116012019200mm2yC160S2100606000mm2yC250mm(4)圖形的形心；xC0yCSiyi192006060005064.55mmSi1920060008-1試求圖示各桿的軸力，并指出軸力的最大值。FF2FF(a)(b)3kN2kN3kN2kN1kN2kN(c)(d)解：(a)用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2截面；12FF12取1-1截面的左段；F1FN11Fx0FFN10FN1F取2-2截面的右段；FN222Fx0FN20FN20軸力最大值：FNmaxF(b)求固定端的拘束反力；F12F2FR12Fx0F2FFR0FRF取1-1截面的左段；1FFN11Fx0FFN10FN1F取2-2截面的右段；2FN2FR2Fx0FN2FR0FN2FRF軸力最大值：FNmaxF(c)用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2、3-3截面；13kN22kN33kN2kN123取1-1截面的左段；12kNFN11Fx02FN10FN12kN取2-2截面的左段；13kN22kNFN212Fx023FN20FN21kN取3-3截面的右段；3FN33kN3Fx03FN30FN33kN軸力最大值：FNmax3kN(d)用截面法求內(nèi)力，取1-1、2-2截面；12kN21kN12取1-1截面的右段；FN1

12kN1kN1Fx021FN10FN11kN取2-2截面的右段；21kNFN22Fx01FN20FN21kN軸力最大值：FNmax1kN8-2試畫出8-1所示各桿的軸力圖。解：(a)FNF(+)x(b)FNF(+)(-)xF(c)FN3kN1kN(+)x(-)2kN(d)FN1kN(+)(-)x1kN8-5圖示階梯形圓截面桿，承受軸向載荷F=50kN與F作用，AB與BC段的直徑分別為12d1=20mm和d2=30mm，如欲使AB與BC段橫截面上的正應(yīng)力相同，試求載荷F2之值。F11F22A1B2C解：(1)用截面法求出1-1、2-2截面的軸力；FN1F1FN2F1F2求1-1、2-2截面的正應(yīng)力，利用正應(yīng)力相同；FN150103159.2MPa11A10.0224FN250103F21159.2MPa21A2240.03F262.5kN8-6題8-5圖所示圓截面桿，載荷F1=200kN，F(xiàn)2=100kN，AB段的直徑d1=40mm，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。解：(1)用截面法求出1-1、2-2截面的軸力；FN1F1FN2F1F2求1-1、2-2截面的正應(yīng)力，利用正應(yīng)力相同；1FN1200103159.2MPaA110.0424FN2(200100)1032A2121159.2MPa4d2d249.0mm8-7圖示木桿，承受軸向載荷F=10kN作用，桿的橫截面面積A=1000mm2，粘接面的方位角θ=450，試計(jì)算該截面上的正應(yīng)力與切應(yīng)力，并畫出應(yīng)力的方向。nFθF粘接面解：(1)斜截面的應(yīng)力：cos2

F

cos2

5MPaAsin

cos

F

sin2

5MPa2A畫出斜截面上的應(yīng)力σθFτθ8-14圖示桁架，桿1與桿2的橫截面均為圓形，直徑分別為d1=30mm與d2=20mm，兩桿材料相同，許用應(yīng)力[σ]=160MPa。該桁架在節(jié)點(diǎn)A處承受鉛直方向的載荷作用，試校核桁架的強(qiáng)度。

F=80kNB

C13004502AF解：(1)對(duì)節(jié)點(diǎn)A受力剖析，求出AB和AC兩桿所受的力；yFAB300450FACAxF(2)列平衡方程Fx0FABsin300FACsin4500Fy0FABcos300FACcos450F0解得：FAC32F41.4kNFAB2F58.6kN131分別對(duì)兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；FABAB82.9MPaA1FACAC131.8MPaA2所以桁架的強(qiáng)度足夠。8-15

圖示桁架，桿1為圓截面鋼桿，桿2為方截面木桿，在節(jié)點(diǎn)F作用，試確定鋼桿的直徑d與木桿截面的邊寬b。載荷[σS]=160MPa，木的許用應(yīng)力[σW]=10MPa。

A處承受鉛直方向的載荷F=50kN，鋼的許用應(yīng)力FlB1A2450C解：(1)

對(duì)節(jié)點(diǎn)

A受力剖析，求出

AB和y

AC兩桿所受的力；FABFAB450AxFFACFACFFAC2F70.7kNFABF50kN運(yùn)用強(qiáng)度條件，分別對(duì)兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；ABFAB50103S160MPad20.0mmA112d4ACFAC70.7103W10MPab84.1mmA2b2所以能夠確定鋼桿的直徑為20mm，木桿的邊寬為84mm。8-16題8-14所述桁架，試定載荷F的許用值[F]。解：(1)由8-14獲得AB、AC兩桿所受的力與載荷F的關(guān)系；FAC2FFAB2F3131運(yùn)用強(qiáng)度條件，分別對(duì)兩桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；2FFAB31160MPaF154.5kNAB1A124d1FFAC31160MPaF97.1kNAC1A224d2取[F]=97.1kN。8-18圖示階梯形桿AC，F(xiàn)=10kN，l1=l2=400mm，A1=2A2=100mm2，E=200GPa，試計(jì)算桿AC的軸向變形△l。l1l2FF2FABC解：(1)用截面法求AB、BC段的軸力；FN1FFN2F分段計(jì)算個(gè)桿的軸向變形；