工程力学05任务23
大学《工程力学》课后习题解答-精品
大学《工程力学》课后习题解答-精品2020-12-12【关键字】情况、条件、动力、空间、主动、整体、平衡、建立、研究、合力、位置、安全、工程、方式、作用、结构、水平、关系、分析、简化、倾斜、支持、方向、协调、推动(e)(c)(d)(e)’CD2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F 1和F 2作用在销钉C 上，F 1=445 N ，F 2=535 N ，不计杆重，试求两杆所受的力。
解：(1) 取节点(2) AC 与BC 2-3 水平力F A 和D 处的约束力。
解：(1) 取整体(2) 2-4 在简支梁，力的大小等于20KN ，如图所示。
若解：(1)(2)求出约束反力：2-6 如图所示结构由两弯杆ABC 和DE 构成。
构件重量不计，图中的长度单位为cm 。
已知F =200 N ，试求支座A 和E 的约束力。
解：(1) 取DE (2) 取ABC2-7 在四连杆机构ABCD 试求平衡时力F 1和F 2解：（1）取铰链B (2) 取铰链C 由前二式可得：F FF ADF2-9 三根不计重量的杆AB，AC，AD在A点用铰链连接，各杆与水平面的夹角分别为450，，450和600，如图所示。
试求在与O D平行的力F作用下，各杆所受的力。
已知F=0.6 kN。
解：(1)间汇交力系；(2)解得：AB、AC3-1 已知梁AB 上作用一力偶，力偶矩为M ，梁长为l ，梁重不计。
求在图a ，b ，c 三种情况下，支座A 和B 的约束力解：(a) (b) (c) 3-2 M ，试求A 和C解：(1) 取 (2) 取 3-3 Nm ，M 2解：(1)(2) 3-5 大小为AB 。
各杆 解：(1)(2)可知：(3) 研究OA 杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：AB A3-7 O1和O2圆盘与水平轴AB固连，O1盘垂直z轴，O2盘垂直x轴，盘面上分别作用力偶（F1，F’1），（F2，F’2）如题图所示。
北京交通大学工程力学第5章到第13章工程力学作业答案
第5章作业答案5-1解：
5-8b 解：
5-12 解：
5-14解：
5-16解：
5-19解：
分析销钉受力如图所示，中段为双剪面，其中单面剪力为F S =F P /2=9kN ，剪切面为圆形截面；最大挤压应力发生在中段侧面，挤压力为F b =F P =18kN ，计算挤压面为矩形截面。
由剪切强度条件 A
F s ＝τ≤[τ]， 32910460d π⨯⨯≤ 得 d ≥ 13.82mm 由挤压强度条件 b bs F A
σ＝≤[σbs ]， 3
18102008d ⨯≤ 得 d ≥ 11.25mm 所以，销钉直径可取d = 14mm
5-20解：分析接头下半部分构件受力，如图所示。
其中剪切面为矩形截面，面积为A S =300⨯150=4.5⨯104mm 2，剪力为F S =40kN ；
挤压面为矩形截面，面积为A bs =50⨯150=7.5⨯103mm 2，挤压力为F b =40kN 。
最大拉应力发生于中段凹槽处，该段为偏心拉伸，即拉弯组合变形，偏心距e=50mm ，
接头剪应力 s F A τ＝=3440104.510⨯⨯=0.89MPa < [τ]=1MPa 接头挤压应力 b bs F A σ＝=3
340107.510⨯⨯=5.3MPa <[σbs ]=10MPa
接头最大拉应力 N t z F M A W σ+＝=33
24010401050615050
15050⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=37.33MPa >[σ]=8MPa 综上可知，该接头抗拉强度不够，不安全。
5-23解：。
《工程力学》课后习题答案全集
以轮为研究对象列方程
⑦
；
将①和③代入②得
由于轮做纯滚动
8.如图所示两等长杆AB与BC在点B用铰链连接，又在杆的D、E两点连一弹簧。弹簧的刚度系数为k，当距离AC等于a时，弹簧内拉力为零，不计各构件自重与各处摩擦。如在点C作用一水平力F，杆系处于平衡，求距离AC之值。
解：（图）
弹簧力如图：为
各力作用点横向坐标及其变分为
解：取DC杆上的C为动点，OAB为动系，定系固结在支座上。
由 ，作出速度平行四边形，如图示：
即：
7．图示平行连杆机构中， mm, 。曲柄 以匀角速度 2rad/s绕 轴转动，通过连杆AB上的套筒C带动杆CD沿垂直于 的导轨运动。试示当 时杆CD的速度和加速度。
