化工设备机械基础习题答案

FNBC F cos 30KN
F
B
FAB 0 : FNAB F sin 30 0
FNAB F 2
FNAB
FNBC
习题解答 第1章
.49.
2021年3月8日星期一
强度校核： 由： FN 可得
A
AB杆： FNAB ＝ F 2 160
AAB 802 4
F 1608.5KN
q
P qa
B
C
x2
RB
Fs M
x2 x1
qa qa
x2
2a
2a x2 3a
第1章 习题解答
(3)画剪力、弯矩图：
Fs
x1
1 2
qa
qx1
M
x1
1 2
qa
x1
1 2
qx12
Fs M
x2 x1
qa qa
x2
2a
.44.
A RA
1 qa 2
2021年3月8日星期一
q
P qa
（2）分段列Fs（x）、M（x）。
AC段：
MFs
x1 x1
RA RA
5P x1
4 5Px1
4
RA x1
RB
CD段：
Fs
x2
5 4
P
P
1 4
P
M
x2
5 4
Px2
P
x2
a
1 4
Px2
Pa
RA
RB
x2
习题解答 第1章
.39.
2021年3月8日星期一
DB段：
Fs
x3
RB
7 4
P
M
x1
0 x1 a
习题解答 第1章
.33.
2021年3月8日星期一
1-15(d)
x2
CB段：
qa
3qa
4
4
Fs
x2
3qa 4
q
2a
x2
M
x2
3qa 4
2a
x2
q
2a
Mx2
2a
2
x2
1 2
1 2
qx22
5 4
qax2
1 2
qa 2
1 2
q
x
5 4
a
2
9 32
qa2
习题解答 第1章
.34.
Fs Fs Fs
Fs
习题解答 第1章
.52.
2021年3月8日星期一
挤 挤压 压力 面： 面F积bs ：APbs＝ d1t81KN8d
10KN.m
2021年3月8日星期一
20KN.m
15KN.m
15KN.m 5KN.m
30KN.m
10KN.m 30KN.m
第1章 习题解答
1-12(b)
2M
.21.
4M
2021年3月8日星期一
M
M
2M M
2M
习题解答 第1章
.22.
2021年3月8日星期一
1-13
M
T
A
B
max
T Wt
RA
1 2
qa
习题解答 第1章
.42.
(2)分段列剪力、
弯矩方程：
A
RA
AB段：
2021年3月8日星期一
q
P qa
B
C
RB
x1
Fs
x1
1 2
qa
qx1
M
x1
1 2
qa
x1
1 2
qx12
0 x1 2a
习题解答 第1章
.43.
(2)分段列剪力、
弯矩方程：
A
BC段：
RA
2021年3月8日星期一
x
M x ql2 q l x l x
2
ql
1 q x l 2 ql2
2
ql 2
ql2 2
习题解答 第1章
.41.
1-15(h)
A
(1)求支座反力：
RA
2021年3月8日星期一
q
P qa
B
C
RB
M A 0 : RB 2a qa3a q 2a a 0
RB
5 2
qa
522 4
462.65KN
⑶ 稳定性校核
nst
Fcr F
462.65 150
3.08 nst 4
可见，螺杆的稳定性不够。
习题解答 第1章
.48.
1-22
判断：AB、BC均为二力
杆，取B铰为研究对象， 其受力图为：
由平衡方程可得：
2021年3月8日星期一
FBC 0 : FNBC F cos 30 0
2021年3月8日星期一
Fs
x1
qa 4
M
x1
qa 4
x1
0 x1 a
Fs
x2
Hale Waihona Puke Baidu
3qa 4
q
2a
x2
M
x2
3qa 4
2a
x2
q
2a
Mx2
2a
2
x2
1 2
1 2
qx22
5 4
qax2
1 2
qa 2
1 2
q
x
5 4
a
2
9 32
qa2
qa 4
qa2 4
3qa
9 qa2
4
32
5a 4
习题解答 第1章
B
MFs
x2 x2
P
P
l
a
x2
RA
RC
P
Pa l Pa
习题解答 第1章
.30.
2021年3月8日星期一
1-15(c)
AC段：
x1 x2
MFs
x1 x1
P P
P0
2a x1
P
a
x1
Pa
0 x1 a
CB段：MFs
x2 x2
P
P 2a
x2
a x2 2a
习题解答 第1章
14106 71.3MPa
1003 16
C
T
Ip
14106 25 35.7MPa
1004 32
习题解答 第1章
.23.
