工程力学练习题 ppt课件
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工程力学作业及参考答案ppt课件
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。
FB
.
作业3
图示结构，试求杆件AB、CB的应力。
已知 F=20kN；斜杆AB为直径20mm
A
的圆截面杆，水平杆CB为15×15的
方截面杆。
1
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
出图示杆件的轴力图。 2 C 3D
2 F3 3 F4
.
作业3答案
A 1
图示结构，试求杆件AB、CB的
应力。已知 F=20kN；斜杆AB为直
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
作业1：三铰刚架，已知F。试分别画出AC、 BC构架及刚架整体受力图。 F C
A
工程力学 习题课一PPT课件
分力是矢量，投影是代数量。矢量 有大小（绝对值）、方向，代数量 的大小有正负。
在直角坐标系中，存在如下关系： 分力的大小等于投影的大小，方 FX X ,
向与投影的正负有关。
第29页/共55页
FY Y
[例2-6] 图示吊车架，已知P，求各杆受力大小。
解： 1 、 研 究 对 象 ： 铰链A
SAB A
外力：物体系统以外的其它物体给该系统的作用力。 一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能 不同。
第3页/共55页
6、整体受力图与部分受力图中同一个力的力符及方向必须一 致。 7 、正确判断二力构件。 8、受力图上，力符要用矢量表示。
第4页/共55页
受力图习题
[例2]图示结构，不计自重及摩擦，试画整 体及各构件受力图。
的平衡方程得
Fx 0, FA cos FC cos 45o 0
Fy 0, FA sin FC sin 45o 45o
W
cos 45o tan
4.24
kN
cos 45o
FA Fc cos 3.16 kN
其中，tan 1/ 3 是由图示几何关系得到的。
25
第25页/共55页
提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右
两部分梯子均有力作用，为什么在整体受 力图没有画出？
第5页/共55页
[例3]结构自重不计，试画结构整体及 各部件受力图。 （1）设轮C带销钉，此时杆AC、BC互 不接触，都与销钉（即轮C）接触， 杆AC、BC对销钉的作用力都作用在轮 C上。
第6页/共55页
第7页/共55页
2、几何法：
60°
P
S AC
S AB
SAC=P/sin600
工程力学练习题PPT幻灯片课件
• 系等效。这是 B
。
• A．二力平衡原理 B．加减平衡力系原理
• C．力的可传递性原理D．作用与反作用定律
• 13．加减平衡力系原理适用于 A
。
• A．刚体 B．变形体 C．刚体和变形体 D．任意物体
11
• 14．力的作用点可沿其作用线在同一刚体内任意移动并不 改变其作用效果。这是 C 。
• A．二力平衡原理
。
• 3．对非自由体的运动所加的限制称为 约束反力 ；
约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势方 向 相反 ；约束反力由 主动 力引起，且随
• 主动力 改变而改变。
• 4．力对物体的作用效应一般分为
外
效应和
•
内
效应。
3
• 三、选择题： • 1．物体处于平衡状态，是指物体对于周围物体保持—D—。
• A．静止 B．匀速直线运动状态
• C．A和B D．A或B
• 2．在力的作用下绝对不发生变形的物体称为—B—。
• A．液体 B．刚体 C固体 D．硬物
• 3． D 不是力的三要素之一。
• A．力的大小 B．力的方向 C．力的作用点 D．力的数量
• 4．力是—B—。
• A．标量 B．矢量 C．数量 D·A或B • 5．作用在刚体上的力是—B—。
12
• 17．作用与反作用定律适用于 C 。
• A．刚体
B．变形体
• C．刚体和变形体
D．A与B均不适用
• 18．力在正交坐标轴上的投影大小 C 力沿这两个轴 的分力的大小。
• A．大于 B．小于 C．等于 D．不等于
• 19．力在相互不垂直的两个轴上的投影大小 D 这两个轴的分力的大小。
工程力学PPT
3、反力画法：光滑面约束反力通过接触点，其方向总是沿着光 滑面的公法线且指向被约束物体，恒为压力，用符号“FN”表示。
o FG
A (a)
o FG
A FN
(b)
1
1
F N1
FG 3
FG 3
F N3
2
2
F N2
(a)
(b)
(三)、光滑圆柱铰链约束（铰或铰链）
1、定义：两个或两个以上的物体通过光滑圆柱形销钉连接在一 起的约束称为铰链约束，简称铰链或铰
FG
(b)
二平衡力
B
图1-8
F TB
(c)
A
F TA
(d)
第三节 力在直角坐标轴上的投影
一、力在直角坐标轴上的投影
1、投影的定义
从F力的两端A和B分别向坐标轴x，y作垂线
力F在x轴上的投影，用Fx表示；
力F在y轴上的投影，用Fy表示
y
y
Fy Fy
b'
B
F
α
a' A
x
O
a
Fx
b
B
F
Fy
α
A
Fx
x
O Fx
在任何外力作用下，大小和形状始终保持不变的 物体