解：取CD杆上的点C为动点，AB杆为动系。对动点作速度分析和加速度分析，如图（a）、（b）所示。图中：
解：（a）杆AB在A、B、C三处受力作用。
由于力 和 的作用线交于点O。
如图（a）所示，根据三力平衡汇交定理，
可以判断支座A点的约束反力必沿
通过A、O两点的连线。
（b）同上。由于力 和 的作用线
交于O点，根据三力平衡汇交定理，
可判断A点的约束反力方向如
下图（b）所示。
2．不计杆重，画出下列各图中AB杆的受力图。
第六章分析力学基础本章介绍了静力学中研究平衡问题的方法来解决动力学问题的达朗伯原理介绍了从动力学功与能的角度来解决静力学平衡问题的虚位移原理
工程力学习题答案
第一章 静力学基础知识
思考题：1. ×;2. √;3. √;4. √;5. ×;6. ×;7. √;8. √
习题一
1．根据三力汇交定理，画出下面各图中A点的约束反力方向。
国开电大 工程力学(本科) 形考任务一到四的答案
国开电大工程力学(本科) 形考任务一到四的答案任务一：力学基本概念1. 什么是力学？力学是研究物体在受到力作用下的运动和静止规律的学科。
2. 什么是质点？质点是指在力学研究中将物体看作无限小、质量可集中于一点的物体模型。
3. 描述质点运动的基本量有哪些？描述质点运动的基本量有位置、速度和加速度。
4. 什么是刚体？刚体是指物体内部各点的相对位置保持不变的物体。
5. 描述刚体运动的基本量有哪些？描述刚体运动的基本量有位移、角位移、速度和角速度。
任务二：平面力系与力的分解1. 什么是平面力系？平面力系是指在同一平面内作用的多个力的集合。
2. 什么是力的分解？力的分解是将一个力分解成若干个具有特定方向的力的过程。
3. 如何进行力的分解？力的分解可以通过几何法、代数法或三角法进行。
4. 什么是受力分析？受力分析是指根据物体所受到的力的情况，分析物体所受合力和各个力的性质、大小和方向的过程。
任务三：力的合成与平衡1. 什么是力的合成？力的合成是指将两个或多个力合成为一个力的过程。
2. 如何进行力的合成？力的合成可以通过几何法、代数法或三角法进行。
3. 什么是力的平衡？力的平衡是指物体受到的所有力合成为零的状态。
4. 如何判断力的平衡？判断力的平衡可以通过受力分析或使用力的平衡条件进行。
任务四：摩擦力与斜面问题1. 什么是摩擦力？摩擦力是两个物体接触并相对滑动或有相对趋势滑动时产生的一种阻碍滑动的力。
2. 摩擦力的特点有哪些？摩擦力的特点有与两个接触物体之间的压力成正比、与物体间相互压力垂直、与物体间的相对速度无关等。
3. 什么是静摩擦力和动摩擦力？静摩擦力是物体相对滑动趋势但尚未发生实际滑动时产生的摩擦力，动摩擦力是物体相对滑动时产生的摩擦力。
4. 如何计算斜面上物体的受力情况？对于斜面上的物体，可以通过受力分析，将力分解为沿斜面和垂直斜面的分力，然后应用力的平衡条件进行计算。
以上是国开电大工程力学(本科)形考任务一到四的答案。
工程力学第五章
工程力学第五章
5.1 材料力学基础
5.1.1 材料力学的任务
机械及工程结构中的基本组成部分，统称为 构件。
为了保证构件正常工作，每一构件都要有足 够的承受载荷作用的能力，简称为承载能力。
工程力学第五章
构件的承载能力，通常由下列三个方面来衡 量：
(1)强度。构件抵抗破坏的能力叫作强度。
分布的密集程度(简称集度)较大造成的。由此
可见，内力的集度是判断构件强度的一个重
要物理量。通常将截面上内力的集度称为应
力。
工程力学第五章
工程力学第五章
应力的单位是帕斯卡(Pascal)(国际单位)， 简称帕(Pa)。1Pa=1N/m2。由于帕斯卡这 一单位太小,工程中常用兆帕(ΜΡa)或吉帕 ( GΡa)作为应力单位。 1MPa=106Pa=106N/m2；1G Ρa=109 Ρa。
5.3.3 斜截面上的应力分析
由截面法求得斜截面上的轴力，
工程力学第五章
依照横截面上正应力分布的推理方法，可得 斜截面上应力 也是均匀分布的，其值为
工程力学第五章
式中 ——斜截面面积。 若横截面面积为A，则
工程力学第五章
5.2 轴向拉伸和压缩
5.2.1 拉伸和压缩的概念
拉伸和压缩是指直杆在两端受到沿轴线作用 的拉力或压力而产生的变形。
杆件的受力特点是：作用在杆端各外力的合 力作用线与杆件轴线重合
变形特点是：杆件沿轴线方向伸长或缩短
工程力学第五章
5.2.2 拉压杆的内力
5.2.2.1 内力的概念
材料力学中所说的内力，则是指构件受到外 力作用时所引起的构件内部各质点之间相互 作用力的改变量，称为“附加内力”。材料 力学所研究的这种附加内力，以后均简称为 内力。
