工程力学作业(单面印刷)

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中南-工程力学纸质作业与答案

由解得：
由钢的强度条件
解得：
由木材强度条件
解得：
所以许可载荷FP为697kN
10.解：
铆钉的剪切强度：每个铆钉的受力图如图
铆钉与板的挤压强度：由于上下板厚度为中间板厚度的1/2，挤压力为中间板的1/2，故铆钉与中间板和盖板的挤压应力相同
钢板的拉伸强度：盖板和中间板的轴力图如图，经分析盖板1-1截面为危险截面
一、填空题
1. 力偶
2. ，0，，0
3. 力系的主矢、主矩分别等于零
4.弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段
5.26.4%，65.19%，塑性材料
6. ，
7. ，，
8. ，
9.
10.突变，集中力的大小，突变，集中力偶的大小
11.二，二，三
12.
13.C，B，A
14.[σt]/[σc]
15.15MPa
3. 结构如图所示。作用在结构上的力P=10kN，力偶矩m=12kN·m，分布载荷的最大值q=0.4kN/m。求A、B、C处的约束力。
4. 图所示传动轴中，作用于齿轮上的齿合力F推动AB轴作匀速转动。已知皮带上皮带紧边的拉力T1=200N，松边的拉力T2=100N，皮带轮直径D1=160mm，圆柱齿轮的节圆直径D=240mm，压力角α=20o，其它尺寸如图。试确定力F的大小和轴承A、B处的约束力。
二、作图题
1. 分别画出下列各物体的受力及整个系统的受力图，各杆的自重不计。
2. 作下列各梁的剪力和弯矩图。
三、计算题
1．试求梁的支座约束力。
2．图示结构A处为固定端约束，C处为光滑接触，D处为铰链连接。已知F1=F2=400N，M=300N·m，AB=BC=400mm，CD=CE=300mm，α=45o，不计各构件自重，求固定端A处与铰链D处的约束力。

《工程力学》作业参考答案

《工程力学》作业1参考答案说明：本次作业对应于文字教材第0—3章，应按相应教学进度完成。

一、单项选择题（每小题2分，共30分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。

不选、错选或多选者，该题无分。

1．三刚片组成几何不变体系的规则是（ B ）A三链杆相连，不平行也不相交于一点B三铰两两相连，三铰不在一直线上C三铰三链杆相连，杆不通过铰D一铰一链杆相连，杆不通过铰2．在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（C ）A可变体系B瞬变体系B瞬变C不变且无多余联系三、填空题（每空2分，共20分）1．定向支座的反力分量是一个力和一个反力偶。

2．连接两个刚片的单铰相当于两个约束。

= 5kN （拉力）。

10．位移计算公式ds GAF F ds EA F F ds EI M M QP Q NP N PiP ⎰⎰⎰++=∆μ是由变形体虚功原理推出来的。

解：（1）.求支座反力：F A= F P/2 , F B= 3F P/2 . （2）.作刚架的弯矩图FL3FL/4M图解：（1）求支座反力：F A= F B= lm/；（2）作刚架的弯矩图.L/2L/24解：（1）求支座反力：F Ax=20kN ，F A y=F B=10kN 。

方向如图kN⋅(内侧受拉) （2）作刚架的弯矩图：M EA=M EB= M BE= M BC=40m（3）作刚架的剪力图：AE段：Q=20kNEB段：Q=0BC段：Q=-10kNCD段：Q=040 10 kN_4040+M图20 kN Q图kN⋅)(mB《工程力学》作业2参考答案说明：本次作业对应于文字教材第4章，应按相应教学进度完成。

一、单项选择题（每小题2分，共30分）在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。

不选、错选或多选者，该题无分。

1．力法计算的基本未知量为（ D ）A杆端弯矩B结点角位移C结点线位移D多余未知力2．超静定结构在荷载作用下产生的内力与刚度（B ）A无关B相对值有关C绝对值有关345．在力法方程的系数和自由项中（ B ）C绝对值有关D相对值绝对值都有关8．力法典型方程中的自由项iP∆是基本体系在荷载作用下产生的（C ）C结点数D杆件数11．力法的基本体系是（D ）A一组单跨度超静定梁B瞬变体系C可变体系D几何不变体系12．撤去一单铰相当于去掉了多少个约束（C ）A1个B3个C2个D4个）1．超静定次数一般不等于多余约束的个数。