2021年3月8日星期一
1-13
M
T
Tl 14106 1000 0.0178rad
GI p 80103 1004 32
习题解答 第1章
.24.
2021年3月8日星期一
x
2
Fs
max
2ql
ql
M max
3 2
ql 2
2ql
3ql2 2
第1章 习题解答
1-15(b)
(1)求支座反力：
.27.
2021年3月8日星期一
A
l
RA
P
C
B
a
RC
Mc 0 RA l P a 0
RA Pa l
RC
Pl a
l
习题解答 第1章
.28.
2021年3月8日星期一
（2）分段列Q（x）、M（x）。
B
C
RB
qa
3 qa 2 1 qa2 8
qa2
习题解答 第1章
.45.
2021年3月8日星期一
1-16
M max
1 2
qh2
1 468102 2
23400N m
max
M max Wt
23400 103
32
10163
1
1000 1016
4
3.69MPa
习题解答 第1章
.46.
1-14
M 9549 331 10535.7 N.m
300
max
T Wt
10535.7 103
d 3 16
40
d 110.3mm
max
T GI p
10535.7
80 109 d 4
180
32
0.5
d 111.3mm
d 112mm
习题解答 第1章
.25.
2021年3月8日星期一
Q、M正负号的规定：
A
AC段：
MFs
x1 x1
RA RA
Pa x1
l Pax1
l
RA x1
10
C
B
RC
CB段：
A
Fs M
x2 x2
P
P
l
a
x2
RA
P
C
B
RC x2
习题解答 第1章
.29.
MFs
x1 x1
RA RA
Pa x1
l Pax1
l
A
2021年3月8日星期一
P
C
x3
7 4
P
4a
x3
Fs M
x1 x1
RA RA
5P x1
4 5Px1
4
x3
RA
5P 4
P4
Fs
x2
5 4
P
P
1 4
P
M
x2
5 4
Px2
P
x2
a
1 4
Px2
Pa
5Pa 4
7Pa 4
RB
7P 4
习题解答 第1章
.40.
2021年3月8日星期一
1-15(g)
Fs x ql x
2021年3月8日星期一
判断：AB、BC均为二 力杆，取B铰为研究 对象，其受力图为：
由平衡方程可得：
Fy 0 : FNBC sin 30 G 0 FNAB
B
FNBC 2G 40KN
F Fx 0 : FNBC cos 30 FNAB 0 NBC
G
FNAB 20 3KN
习题解答 第1章
.35.
2021年3月8日星期一
1-15(e)
AC段：
x1 x2
Fs M
x1 x1
P
P
2a
x1
m
3Pa
Px1
0 x1 a
CB段：
MFs
x2 x2
P
P 2a
x2
a x2 2a
习题解答 第1章
.36.
Fs M
x1 x1
P
P
2a
x1
m
3Pa
Px1
0 x1 a
.19.
2021年3月8日星期一
强度校核：
由： FN 可得
A
AB杆： FNAB ＝ 20 3 103 ＝110.3MPa
AAB 202 4
BC杆： FNBC ＝ 40103 ＝31.8MPa
ABC 402 4
所以，支架安全。
习题解答 第1章
.20.
1-12(a)
.31.
2021年3月8日星期一
MFs
x1 x1
P P
P0
2a x1
P
a
x1
Pa
0 x1 a
Fs M
x2 x2
P
P 2a
x2
a x2 2a
P Pa
习题解答 第1章
.32.
2021年3月8日星期一
1-15(d)
x1
qa
3qa
AC段：
4
4
Fs
x1
qa 4
M
x1
qa 4
MA 0 NBC 1120sin 45 G400G1120 0
NBC 4.32KN
第1章 习题解答 .6.
2021年3月8日星期一
A NAx
Fx 0 NBC cos45 NAx 0 NAy
NAx 3.05KN
C
Fy 0 NBC sin 45 G G NAy 0
G
G
45°
B
NBC
RD
第1章 习题解答
整体受力图：
NAx A
B
.4.
2021年3月8日星期一
F
C
D
NAy
NAx A NAy
RB
NCx C
NCy
NCy
B
C
NCx
RB
RD
F D
RD
第1章 习题解答
1-7
400 G 720 G
A
45°
B
.5.