《工程力学》课程教学大纲
《工程力学》课程教学大纲课程名称：工程力学课程类别：专业基础课教学学时: 72课程学分: 4学分开课专业: 工程管理开课学期: 第2学期参考教材:1. 《工程力学》，高等教育出版社，2004年1月（主编：单辉祖，谢传锋）2. 《工程力学》，黄河水利出版社，2009年7月（主编：孟凡深）一、课程性质《工程力学》课程是工程管理专业的一门专业基础必修课。
本课程是一门理论性、系统性较强的专业基础课必修课，是后续其它各门力学课程和相关专业课程的基础，同时在许多工程技术领域中有着广泛的直接应用。
二、课程目标（一）知识目标使学生具备工程力学的基础知识，掌握正确的受力分析和力系的破坏平衡条件。
对工程结构中杆件的强度问题具有明确的概念和一定的计算能力。
初步掌握杆件体系的分析方法，初步了解常用结构形式的受力性能。
掌握各种结构在荷载作用下维持平衡的条件以及承载能力的计算方法。
（二）职业技能目标掌握本专业必备的基础理论知识，具有本专业相关领域工作的岗位能力和专业技能，适应建筑工程生产一线的技术、管理等职业岗位群要求的技术及管理人才。
（三）素质养成目标培养适应社会主义现代化建设需要的德、智、体、美全面发展的高端应用型人才。
三、教学内容及学时分配章节教学内容学时第一章绪论 1第二章静力学基本知识 4第三章平面汇交力系 3第四章平面一般力系的简化8第五章一般力系的平衡10第六章材料力学基本知识 2第七章轴向拉伸与压缩10第八章剪切和挤压 2第九章扭转 2第十章截面的几何性质 2第十一章梁的弯曲14第十二章梁的变形 4第十三章应力状态和强度理论 4第十四章组合变形 4第十五章压杆稳定 2合计72四、教学内容要点第一章绪论教学学时数：1一、教学目的及要求通过本章的学习，要求学生了解工程力学的研究对象和任务，了解国内外力学发展史及概况，并对其发展与展望作简单介绍，激发学生学习兴趣。
二、教学重点与难点（一）教学重点：1、工程力学课程的性质、任务和要求。
《工程力学》详细版习题参考答案
∑ Fx
=FAx
+
FBx
+
FCx
=− 1 2
F
+
F
−
1 2
F
=0
∑ Fy
= FAy
+
FBy
+
FCy
= − 3 2
F
+
3 F = 0 2
∑ M B= FBy ⋅ l=
3 Fl 2
因此，该力系的简化结果为一个力偶矩 M = 3Fl / 2 ，逆时针方向。
题 2-2 如图 2-19（a）所示，在钢架的 B 点作用有水平力 F，钢架重力忽 略不计。试求支座 A，D 的约束反力。
（a）
（b）
图 2-18
解：（1）如图 2-18（b）所示，建立直角坐标系 xBy。 （2）分别求出 A，B，C 各点处受力在 x，y 轴上的分力
思考题与练习题答案
FAx
= − 12 F ，FAy
= − 3 F 2
= FBx F= ，FBy 0
FCx
= − 12 F ，FCy
= 3 F 2
（3）求出各分力在 B 点处的合力和合力偶
（3）根据力偶系平衡条件列出方程，并求解未知量
∑ M =0 − aF + 2aFD =0
《工程力学》
可解得 F=Ay F=D F /2 。求得结果为正，说明 FAy 和 FD 的方向与假设方向相同。 题 2-3 如 图 2-20 （ a ） 所 示 ， 水 平 梁 上 作 用 有 两 个 力 偶 ， 分 别 为
3-4 什么是超静定问题？如何判断问题是静定还是超静定？请说明图 3-12 中哪些是静定问题，哪些是超静定问题？
（a）
工程力学第5章答案
习题5-1图习题5-2图习题5-3图第二篇 弹性静力学第5章 静力学基本原理与方法应用于弹性体5－1 平衡微分方程中的正负号由哪些因素所确定？简支梁受力及Ox 坐标取向如图所示。
试分析下列平衡微分方程中哪一个是正确的。
（A ）)(d d Qx q xF =；Q d d F x M=；（B ）)(d d Qx q xF -=，Qd d F x M-=； （C ）)(d d Qx q xF -=，Qd d F x M=；（D ）)(d d Qx q xF =，Qd d F x M-=。
正确答案是 B 。
5－2 对于图示承受均布载荷q 的简支梁，其弯矩图凸凹性与哪些因素相关？试判断下列四种答案中哪几种是正确的。
正确答案是 b 、c 、d 。
5－3 已知梁的剪力图以及a 、e 截面上的弯矩M a 和M e ，如图所示。
为确定b 、d 二截面上的弯矩M b 、M d ，现有下列四种答案，试分析哪一种是正确的。