工程力学练习册第2版答案

工程力学练习册第2版答案工程力学是研究物体在外力作用下的运动规律和内部应力分布的科学。

本练习册旨在帮助学生更好地理解和掌握工程力学的基本概念、原理和计算方法。

以下是《工程力学练习册第2版》的部分习题及答案。

习题一：静力学基础1. 某物体受到三个共点力的作用，分别为F1=200N，F2=300N，F3=100N。

若F1和F2的夹角为120°，求这三个力的合力大小。

答案：首先，根据矢量合成法则，我们可以使用余弦定理计算合力的大小： \[ F_{合} = \sqrt{F1^2 + F2^2 + 2 \cdot F1 \cdot F2 \cdot\cos(120°)} \]\[ F_{合} = \sqrt{200^2 + 300^2 + 2 \cdot 200 \cdot 300\cdot (-0.5)} \]\[ F_{合} = \sqrt{40000 + 90000 - 60000} \]\[ F_{合} = \sqrt{70000} \approx 264.58N \]2. 一个物体在水平面上，受到一个斜向上的拉力F=150N，与水平方向夹角为30°。

求物体受到的支持力和摩擦力的大小。

答案：将拉力分解为水平和垂直分量：\[ F_{水平} = F \cdot \cos(30°) = 150 \cdot 0.866 \approx 129.9N \]\[ F_{垂直} = F \cdot \sin(30°) = 150 \cdot 0.5 = 75N \] 物体在水平面上，支持力等于垂直向上的力，即：\[ N = F_{垂直} = 75N \]摩擦力的大小由水平力决定：\[ f = \mu \cdot N \]其中μ为摩擦系数，由于题目未给出，我们无法计算具体数值。

习题二：材料力学1. 一根直径为d=20mm，长度为L=2m的圆杆，在一端受到一个拉力P=10kN。

中南-工程力学纸质作业及答案

《工程力学》学习中心：专业：学号：姓名：一、填空题1. 刚体同一平面作用三个力，大小均为F，如图所示。

力系合成的结果是。

2. 立方体边长为a，在顶角A和B处分别作用力Q和P，M x(P)=，M Y(P)=，M y(Q)=，M z(Q)=。

3. 平面任意力系平衡的充要条件是。

4. 低碳钢拉伸可以分成四个阶段。

5. 直径为d=10mm的试件，标距l=50mm，拉伸断裂后，两标点间的长度l1=63.2mm，缩颈处的直径d1=5.9mm，则材料的延伸率δ=，截面收缩率ψ=，判断材料是（塑性材料/脆性材料）。

6. 阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则杆中最大正应力为，截面C的位移为。

7. 图所示螺钉受拉力F 作用，已知材料的许用切应力[τ]、许用挤压应力[σbs ]及许用拉应力[σ]，螺钉直径为d ，钉头高度为h 、螺帽直径为D ，则螺钉的剪切强度条件，挤压强度条件，拉伸强度条件。

8. 图所示厚度分别为t 的两块钢板，用两个直径为d 的铆钉相连，受一对拉力F 作用，则每个铆钉的=bs σ ，=τ 。

9. 阶梯轴尺寸及受力如图所示，AB 段与BC 段材料相同，d 2=2d 1，BC 段的最大切应力与AB 段的最大切应力之比等于。

10. 在集中力作用处，梁的剪力图有，其变化值等于；在集中力偶作用处，梁的弯矩图有，其变化值等于。

11. 图示简支梁，CB段上剪力图为一向下斜直线，CB段弯矩图为次曲线，而AC段剪力图为次曲线，弯矩图为次曲线。

12. 跨度为l的简支梁已知EI，当整个梁承受均布荷载q时，梁中点挠度4C5384qlwEI=-，图示简支梁跨中挠度Cw=。

13. 图所示梁的A B C、、三个点中，单向应力状态的点是，纯剪应力状态的点是，在任何截面上应力均为零的点是。

14. 某抗弯构件的截面为T形如图所示，z轴为弯曲的中性轴，为使截面上缘的最大拉应力和下缘的最大压应力同时分别达到[σt]和[σc]，应将y1和y2的比值设计成。