第二节 静力学基本公理
一、公理1：二力平衡条件
作用在同一刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和 充分条件是：这两个力 “等值、反向、共线”
F1
B A F2
F1
B A F2
(a)
(b)
图1-2
二、公理2：加减平衡力系公理
在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉任何一个 平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应
o FG
A (a)
o FG
A FN
(b)
1
1
F N1
FG 3
FG 3
F N3
2
2
F N2
(a)
(b)
(三)、光滑圆柱铰链约束（铰或铰链）
1、定义：两个或两个以上的物体通过光滑圆柱形销钉连接在一 起的约束称为铰链约束，简称铰链或铰
FG
(b)
二平衡力
B
图1-8
F TB
(c)
A
F TA
(d)
第三节 力在直角坐标轴上的投影
一、力在直角坐标轴上的投影
1、投影的定义
从F力的两端A和B分别向坐标轴x，y作垂线
力F在x轴上的投影，用Fx表示；
力F在y轴上的投影，用Fy表示
y
y
Fy Fy
b'
B
F
α
a' A
x
O
a
Fx
b
B
F
Fy
α
A
Fx
x
O Fx
在任何外力作用下，大小和形状始终保持不变的 物体
第二节 静力学基本公理
一、公理1：二力平衡条件
作用在同一刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和 充分条件是：这两个力 “等值、反向、共线”
F1
B A F2
F1
B A F2
(a)
(b)
图1-2
二、公理2：加减平衡力系公理
在作用于刚体上的任意力系中，加上或去掉任何一个 平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应
[物理]工程力学(共56张PPT)
![[物理]工程力学(共56张PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/f1a8f73c905f804d2b160b4e767f5acfa1c7832e.png)
Me
第七章
2. 薄壁圆筒的扭转
变形现象
在小变形的条件下，纵向水
平线变成了平行的斜直线
圆周线在变形后，大小、形 状及其间距保持不变，他们
仅仅绕圆筒轴线产生了相对 转动
第七章
2. 薄壁圆筒的扭转
➢ 由纵向线和圆周线组成的矩形变成平行四边 形，——称为剪切变形
➢ 相邻两圆周线的相对错动而倾斜的角度 ，称为
薄壁圆筒
Ip
r2dA2r3t A
Wt
Ip r
2r2t
第七章
3. 圆轴扭转时的应力与变形
圆轴扭转的变形
Байду номын сангаас
Me
Me
考虑如图所示在扭矩作
用下的圆轴。截取一长 度为dx的微元段，微元段 的相对转角为d ，则
T
d T dx
GI p
第七章
3. 圆轴扭转时的应力与变形
从而
l T dx
0 GI p
对于等截面圆轴，且扭矩 为常数时
MB
MC
d2
d1
A
B
C
l2
l1
截面C相对于截面B的扭转角BC为
BCGT1lIp11 8011092000.(50.005)4
32 1.22102 (rad)
故截面C相对于截面A的扭转角AC为
A CA BB C 0 .3 1 1 2 5 0 (ra ） d
第七章
4. 圆轴扭转时的强度和刚度计算
第七章
3. 圆轴扭转时的应力与变形
变形几何关系 ➢ 试验和理论表明圆轴扭转时，其变形和薄壁
圆筒相似。为此，作如下基本假设：
▪ 变形后，横截面仍保持为平面，其形状和大 小均不改变，半径仍为直线
工程力学讲义13章例题PPT课件
F AY
P
A
N B 5）A点的约束反力也可以用两个分力
表示 FAX , FAY 。
B 注：作业的书写格式 。
F AX
NB
1
第一章 静力学基本公理和物体的受力分析
[例1] 试分析杆AB的受力。 注：作业的书写格式 。
P
解：1．杆 AB
A
B 2） 主动力 P , N B , N A
NA
P
A
B
NB
2
第一章 静力学基本公理和物体的受力分析
第一章 静力学基本公理和物体的受力分析
[例1] 试分析杆AB的受力。
P
A
B
画物体受力图主要步骤为：
解：1．杆 AB
2） 主动力 P
① 选研究对象； ② 画分离体； ③ 先画主动力；
3） B点的约束反力 N B ④ 后画约束反力。
NA
P
A
根据三力平衡汇交原理确定A的反力
B 4）A点的约束反力 N A
或：
由平衡的几何条件，力多边形封闭，故
FPtg NBcoPs
又由几何关系：
tg
r2(rh)2 0.577
rh
13
[例] 已知压路机碾子重 P20kN, r 60cm, 欲拉过h = 8cm的障 碍物。求：在中心作用的水平力F的大小和碾子对障碍物的压力。
解： ①研究对象:碾子 ②画受力图
FPtg NBcoPs
F Bx
杆CD
物块
杆AC
F By ' F Ax
F Ay
F Bx '
杆与滑轮
F Ax F Ay
7
第一章 静力学基本公理和物体的受力分析
[例6] 画出整体构件的受力图 SD
《工程力学》PPT演示课件
9
轴力正负号规定：
同一位置处左、右侧截面上内力分量必须具 有相同的正负号。
FN
FN
轴力以拉为正，以压为负。
10