（A ）)(Q F b a a b A M M -+=，)(Q F d e e d A M M -+=； （B ）)(Q F b a a b A M M --=，)(Q F d e e d A M M --=； （C ）)(Q F b a a b A M M -+=，)(Q F d e e d A M M --=； （D ）)(Q F b a a b A M M --=，)(Q F d e e d A M M -+=。
上述各式中)(Q F b a A -为截面a 、b 之间剪力图的面积，以此类推。
正确答案是 B 。
5－4 应用平衡微分方程，试画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并确定 m a x Q ||F 、maxM。
解：（a ）0=∑A M ，l MF B 2R =（↑）0=∑y F ，lM F A2R -=（↓）F R AF R BF R BABABCDCEF R AF R B F R Al MF 2||m a x Q =， M M 2||max =（b ）0=∑A M022R 2=⋅+⋅+⋅--l F l ql lql ql BqlF B41R =（↑）=∑y F ，ql F A 41R -=（↓）2R 4141ql l ql l F M B C =⋅=⋅=（＋）2ql M A =ql F 45||max Q =, 2max ||ql M =（c ）0=∑y F ，ql F A =R （↑）0=∑A M ，2ql M A =0=∑D M ，022=-⋅-⋅+D M lql l ql ql223ql M D=ql F =max Q ||, 2max 23||qlM =（d ）0=∑B M 0232R =⋅-⋅⋅-⋅l ql ll q l F Aq lF A 45R =（↑）0=∑y F ，qlF B 43R =（↑）0=∑B M ，22l q M B= 0=∑D M ，23225ql M D=ql F 45||max Q =, 2max 3225||ql M =（e ）0=∑y F ，F R C = 0 0=∑C M ，0223=+⋅+⋅-C M lql l ql2ql M C =0=∑B M ，221ql M B ==∑y F ，ql F B =Qql F =max Q ||, 2max ||ql M =M ACF R ABABACF R BF R AF R CBAF R AF R CM CCABC习题5-6图（f）0=∑AM，qlF C21R=（↑）=∑y F，qlF A21R-=（↓）=∑y F，021Q=-+-BFqlqlqlF B21Q==∑DM，042221=+⋅-⋅DMllqlql，8D, 8EqlF21||maxQ=,2max81||qlM=5－5其剪力图如图所示。
工程力学05任务23解析
05任务_0023一、单项选择题（共10 道试题，共30 分。
）1. 机动法作静定梁影响线的理论依据是（）A. 虚力原理B. 虚位移原理C. 位移互等定理D. 叠加原理2. 机动法作静定梁影响线的假设有（）A. 杆件为刚性杆B. 杆件为弹性杆C. 杆件为塑性杆D. 杆件为弹塑性杆3. 图示静定梁在移动荷载作用下，的最大值（绝对值）是（）A.B.C.D.4. 对于图示影响线竖坐标含义的论述正确的是（）A.为P=1在C点时产生的B.为P=1在C左时产生的C. 为P=1在C点时产生的D. 为P=1在C左点时产生的5. 图示单自由度动力体系自振周期的关系为（）A.B.C.D. 都不等6. 在图示结构中，若要使其自振频率增大，可以（）A. 增大PB. 增大mC. 增大EID. 增大l7. 图示振动体系的自由度数目为（）A. 1B. 2C. 3D. 48. 反映结构动力特性的重要物理参数是（）。
A. 初相角B. 初位移C. 自振频率D. 振幅9. 不考虑杆件的轴向变形，下图所示体系的振动自由度为（）。
A. 1B. 2C. 3D. 410. 忽略直杆轴向变形的影响，图示体系有振动自由度为（）。
A. 2B. 3C. 4D. 5二、判断题（共10 道试题，共30 分。
）1. 图示梁支座反力F的影响线与的影响线相同。
（）yAA. 错误B. 正确2. 图示结构A截面弯矩影响线在A处的竖标为l。
（）A. 错误B. 正确3. 图示结构A截面剪力影响线在B处的竖标为1。
（）A. 错误B. 正确4. 图示影响线是A截面的弯矩影响线。
( )A. 错误B. 正确5. 阻尼对体系的频率无影响，所以计算频率时不用考虑阻尼。
（）A. 错误B. 正确满分：3 分6. 在结构动力计算中，四质点的振动体系，其振动自由度一定为4。