工程力学教程作业1

活塞D作用于物块C上的压力与FC等值、反向、共线。 19
P69：4-8 机构如图，设A、C两点在同一铅垂线上，
且AC=AB。试问杆保持平衡时角θ等于多少？
滑轮半径R与杆长l相比很小。绳重及摩擦均不计。
附
基础力学 1 作解：【AB】业
MA 0
C 1800 θ B
2
P2 θ P1 A
FTB=P2 1800 θ B
第四章 P68：
P68： 4-1 平板上力系如图示，试求其合成结果。
已知：F1 80N，F2 50N，F3 60N，F4 40N，Me 140N.m
附
F3 1m 2m
5m
1m
基
1m
础
O2
F2
力
2m
学
1 作业
2m
O1 F4
1m
O3
Me
F1
300
11
F Rx = Fx
= F1 cos300 – F3 cos45o + F4 = 66.9N
=997.1N.m
x2
MO2 FRy
997.1 7.53m 132.4
14
F3 1m 2m
5m
1m
附
1m
O2
F2
Me
2m
基
2m
O1 F4
F1
300
础力
1m
O3
学
1
作
MO3 = mO3( Fi )
业
= F1 sin300 ×8+ F2 × 2 +F3 cos 450 × 4 + Me
=729.7N.m
1 2
5
FNB
3 3 400 2.5 0 2

工程力学练习册及答案

工程力学练习册及答案### 工程力学练习册及答案#### 第一章：静力学基础练习题1：已知一个物体受到三个力的作用，分别为F1=50N，F2=30N，F3=20N，且这三个力的方向分别为北偏东30°，南偏西45°，和正南方向。

求这三个力的合力。

答案：首先，将力F1和F2分解为水平和垂直分量。

F1的水平分量为F1*cos(30°)，垂直分量为F1*sin(30°)。

同理，F2的水平分量为F2*cos(135°)，垂直分量为F2*sin(135°)。

F3的水平分量为0，垂直分量为F3。

计算得：- F1的水平分量：50*cos(30°) = 43.30N- F1的垂直分量：50*sin(30°) = 25N- F2的水平分量：30*cos(135°) = -25.98N- F2的垂直分量：30*sin(135°) = 25.98N- F3的水平分量：0- F3的垂直分量：20N合力的水平分量为：43.30N - 25.98N = 17.32N合力的垂直分量为：25N + 25.98N + 20N = 70.98N合力的大小为：√(17.32^2 + 70.98^2) ≈ 73.71N合力的方向为：tan^-1(70.98/17.32) ≈ 82.9°，即北偏东82.9°。

练习题2：一个均匀的圆柱体，其质量为10kg，半径为0.5m，求其在水平面上的静摩擦力。

答案：圆柱体在水平面上的静摩擦力取决于作用在它上面的外力。

如果外力小于或等于静摩擦力，圆柱体将保持静止。

静摩擦力的计算公式为：\[ f_{max} = \mu N \]其中，\( \mu \) 是静摩擦系数，\( N \) 是圆柱体的正压力。

对于均匀圆柱体，\( N = mg \)，其中\( m \)是质量，\( g \)是重力加速度。

工程力学练习册答案(部分)

工程力学练习册答案(部分)工程力学科学技术专业教学姓氏学习用书学校第199分科名称培训第1章静力学基础1第1章静力学基础1-1绘制受力图没有重力的物体的重量不计算在内。

所有触点都是平滑触点。

(a)(b)(c)(d)2第一章静力学基础(f)第一章静态基础3(a)(b)(c)(a)1-3绘制图中指定对象的应力图除了图中所示的以外，所有的摩擦力都被排除了，每个物体的自重也被排除了。