三. 轴力图(FN —x )___表示轴力沿杆件轴线变化规律的图线。
如果杆件受到的外力多于两个，则杆
例题2-1
件不同部分的横截面上有不同的轴力。
A 1 B 2 C 3D
已知 F1=10kN；F2=20kN；
F1 F1 F1
FNkN
1 F2
2 F3 3 F4
F3=35kN；F4=25kN；
解：1、计算杆件各段的轴力。
FN1
AB段
Fx 0
F2
FN2
FN1F110kN
BC段
Fx 0 FN2F2 F1
FN3
FN2 F1 F2
F4
102010kN
10
25 CD段
Fx 0
FN3F425 kN
x
10
轴力图的特点：突变值 = 集中载荷
计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力
对所留部分而言是外力）。
8
例如： （一）、内力（截面法）
F
F
F
FN =F
F
Fx 0
FN F 0
FN=F
FN F
轴力——由于外力的作用线与杆件的轴线重合，所以轴向拉压杆
内力的作用线也必与杆件的轴线重合,因此,内力称
为轴力。用FN 表示。单位：牛顿（N）
+
II
150kN
II
100kN
100kN
50kN
II FN2
I FN1 FN1=50kN
I
100kN FN2= 100kN
工程力学复习题 ppt课件
PPT课件
14
2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知 Iz=60125000mm4，yC=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa， 许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。② 按正应力强度条件校核梁的强度。
解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图
9
5、 设计构件时，从强度方面考虑应使得（ B ） （A）工作应力小于等于极限应力
（B）工作应力小于等于许用应力
（C）极限应力小于等于工作应力
（D）极限应力小于等于许用应力
6、一等直拉杆在两端承受拉力作用，若其一段为钢，另一段为 铝，则两段的（ A ）
（A）应力相同，变形不同
（B）应力相同，变形相同
MB(F) 0:
10 21 203 FD 4 0
Fy 0 :
FB FD 10 2 20 0
解得： FB 30kN
FD 10kN
PPT课件
15
②梁的强度校核
y1 157.5mm
拉应力强度校核
y2 230 157.5 72.5mm
B截面
768EI
（B）159q2lE4I
（C）
5ql 4 1536EI
（D） 5ql 4
384EI
PPT课件
12
1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m， M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。
解：以CB为研究对象，建立平衡方程
MB(F) 0 : 101 0.5 FC 2 0
24.图所示点的应力状态 2 4 2 [ ] 。
PPT课件
5
25.只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为 二力构件 。
工程力学习题集PPT课件
答案：
5.对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑性材料，
工程上规定 0.2 作为名义屈服极限，此时相对应的
应变量为 0.2%。
（）
答案：
2021
13
四、计算
1.矿井起重机钢绳如图（a）所示，AB段截面积 A1 300mm2， BC段截面积 A2 400mm2，钢绳的单位体积重量 28kN / m3， 长度l 50m，起吊重物的重量 P 12kN，求：1）钢绳内的最大 应力；2）作轴力图。
答案：线性， 256mx
15 D3
或5.43
mx D3
，1/
2
。
max
2.圆截面杆扭转时，其变形特点是变形过程中横截面始 终保持（ ），即符合（ ）假设。非圆截面杆扭转时， 其变形特点是变形过程中横截面发生（ ），即不符合 （ ）假设。
答案：平面，平面假设，翘曲，平面假设。
2021
30
3.图（a）、图（b）所示两圆轴的材料、长度相同，扭
欲使则要求比值图示矩形截面纯弯梁受弯距作用梁发生弹性变形横截面上图示阴影面积上承担的弯距为maxmax图示横截面为等腰梯形的纯弯梁受弯距作用已知则最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力之比089089152335089089150335111111151665111111151665梁受力如图所示指kn定截面cdef上正确的值应为aknknbknkncknkndknkn15m15m15m111kn089kn2kn它们都是在2b2h的矩形内对称于y轴挖空一个面积为b的2b2b2b2h三判断题答案
N2
2P 1 3
0.732P拉杆b
2021
22
2）结构中各杆应满足各自强度条件
N1
N1
工程力学例题ppt课件
解得
M A 10.37kN
11
例4-8
已知: P1, P2, P=2P1, r, R=2r, 200;
求: 物C 匀速上升时，作用于轮I
上的力偶矩M；轴承A，B处的
约束力.