（）A. 错误B. 正确7. 结构的自振频率与质量、刚度及荷载有关。
（）A. 错误B. 正确8. 在结构动力计算中，一个质点的振动体系，其振动自由度一定为1。
工程力学课后习题答案第五章空间任意力系
工程力学课后习题答案第五章空间任意力系本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第五章 空间任意力系解：cos 45sin 60 1.22x F F KN == cos45cos600.7y F F KN ==sin 45 1.4z F F KN == 6084.85x z M F mm KN mm ==⋅5070.71y z M F mm KN mm ==⋅ 6050108.84z x y M F mm F mm KN mm =+=⋅解：21sin cos sin x F F F αβα=- 1cos cos y F F βα=-12sin cos z F F F βα=+12sin cos x z M F a aF aF βα==+1sin y M aF β= 121cos cos sin cos sin z y x M F a F a aF aF aF βααβα=-=---解：两力F 、F ′能形成力矩1M1502M Fa KN m ==⋅ 11cos 45x M M =10y M = 11sin 45z M M =1cos 4550x M M KN m ==⋅ 11sin 4550100z z M M M M KN m =+=+=⋅22505C z x M M M KN m =+=⋅63.4α= 90β= 26.56γ=如图所示，置于水平面上的网格，每格边长a = 1m ，力系如图所示，选O 点为简化中心，坐标如图所示。
已知：F 1 = 5 N ，F 2 = 4 N ，F 3 = 3 N ；M 1 = 4 N·m ，M 2 = 2 N·m ，求力系向O 点简化所得的主矢'R F 和主矩M O 。
题图解：'1236R F F F F N =+-=方向为Z 轴正方向21232248x M M F F F N m =++-=⋅ 1123312y M M F F F N m =--+=-⋅2214.42O y x M M M N m =+=⋅56.63α= 33.9β=-90γ=解：120,cos30cos300AxBx X F F T T =+++=∑210,sin30sin300AzBz Z F F T T W =+-+-=∑120,60cos3060cos301000zBx M T T F =---=∑120,3060sin3060sin301000xBz M W T T F =-+-+=∑21110,0yMWr T r T r =+-=∑20.78,13Ax Az F KN F KN =-= 7.79, 4.5Bx Bz F KN F KN == 1210,5T KN T KN ==题图2a ，AB 长为2b ，列出平衡方程并求解0Bz F =100Az F N =xyz BAFF 140cm60cm40cm20c m20cmBxF BzF AzF AxF题图解：10,0Ax Bx X F F F =++=∑0,0AzBz Z F F F =++=∑10,1401000zBx M F F =--=∑ 10,20200yM F F =-=∑ 0,401000xBz MF F =+=∑320,480Ax Az F N F N ==- 1120,320Bx Bz F N F N =-=-800F N =题图解：G 、H 两点的位置对称于y 轴BG BH F F =0,sin 45cos60sin 45cos600BGBH Ax X F F F =-++=∑0,cos45cos60cos45cos600BGBH Ay Y F F F =--+=∑0,sin60sin600Az BG BH Z F F F W =---=∑0,5sin 45cos605sin 45cos6050xBG BH MF F W =+-=∑28.28,0,20,68.99BG BH Ax Ay Az F F KN F F KN F KN =====。
工程力学05级(理论力学部分)试卷及答案(05A4)
2006—2007学年第一学期信息工程学院机电系《工程力学》期末考试试卷 (A 卷)年级 2005 专业 机械设计制造及其制动化 班级 学号 姓名注: 1、共120分钟,总分100分。