4第一章静力学基础(b)第一章静力学基础5。

199第一章静力学基础7(g)第二章平面力系2-1电机重量P=5000N，放置在横梁交流中心，如图所示横梁的一端由铰链固定，另一端由撑杆支撑，撑杆与横梁的夹角为30°如果忽略撑杆和梁的重量，则计算扭转支座A和B处的约束反力。

8第一章静力学基础2-1图？f？Fxy？0，FBcos30？？FAcos30？？0？0，FAsin30？？FBsin30？？P:固定资产？FB？p？5000N2-2物体重量P=20kN，用绳子挂在支架的滑轮b上，绳子的另一端与绞车d相连，如图所示转动绞盘，物体就可以升起。

将滑轮尺寸和轴承摩擦设置为忽略不计，将杆重设置为忽略不计。

三个部分A、B 和C是铰接的当物体处于平衡状态时，找出拉杆AB和支撑杆BC上的力。

第4章材料力学基本概念92-2图？f？Fxy？0，？FAB？FBCcos30？？Psin30？？0？0，？FBCsin30？？Pcos30？？p？0:FAB？？3.732PFBC？2.732P2-3如图所示，ACB输电线路安装在两极之间，形成一条垂直线，弧垂距离CD=f=1m，两极之间的距离AB=40m线的ACB部分的重量为P = 400N牛顿，这可以被认为是沿着近视的AB直线均匀分布。

可以计算导线中点和两端的张力。

问题2-3图10第一章以静态基础交流截面导线为研究对象，三种力会聚？f？Fxy？0，FAcos？？舰队指挥官？0，发新？？FGtan？？1/10:固定资产？201NFC？2000N2-4显示为拔桩装置。

工程力学练习册习题答案3共3份-5页word资料

第 1 页题6-13图由梁的两部分紧密接触知：两者变形后中性层的曲率半径相同，设圆管和圆杆各自承担的弯矩为M1和M2,抗弯刚度为2211I E I E 和即：6-1梁截面如图所示，剪力50Q kN =，试计算该截面上最大弯曲切应力。

题6-14图第七章应力状态分析7-1 单元体各面应力（单位MPa ）如图所示，试用解析法求解指定斜截面上的正应力和切应力。

题7-1图（a ） (b)题7-1图(c) (d)7-2 已知应力状态如图所示，应力单位为MPa 。

试用解析法和应力圆分别求：（1）主应力大小，主平面位置；（2）在单元体上绘出主平面位置和主应力方向；（3）最大切应力。

题7-2图(a)(b)题7-2图(c) (d)7-3 图示木制悬臂梁的横截面是高为200mm 、宽为60mm 的矩形。

在A 点木材纤维与水平线的倾角为20︒。

试求通过A 点沿纤维方向的斜面上的正应力和切应力。

题7-3图7-4 图示二向应力状态的应力单位为MPa ，试作应力圆，并求主应力。

题7-4图解法二：（解析法）7-5 在通过一点的两个平面上，应力如图所示，单位为MPa 。

试求主应力的数值和主平面的位置，并用单元体草图来表示。

题7-5图7-6 试求图示各应力状态的主应力和最大切应力，应力单位为MPa 。

题7-6图(a) (b) (c)7-7 列车通过钢桥时，用变形仪测得钢桥横梁A 点（见图）的应变为0.0004x ε=，0.00012y ε=-。

试求A 点在x 和y 方向的正应力。

设200E GPa =，0.3μ=。

题7-7图解得：0,80==y x MPa σσ7-8 图示微体处于平面应力状态，已知应力100x MPa σ=，80y MPa σ=，50x MPa τ=，弹性模量200E GPa =，泊松比0.3μ=，试求正应变x ε，y ε与切应变xy γ，以及30α︒=方位的正应变30ε︒题7-8图7-9 边长为10a mm =的立方体铝块紧密无隙地置于刚性模内，如图所示，模的变形不计。