解: 取塔轮及重物C,画受力图.
M B 0 Pr F R 0
解得 由
F
Pr R
10P1
Fr tan 200
F
解得 Fr F tan 200 3.64P1 12
解得
FBy 8kN
20
用截面法,取桁架左边部分.
M E 0 F1 1 cos 300 FAy 1 0
解得 F1 10.4kN(压)
Fiy 0 FAy F2 sin 600 P1 0
解得
F2 1.15kN(拉)
Fix 0 F1 F3 F2 cos 600 0
解得
5 8
P
Fiy 0 FEy P FA sin 450 0
解得
13 FEy 8 P
取DCE杆,画受力图.
MC 0 FDB cos 450 2l FK l FEx 2l 0
解得
FDB
32 8
P
(拉)
17
例4-11 已知: P=10kN,尺寸如图； 求: 桁架各杆件受力.
解: 取整体，画受力图.
xx FAB P b P b P 0
解得 FAB P(压） 29
例4-17 已知：q ,a ,M , 且M qa2, P作用于销钉B上；
求：固定端A处的约束力和销钉B对
BC杆,AB杆的作用力.
解：取CD杆，画受力图.
MD 0
a FCx a qa 2 0
得
1 FCx 2 qa
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C
。
B．变形体 D．A与B均不适用 C
• 18．力在正交坐标轴上的投影大小 的分力的大小。
• A．大于 B．小于 C．等于
力沿这两个轴
D．不等于 D 力沿
• 19．力在相互不垂直的两个轴上的投影大小 这两个轴的分力的大小。 • • A．大于 A．大于 B．小于 合力。 B．等于 C．小于 C．等于 D．不等于 • 20．分力 D
D．不一定小于
• 21、刚体受两个力作用而平衡的充分与必要条件是此二力
等值、反向、共线。这是
• • A．二力平衡原理 C．力的可传递性原理
A
。
B．加减平衡力系原理 D．作用与反作用定律
•
•
A．刚体
C．刚体和变形体
B．变形体
D．任意物体 D 。 B．加减平衡力系原理 D．作用与反作用定律
• 16．两物体间的作用力与反作用力总是等值、反向、平行， 分别作用在这两个物体上。这是 • A．二力平衡原理 • C．力的可传递性原理
• 17．作用与反作用定律适用于
• • A．刚体 C．刚体和变形体
应。
(错 )
(错 ) (对 )
• 4．两端用光滑铰链连接的构件都是二力构件。
• 5．二力构件是指只有两点受力且自重不计的构件。
• 二、填空题
• 1．力对物体的作用效应取决于力的三要素，即力 作用点 。 的 大小 、 方向 和 • 2．所谓平衡，就是指物体在力的作用下相对于惯性参考 系保持 静止或匀速直线运动状态 。
A A．刚体 B．变形体 C．刚体和变形体 D．任意物体
• 13．加减平衡力系原理适用于
• 14．力的作用点可沿其作用线在同一刚体内任意移动并不 改变其作用效果。这是 C 。
• • A．二力平衡原理 C．力的可传递性原理 B．加减平衡力系原理 D．作用与反作用定律 A 。
• 15．力的可传递性原理适用于
C 来表 • 12．一般情况下，可动铰链约束的约束反力可用—— 示。 • A．一沿支承面切线方向的力 B．一个力偶 • C．一沿支承面法线方向的力 D．A+C A 来表 • 13．一般情况下，中间铰链约束的约束反力可用—— 示。 • A．一对相互垂直的力 B．一个力偶 • C．A+B D．都不对 • 14．图示三角拱，自重不计，若以整体为研究对象，以下 四图中正确的受力图是 A
• 二、选择题
• 11．二力平衡原理适用于 • • A．刚体 C．刚体和变形体 A B．变形体 D．任意物体 。
• 12．在作用于刚体上的任一力系上，加上或减去任一平衡