2、此试卷适用专业:机械设计制造及其自动化本科专业一、概念题 （共3题，计25分）(一)、绘制图示体系中指定构件的受力图,要求确定全部约束反力的方位和指向(5×2=10分)。
(二)、 确定图示桁架中的零杆(在图中直接标出)(5×2=10分)。
《工程力学》期末考试试卷(A 卷) 第1页 共6页(三)、 已知图示图形对zoy 坐标系的惯性积0=zy I ,证明该图形对y o z 11坐标系的惯性积01≠y z I 。
(5分)。
证明:二、计算题 （共5题，计75分）(一)、 计算图示两结构中A 、B 两支座的约束反力(10+15=25分)。
解:《工程力学》期末考试试卷(A 卷) 第2页 共6页《工程力学》期末考试试卷(A卷) 第3页共6页(二)、计算图示桁架打“×”杆件的内力并指明其拉压性(15分)。
解:(三)、计算图示图形对其形心轴Z 的惯性矩(15分)。
解:《工程力学》期末考试试卷(A 卷) 第4页 共6页(四)、图示半径m R 1=且具有圆弧的物体以匀速s m v /2=向右滑动,从而使与其于A 点接触的长为m 3的杆OA 绕O 轴转动,求图示位置时杆OA 转动的角速度ω=?(10分)。
解:《工程力学》期末考试试卷(A 卷) 第5页 共6页(五) 、已知图示椭圆规的m OC AC BC 1===,且A 滑块的速度s m v A /2=,求图示位置时曲柄OC 转动的角速度ω=?(10分)。
解:《工程力学》期末考试试卷(A卷) 第6页共6页2006—2007学年第一学期信息工程学院机电系《工程力学》期末考试试卷(B卷)年级2005 专业机械设计制造及其制动化班级学号姓名注: 1、共120分钟,总分100分。
工程力学作业及参考答案讲课稿
径20mm的圆截面杆，水平杆CB为 15×15的方截面杆。
45° B
C
2
FN1
F
y
F N 2 45° B x
解：1、计算各杆件的轴力。 （设斜杆为1杆，水平杆为2杆） 用截面法取节点B为研究对象
Fx 0 FN1co4s5FN20 Fy 0 FN1si4 n5F0
F
FN1 28.3kN FN2 20kN
目录
A
FN1 28.3kN FN2 20kN
1
2、计算各杆件的应力。
45° B
C
2
FN1
F
y
F N 2 45° B x
F
1
FN1 A1
28.3103 202 106
4
90106 Pa 90MPa
2
FN2 A2
20103 152 106
89106Pa 89MPa
目录
作业5答案
A
F1 F1 F1
FNkN
1 B 2 C 3D
已知F1=10kN；F2=20kN； F3=35kN；F4=25kN;试画
出图示杆件的轴力图。
1 F2
2 F3 3
FN1
FN2
F2
FN3
10
10
F4 解：1、计算各段的轴力。
AB段 Fx 0
FN1F110kN
BC段
Fx 0 FN2F2 F1
45° B
C
2
F
作业4
AC为50×50×5的等边角钢，AB为10 号槽钢，〔σ〕=120MPa。确定许可载荷F。
作业5
A 1B
F1
1 F2
已知F1=10kN；F2=20kN； F3=35kN；F4=25kN;试画
工程力学的基本任务和研究方法
工程力学的基本任务和研究方法
工程力学的基本任务是研究物体在外力作用下的力学特性和变形规律，以及力学规律在工程设计、分析和解决实际工程问题中的应用。
具体包括以下几个方面：
1. 研究力学基本定律和原理：分析和描述物体的力学行为，如力的平衡、动力学定律、能量守恒等基本定律和原理。
2. 研究物体的静力学特性：分析物体在平衡状态下的力学行为，如受力分析、应力分析、变形规律等。
3. 研究物体的动力学特性：研究物体在运动过程中的力学行为，如速度、加速度、动量等。
4. 研究物体的强度和耐久性：评估和预测物体在外力作用下的破坏形式和破坏机理，以及设计和优化物体的结构和形状，以提高其强度和耐久性。
5. 研究工程力学的应用：将力学原理和方法应用于实际工程问题的分析、设计和解决方案。
工程力学的研究方法包括实验方法、理论方法和数值方法：
1. 实验方法：通过设计和进行实验，采集物体的力学特性和变形规律的实际数据，用于验证和推导理论模型。
2. 理论方法：通过建立力学模型和应用基本定律和原理，分析
和求解物体的力学行为，得出定量的力学规律。
3. 数值方法：通过离散化物体和力学模型，利用计算机数值计算技术，近似地求解力学问题的解析解或数值解。
工程力学的研究方法往往需要综合运用多种方法，以达到准确、有效地分析和解决实际工程问题的目的。
《工程力学》辅导-5
《工程力学》第5章位移法理论提要本章重点是掌握位移法的基本原理并能熟练解题。