2021年3月8日星期一
A NAx
NAy
G
G
45°
B
NBC
C
C 1、判断BC为二力杆，取AB为研究对象，画其受力图： 2、建立坐标，列平衡方程：
1、对于剪力Fs－－以该截面（如n-n）为界，如左段相对右 段向上滑移（简称左上右下），则剪力为正；反之为负。
2、对于弯矩M－－若梁在该截面附近弯成上凹下凸，则弯 矩为正；反之为负。
Fs Fs
Fs
Fs
习题解答 第1章
.26.
1-15(a)
2021年3月8日星期一
Fs x ql qx
M x qlx qx x
N Ay 5.95KN
第1章 习题解答
补充：
q
.7.
2021年3月8日星期一
M
F
D NAx A NAy
BC NB
Fx 0 NAx 0 a
M A 0 NB 2a q a 2 M F 3a 0
Fy 0 NB q a F NAy 0
第1章 习题解答 .8.
2021年3月8日星期一
习题解答 第1章
.11.
2021年3月8日星期一
A P
B
C
2P 2P
D P
P
P
P
习题解答 第1章
.12.
2021年3月8日星期一
补充：知A＝100mm2、E＝ 2×105MPa，F＝10KN、Q＝4KN， 画轴力图，求应力、变形
A F
B
C
QQ
D F
习题解答 第1章
.16.
2021年3月8日星期一
2021年3月8日星期一
1-20
解：⑴ 计算柔度
一端固定，一端自由 =2，
i
I A
d4
64
d2
d 4
13mm
l 2500 76.92
i 13
4
习题解答 第1章
.47.
2021年3月8日星期一
⑵ 计算临界力
p =100 s =57
s p
Fcr
cr
A a b d 2
4
304 1.12 76.92
第1章 习题解答 .1.
1-1
TA
2021年3月8日星期一
TB
NC
N’C
G1
TA
TB
G2
G1
G2
第1章 习题解答 .2.
1-3
2021年3月8日星期一
P
B
NB
A
NAx NAy
第1章 习题解答
补充：
A
B
.3.
2021年3月8日星期一
F
C
D
NAx A NAy
F NCx C
NCy
NCy
B
C
NCx
RB
D
Fs M
x2 x2
P
P 2a
x2
a x2 2a
2021年3月8日星期一
P
3Pa
2Pa
Pa
习题解答 第1章
.37.
2021年3月8日星期一
1-15(f)
(1)求支座反力：
RA
RB
MB 0 RA 4a P3a 2P a 0
RA
5 4
P
RB
7 4
P
习题解答 第1章
.38.
2021年3月8日星期一
总变形：
l l1 l2 l3 0.1 0.06 0.1 0.26mm
轴力图：
A F
B
C
QQ
D F
10KN
10KN 6KN
习题解答 第1章
.17.
1-11
2021年3月8日星期一
分析：支架要安全， 则要保证AB、BC 杆均安全。
由： FN 可知要求二杆轴力
A
习题解答 第1章
.18.
1-9（a）
A
B
P
C
D
P
3
2
1
N3 P P 0 N2 P N1 0
第1章 习题解答 .9.
2021年3月8日星期一
A
B
P
C
D
P
P
习题解答 第1章
.10.
1-9(b)
A P
B
C
2P 2P
2021年3月8日星期一
D P
3
2
1
N3 P 2P 2P P N2 P 2P P
N1 P
Fs
P 2
18 2
9KN
A
d 4
2
2021年3月8日星期一
Fs Fs Fs
Fs
习题解答 第1章
.51.
Fs A
4 9103
d2
60
d 13.8mm
因2t2＞t1，故取 厚度为t1段的销钉为 研究对象，挤压面上
的
挤 挤压 压力 面： 面F积bs ：APbs＝dt1
2021年3月8日星期一
BC杆： FNBC ＝ 3F 2 160
ABC 802 4
F 928.7KN
所以，综合二杆，许可载荷为 F 928.7KN
习题解答 第1章
.50.
1-23
属双剪结构。
取销钉为研究对象， 其受力情况如图b所示。 销钉中间段部分有二 个受剪面(图c)，每一 受剪面上的剪力、剪 切面积为：