工程力学练习册习题答案汇总

工程力学练习册习题答案汇总一、选择题1. 工程力学中，力的三要素不包括以下哪一项？（D）A. 力的大小B. 力的方向C. 力的作用点D. 力的形状答案：D2. 平面汇交力系的平衡方程是以下哪一项？（B）A. ΣF = 0B. ΣF = 0，ΣM = 0C. ΣF = 0，ΣFy = 0D. ΣFy = 0，ΣM = 0答案：B3. 某物体受到两个力的作用，其合力为零，这两个力称为（C）。

A. 平衡力B. 等效力C. 共点力D. 力偶答案：C4. 在平面力偶系中，力偶的合力为（D）。

A. 零B. 力偶矩C. 两个力的合力D. 无法确定答案：D二、填空题1. 力的三要素是力的大小、力的方向和力的______。

答案：作用点2. 平面汇交力系的平衡方程是______和______。

答案：ΣF = 0，ΣM = 03. 在平面力偶系中，力偶的合力为______。

答案：零4. 某物体受到两个力的作用，其合力为零，这两个力称为______。

答案：共点力三、判断题1. 力的平行四边形法则可以用于求解力的合成与分解。

（√）2. 平面汇交力系的平衡方程只适用于平面力系。

（×）3. 在平面力偶系中，力偶的合力等于力偶矩。

（×）4. 某物体受到两个力的作用，其合力为零，这两个力一定共点。

（√）四、计算题1. 某物体受到两个力的作用，分别为 F1 = 10N，F2 = 20N，且 F1 与 F2 之间的夹角为30°。

求这两个力的合力。

答案：合力 F = √(F1^2 + F2^2 + 2F1F2cos30°) = √(10^2 + 20^2 + 2×10×20×0.866) ≈ 27.46N2. 某物体受到三个力的作用，分别为 F1 = 20N，F2 = 30N，F3 = 40N，且三个力的作用点分别为 A、B、C。