基本原理的要点可用基本未知量、基本体系和典型方程三个环节来表示。
1、位移法选取与计算杆端弯矩有关的独立的结点位移作为基本未知量。
一旦求出这些未知量，则可据单跨超静定梁的形常数、载常数表计算各杆杆端内力。
角位移确定的方法一般是：结构的刚结点个数即为角位移个数；线位移确定的方法一般是：把结构所有刚结点和固定支座均换成铰，为使该铰结体系几何不变所需附加的最少连杆数即为原结构的独立的结点线位移个数。
两者之和即为总的结点位移个数。
2、位移法的基本体系，常用附加约束法来建立。
在选定结点角位移的刚结点处附加一个仅能控制转动而不能控制移动的刚臂，在选定独立的结点线位移处附加一个仅能控制移动而不能控制转动的连杆，如此所得的使原结构成为单跨超静定梁系的附加约束结构，即为位移法的基本体系。
3、位移法的典型方程是基本体系还原成原结构的条件。
比较基本体系与原结构在附加约束处的受力条件，建立与结点位移基本未知量数目相同的典型方程。
然后即可解得这些基本未知量，从而可据叠加原理求出内力，作内力图。
（2）基本体系如图5-1 (b)所示。
（3）典型方程01111=+∆P F k（4）系数和自由项。
作1M 和P M 图,如图5-1(c)、(d)所示，由结点B 平衡，得i i i k 84411=+=81lF F P P -= （5）结点位移1Δ：将系数和自由项代入典型方程081=-∆l F i P()↓==∆)64()6421EI l F i l F P P（6）内力图。
据叠加计算式求各杆端最后弯矩：p M M M +∆=11 326422l F EI l F l EI M P P AB =⋅=， 166442l F EI l F l EI M P P BA =⋅=，1686442l F l F EI l F l EI M P P P BD-=-⋅=， 32586422l F l F EI l F l EI M P P P DB -=+⋅= 从而可作出M 图如图5-1(e)。
《工程力学》课程标准及《工程力学》复习题及答案
课程标准课程名称：课程性质：必修课计划学时：72单位：机电汽车工程学院安徽文达信息工程学院二○一七年六月工程力学一、基本情况二、课程概述（一）课程性质地位该课程是四年制本科专业基础课程。
工程力学涵盖了原有理论力学和材料力学两门课程的主要经典内容。
通过对《工程力学》的学习，学生可以掌握如何对处于静定平衡状态的物体进行静力分析和对构件进行强度、刚度和稳定性的分析。
这门课以《高等数学》、《大学物理》为基础，也是进一步学习《机械原理》、《机械设计》等其它专业课程的基础。
《工程力学》课程在机械设计专业人才培养计划中占有举足轻重的地位，是衔接基础课程与专业课程的纽带。
（二）课程基本理念1、指导思想以学院“人才培养方案”为依据，以培养“基础扎实、专业面宽、重应用、强素质”的应用型人才为出发点，遵循技术应用型本科生成才规律，树立专业指向、能力本位、个性发展理念，突出学生主体地位，运用所学的工程力学知识来发现、分析和处理实际问题。
2、基本原则以机械设计专业就业岗位需求为目标，遵循认知规律，采用理论和实践相结合的教学方式，深入浅出，发挥学生主体意识，提高教学效果，在获得机械设计专业所需要的工程力学知识的同时，增强能力、提高素质。
（三）课程设计思路1、框架设计以本课程的基本理念为指导，按照专业基础实用的原则进行课程设计，以工程力学的基本概念和基本公理为基础，对工程构件进行受力分析和强度校核，通过实验操作巩固理论知识。
2、内容安排本课程共分三大模块：静力学；材料力学；运动学与动力学。
第一模块分两大任务：静力学基本概念和力系。
第二模块设一大任务，两条线索，一是载荷作用方式，二是外力-内力-内力图-应力-强度条件及应用。
本模块设有3个实验，安排六个课时，通过实验引出相关内容。
第三模块主要引导学生自学。
3、学时分配本课程教学课时共72学时，4.5学分，其中理论教学66学时，实践教学6学时，教学安排在第3学期。
4、教学实施课堂教学要确保教学大纲的教学要求和教学内容的完成。
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05任务_0023
一、单项选择题（共 10 道试题，共 30 分。
）
1. 机动法作静定梁影响线的理论依据是（）
A. 虚力原理
B. 虚位移原理
C. 位移互等定理
D. 叠加原理
2. 机动法作静定梁影响线的假设有（）
A. 杆件为刚性杆
B. 杆件为弹性杆
C. 杆件为塑性杆
D. 杆件为弹塑性杆
3. 图示静定梁在移动荷载作用下，的最大值（绝对值）是（）
A.