力系所得到的新力系与原力
• • 系等效。这是 A．二力平衡原理 B 。 B．力的可传递性原理D．作用与反作用定律
• 3．对非自由体的运动所加的限制称为
约束反力
；
约束反力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势方 相反 向 ；约束反力由 力引起，且随 主动
•
•
主动力 改变而改变。 外 效应和 内
• 4．力对物体的作用效应一般分为 效应。
• • • • • • • • • • • • • • • •
三、选择题： D 1．物体处于平衡状态，是指物体对于周围物体保持——。 A．静止 B．匀速直线运动状态 C．A和B D．A或B B 。 2．在力的作用下绝对不发生变形的物体称为—— A．液体 B．刚体 C固体 D．硬物 3． D 不是力的三要素之一。 A．力的大小 B．力的方向 C．力的作用点 D．力的数量 B 。 4．力是—— A．标量 B．矢量 C．数量 D· A或B B 。 5．作用在刚体上的力是—— A．定位矢量 B．滑动矢量 C．旋转矢量 D· 双向矢量 6· 刚体受两个力作用而平衡的充分与必要条件是此二力等值、 A 。 反向、共线。这是—— A· 二力平衡原理 B．加减平衡力系原理 C· 力的可传递性原理 D．作用与反作用定律
•
3．力多边形自行封闭是汇交力系平衡的几何条件。
(对 )
• 4．作用力与反作用力是一对等值、反向、共线的平衡力。 (错 ) • 5．力是滑移矢量，沿其作用线滑移不改变对刚体的作用 效果。 (对 ) • 6．力的可传性原理在材料力学中也实用。 (错 ) • 7．静力学公理中，二力平衡公理和加减平衡力系公理适 用于刚体。 ( 对 ) • 8．同一平面上作用线互不平行的三个力作用而使刚体保 持平衡时，这三个力作用线必汇交于一点。 (对 ) • 9．三力平衡必汇交于一点。 ( 错 ) • 10．无论坐标轴正交与否，力沿坐标轴的分力值和投影值 均相同。 ( 错)
• • • • • • • • • • • • • • •
A 7· 二力平衡原理适用于——。 A· 刚体 B．变形体 C· 刚体和变形体 D．任意物体 B 8．约束反力的方向与该约束所能限制的运动方向——。 A．相同 B．相反 C．无关 D．视具体情况而定 D 属于铰链约束。 9．—— ①柔性约束 ②固定铰链约束 ③活动铰链约束 ④中间铰链约束 A．①② B．②③ C．③④ D．②③④ C 来表示。 10．一般情况下，光滑面约束的约束反力可用—— A．一沿光滑面切线方向的力 B．一个力偶 C．一沿光滑面法线方向的力 D．A+C A 来表 11．一般情况下，固定铰链约束的约束反力可用—— 示。 A．一对相互垂直的力 B．一个力偶 C．A+B D．都不对
工程力学练习题
第一章 静力学基础知识和物体的受力分析
• 第一章 静力学基础知识和物体的受力分析
• 一、判断题 • 1．力对物体作用效果有两种，即使物体运动状态发生改变和使物体 形状发生改变。 • (对 ) 定平衡。 ( 错 ) • 3．作用于刚体上的力可在该刚体上移动而不改变其对刚体的运动效
• 2．作用于刚体上的平衡力系，如果作用到变形体上，这变形体也一
• 1-3 试画出以下各题中AB梁的受力图。
解：
• 1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。 • (b) 半拱AB部分；
第二章
• 一、判断题 •
汇交力系
1．如果作用在刚体上的平面汇交力系的合力等于零， 即力多边形自行封闭，则此力系平衡。 ( 对)
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2．如图所示，刚体在A、B、C三点受F1、F2、F3三个 力的作用，则该刚体处于平衡状态。 ( 错)