已知 A、B、C 三点构成一个等边三角形，求物体在三个力作用下的合力。

工程力学练习册习题答案共份

第六章杆件地应力1q题6-13图由梁地两部分紧密接触知：两者变形后中性层地曲率半径相同,设圆管和圆杆各自承担地弯矩为M1和M2,抗弯刚度为2211I E I E 和即：MI I I M M I I I M E E ql M M I E MI E M 21222111212212221112;222811+=+===+==又ρ6-1 梁截面如图所示,剪力50Q kN =,试计算该截面上最大弯曲切应力.题6-14图MPa A Q 8.264070210503233max=⨯⨯⨯⨯==τ2 附录Ⅰ 平面图形地几何性质第七章应力状态分析7-1 单元体各面应力（单位MPa ）如图所示,试用解析法求解指定斜截面上地正应力和切应力.(a)题7-1图（a ）MPaMPa x yx x yx yx x y x 32.272cos 2sin 232.272sin 2cos 2260,20,0,40-=+-=-=--++=︒===-=ατασστατασσσσσατσσαα(b)MPaMPa x yx x yx yx x y x 66.182cos 2sin 23.522sin 2cos 2230,20,50,30=+-==--++=︒=-===ατασστατασσσσσατσσαα附录Ⅰ平面图形地几何性质3题7-1图(c)MPaMPaxyxxyxyxxyx302cos2sin2102sin2cos2245,40,60,0-=+-=-=--++=︒====ατασστατασσσσσατσσαα(d)MPaMPaxyxxyxyxxyx6.602cos2sin2352sin2cos2230,0,70,70=+-==--++=︒==-==ατασστατασσσσσατσσαα7-2已知应力状态如图所示,应力单位为MPa.试用解析法和应力圆分别求：（1）主应力大小,主平面位置；（2）在单元体上绘出主平面位置和主应力方向；（3）最大切应力.20(b)题7-2图(a)4 附录Ⅰ 平面图形地几何性质MPax yx yx x y x 57)2(220,0,5022max =+-++====τσσσσστσσ︒-=--=-=+--+=3.19,tan 7)2(20min022min ασστατσσσσσx xx yx yx MPa(b)MPax yx yx x y x 25)2(225,0,022max =+-++====τσσσσστσσ︒-=--=-=+--+=45,tan 25)2(20min022min ασστατσσσσσx xx yx yx MPa(c)(d)题7-2图(c)MPax yx yx x y x 2.11)2(240,20,4022max =+-++=-=-=-=τσσσσστσσ︒=--=-=+--+=52,tan 2.71)2(20min022min ασστατσσσσσx xx yx yx MPa(d)附录Ⅰ 平面图形地几何性质 5MPax yx yx x y x 02.30)2(220,30,2022max =+-++===-=τσσσσστσσ︒-=--=-=+--+=66.70,tan 02.27)2(20min022min ασστατσσσσσx xx yx yx MPa7-3 图示木制悬臂梁地横截面是高为200mm 、宽为60mm 地矩形.在A 点木材纤维与水平线地倾角为20︒.试求通过A 点沿纤维方向地斜面上地正应力和切应力.题7-3图MPa S Q A 25.006.02.022000323=⨯⨯⨯==τ︒-=70αMPaMPa x yx x yx yx x y x 19.02cos 2sin 216.02sin 2cos 2270,25.0,0,0=+-=-=--++=︒-====ατασστατασσσσσατσσαα7-4 图示二向应力状态地应力单位为MPa ,试作应力圆,并求主应力.6 附录Ⅰ 平面图形地几何性质题7-4图解法二：（解析法）M P aM P a y x yx yx x y x 40502sin 2cos 2260,0?,,80==--++=︒====σατασσσσσατσσα解得：MPa x 80max ==σσMPa y 40min ==σσ0,40,80321===∴σσσMPa7-5 在通过一点地两个平面上,应力如图所示,单位为MPa .试求主应力地数值和主平面地位置,并用单元体草图来表示.题7-5图附录Ⅰ 平面图形地几何性质 77-6 试求图示各应力状态地主应力和最大切应力,应力单位为MPa.50(a)50(b)(c)题7-6图(a)MPa 50502max ==σMPaMPa MPa50,0,5050321min -===∴-=σσσσMPa 50231max =-=σστ(b)MPa 17.5240)22030(2203022max =+++-=σ MPa 17.4240)22030(2203022min -=++--=σ MPaMPaMPa 17.47217.42,50,17.5231max 321=-=-===∴σστσσσ8 附录Ⅰ 平面图形地几何性质(c)MPa 13030)240120(24012022max =+-++=σ MPa 3030)220120(24012022min =+--+=σ MPaMPaMPa 80230,30,13031max 321=-=-===∴σστσσσ7-7 列车通过钢桥时,用变形仪测得钢桥横梁A 点（见图）地应变为0.0004x ε=,0.00012y ε=-.