B.
C.
D.
4. 对于图示影响线竖坐标含义的论述正确的是（）
A.
为P=1在C点时产生的
B.
为P=1在C左时产生的
C. 为P=1在C点时产生的
D. 为P=1在C左点时产生的
5. 图示单自由度动力体系自振周期的关系为（）
A.
B.
C.
D. 都不等
6. 在图示结构中，若要使其自振频率增大，可以（）
A. 增大P
B. 增大m
C. 增大EI
D. 增大l
7. 图示振动体系的自由度数目为（）
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
8. 反映结构动力特性的重要物理参数是（）。
A. 初相角
B. 初位移
C. 自振频率
D. 振幅
9. 不考虑杆件的轴向变形，下图所示体系的振动自由度为（）。
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
10. 忽略直杆轴向变形的影响，图示体系有振动自由度为（）。
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
二、判断题（共 10 道试题，共 30 分。
）
1. 图示梁支座反力F
的影响线与的影响线相同。
（）
yA
A. 错误
B. 正确
2. 图示结构A截面弯矩影响线在A处的竖标为l。
（）
A. 错误
B. 正确
3. 图示结构A截面剪力影响线在B处的竖标为1。
（）
A. 错误
B. 正确
4. 图示影响线是A截面的弯矩影响线。
( )
A. 错误
B. 正确
5. 阻尼对体系的频率无影响，所以计算频率时不用考虑阻尼。
（）
A. 错误
B. 正确
满分：3 分
6. 在结构动力计算中，四质点的振动体系，其振动自由度一定为4。
（）
A. 错误
B. 正确
7. 结构的自振频率与质量、刚度及荷载有关。
（）
A. 错误
B. 正确
8. 在结构动力计算中，一个质点的振动体系，其振动自由度一定为1。
（）
A. 错误
B. 正确
9. 结构的动力位移总是要比静力位移大一些。
（）
A. 错误
B. 正确
10. 弱阻尼自由振动是一个衰减振动。
（）
A. 错误
B. 正确
三、计算题（共 5 道试题，共 40 分。
）
1、画图示伸臂梁
M，F R A的影响线（10分）
K
解：作影响线如（空1D）示。
K
M
RA
F
K
M
RA
F
K
M
RA
F
A B
C
D
K
M
RA
F 2、作图示静定梁F R B的影响线（5分）
解：作影响线如（空1D）示。
0.5
1
A B
1
D
3、作图示静定梁左
Q A
F的剪力影响线（5分）
解：作影响线如（空1C）示。
A
B
C
D
4、图示刚架重量W=10KN 都集中在横梁上，横梁刚度无穷大， h=4m, 立柱
2410442.5m KN EI ⋅⨯= ,求刚架作水平振动时的自振频率。
（10分）
解：忽略杆件的轴向变形，横梁上各质点的水平位移相等。
当横梁产生单位水平位移时，使刚架产生单位水平位移所施加的力11k 等于柱的柱端剪力，则
=11k （ 空1 B ）
（5分） A ．
324h EI
B ．
312h EI
C ．36h
EI
D ．
3
3h EI
所以刚架水平振动时的自振频率为
==m
k 11
ω（ 空2 C ）（5分）
A ．321
-s
B ． 711
-s
C ． 1001
-s
D ． 1411
-s
5、求图示体系的自振频率，EI=常数 ，杆长均为l 。
（10分）
解：求柔度系数。
在C 点加单位力，作单位弯矩图，可求得 =11δ（ 空1 D ）
（5分） A ．
EI
l 343
B ．
EI
l 323
C ．
EI
l 1253 D ．EI
l 1273
刚架水平振动时的自振频率为 =ω（ 空2 F ）（5分）
A ．
3
43ml EI
B ．
323ml EI C ．
mEI l 343
D ． mEI
l 323 E ．3
512ml EI F ．
3
712ml EI。