试求A 点在x 和y 方向地正应力.设200E GPa =,0.3μ=.题7-7图0004.0)(1=-=y x x E μσσε 00012.0)(1-=-=x y y Eμσσε解得：0,80==y x MPa σσ7-8 图示微体处于平面应力状态,已知应力100xMPa σ=,80y MPa σ=,50x MPa τ=,弹性模量200E GPa =,泊松比0.3μ=,试求正应变x ε,y ε与切应变xy γ,以及30α︒=方位地正应变30ε︒附录Ⅰ 平面图形地几何性质 9题7-8图31038.0)(1-⨯=-=y x x E μσσε 31025.0)(1-⨯=-=x y y Eμσσε31065.02.76)1(2-⨯===+=GGPaEG xxy τγμ31203030120120303010066.0)(13.1287.511807.5160sin 60cos 22-︒︒︒︒︒︒︒⨯=-==-=⇒+=+=︒-︒-++=μσσεσσσσστσσσσσEMPaMPay x x yx yx7-9 边长为10a mm =地立方体铝块紧密无隙地置于刚性模内,如图所示,模地变形不计.铝地70E GPa =,0.33μ=.若6P kN =,试求铝块地三个主应力和主应变.题7-9图10 附录Ⅰ 平面图形地几何性质建立图示坐标,由刚性模知==y x εε且MPa z 6001.060002-=-=σ 由广义胡克定律：)]([10)]([1=+-==+-=z x y y z y x x EEσσμσεσσμσε解得：MPa y x 55.29-==σσ3105785.0)]([1-⨯-=+-=y x z z Eσσμσε 第八章强度设计8-1现有钢、铸铁两种杆材,其直径相同.从承载能力与经济效益两个方面考虑,图示结构中两种合理选择方案是(A )A 1杆为钢,2杆为铸铁B 1杆为铸铁,2杆为钢C 1、2杆均为钢D 1、2杆均为铸铁8-2有A 、B 、C 三种材料,其拉伸应力—应变实验曲线如图所示,曲线( B )材料地弹性模量E 大,曲线(A )材料地强度高,曲线( C )材料地塑性好.B8-3图示一正方形截面地阶形混凝土柱.设混凝土地密度为33/1004.2m kg ⨯=ρ,F=100kN,许用应力MPa 2][=σ.试根据强度条件选择截面宽度a 和b.mb bbbgb ga F ma a a a ga F 156.01028.91004.24052.08.91004.24103][443052.010248.91004.210100][462232352226223322≥⨯≤⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⇒≤++≥⨯≤⨯⨯⨯+⨯≤+解得：解得：即虑它们的强度条件：危险截面有二，分别考σρρσρ8-4三角架ABC 由AC 和BC 二杆组成.杆AC 由两根No.12b 地槽钢组成,许用应力为[σ]=160MPa ；杆BC 为一根No.22a 地工字钢,许用应力为[σ]=100MPa.求荷载F 地许可值[F].题8-2图a 题8-3图以节点为研究对象,列平衡方程：2692.152],[030sin 30sin ,0030cos 30cos ,0cm S AC S S FAC FF F F F F FF F F AC AC ACAC BC AC BC AC yBC AC x ⨯=≤=-==-︒-︒==︒-︒-=∑∑的截面积，查表得：为杆其中杆强度条件：解得：σ2578.35],[cm S BC S S FBC AC BC BCBC =≤的截面积，查表得：为杆其中杆强度条件：σ解得：kNF kN F F kN F F BC AC 8.3558.355502≤≤=≤=综合得：8-5 已知圆轴受外力偶矩m ＝2kNm,材料地许可切应力[τ]＝60MPa. （1）试设计实心圆轴地直径D 1;（2）若该轴改为α=d /D =0.8地空心圆轴,式设计空心圆轴地内、外径d 2 、D 2m m D m W p 0554.01060200016][16][)1(3631=⨯⨯⨯=≥⇒≥πτπτ mD d m m D m W p 0528.0066.01060)8.01(200016][)1(16][)2(22364342=⨯==⨯⨯-⨯⨯=-⨯≥⇒≥απτπατ8-6 图示传动轴,主动轮B 输入功率P 1=368kW,从动轮A,C 输出地功率分别为P 2=147kW,P 3=221kW,轴地转速n =500r/min,材料地G =80GPa,许用切应力[]τ=70MPa,试设计轴地直径.Nm n p m 70285003689549954922=⨯=⨯= Nm n p m 66.42205002219549954933=⨯=⨯= 轴地最大扭矩为7028Nmm m Td d T 5.67][16][16133=≥⇒≤σπτπ由轴的强度条件：8-7阶梯形圆轴直径分别为d 1=40mm,d 2=70mm,轴上装有三个皮带轮,如图所示.己知由轮3输入地功率为N 3=3kW,轮1输出地功率为N 1=13kW,轴作匀速转动,转速n=200r/min,材料地许用切应力[]τ=60MPa,试校核轴地强度.8-8 图示传动轴传递地功率为 P =14kW,转速n =300r/min,[]τ=40MPa,试根据强度条件计算两种截面地直径：（1）实心圆截面地直径d ；（2）空心圆截面地内径d 1和外径d 2（d 1/ d 2=3/4）.题8-6图题8-7图Nm n p T 62.4453001495499549=⨯=⨯= mm Td d T 4.38][16][161)1(33=≥⇒≤σπτπ实心轴的强度条件：mmd d mm Td d T 69.3259.431][16][1161)2(21342432=⨯==-≥⇒≤-αασπταπ）（）（空心轴的强度条件：8-9传动轴地转速为n=500r/min,如图所示,主动轮1输入功率Ｐ1=368kW,从动轮2、3分别输出功率P 2=147kW,Ｐ3=221kW.己知[]τ=70MPa,试按强度条件求解下列问题：（1）试确定AB 段地直径d 1和BC 段地直径d 2. （2）若AB 和BC 两段选用同一直径,试确定直径d .. （3）主动轮和从动轮应如何安排才比较合理?计算外力偶矩,作扭矩图Nm n p M 06.70285003689549954911=⨯=⨯= Nm n p M 4.28075001479549954922=⨯=⨯=Nm n p M 66.42205002219549954933=⨯=⨯=题8-9图AB 段mm T d Nm T 80][16,06.70283111===τπ由强度条件： BC 段mm T d Nm T 5.67][16,66.42203222===τπ由强度条件：（2）将主动轮1和从动轮2位置互换,更合理这时：AB 段mm T d Nm T 9.58][16,4.28073111=='='τπ由强度条件：8-10一矩形拱面地简支木梁,梁上作用有均布荷载,已知：l =4m,b=140mm,h=210mm,q=2kN/m,弯曲时木木材地许用正应力[]σ=10MPa,试校核该梁地强度.简支梁地最大弯矩在中点处MPaMPa W M l kNm ql M 10][89.321.014.0614000,44281812max max 22max =<=⨯⨯===⨯⨯==σσ梁的最大正应力：所以,强度满足8-11图示简支梁上作用两个集中力,已知：l =6m,F 1=15kN,F 2=21kN,如果梁采用热轧普通工字钢,钢地许用应力[]σ=170MPa,试选择工字钢地型号.bh 题8-10图题8-11图作梁地弯矩图由强度条件：3346max 5.22310235.21017038000][cm m M W =⨯=⨯=≥-σ 查表后选用20a 号工字钢8-12简支梁AB 如图所示.m a m l 2.0,2==.梁上地载荷q=10kN/m,=200kN.材料地许用应力为[][]MPa MPa 100,160==τσ.试选择适用地工字钢型号.由对称性知：kNm l x M kN F F B A 535.010)24.01(2001210)2(,210max =⨯--⨯-⨯====处3346max 3311031.31016053000][cm m M W =⨯=⨯=≥-σ2246max 5.31105.311010022100003][23cm m Q A =⨯=⨯⨯⨯=≥-τ综合后选用25a 号工字钢,23541.48,402cm A cm W ==题8-12图8-13图示槽形截面悬臂梁,F=10kN,M e =70kN·m,许用拉应力[σt ]=35MPa,许用压应力[σc ]=120MPa ,I z =1.02×108 mm 4,试校核梁地强度.作弯矩图,脆性材料且截面关于中性轴不对称,故危险截面为C+和C-两处C+截面最大正弯矩处,上压下拉MPa MPa t c3.471002.14.96503.751002.1)4.96250(504141=⨯⨯==⨯-⨯=--σσ C-截面最大负弯矩处,上拉下压MPa MPa c t 9.181002.14.96201.301002.1)4.96250(204242=⨯⨯==⨯-⨯=--σσ 由于][3.47][3.75max max t t c c MPa MPa σσσσ>=<=梁强度不足8-14 “T ”字形截面铸铁粱尺寸及载荷如图所示,若梁材料地拉伸许用应力为[]拉σ=40MPa,压缩许用应力为[]压σ= 160MPa,Z 轴通过截面地形心,已知截面对形心轴Z 地惯性矩410180cm I Z =,h=9.64cm,试计算该梁地许可载荷F.作梁地弯矩图,脆性材料且截面关于中性轴不对称,故危险截面为最大正负弯矩两处题8-14图最大正弯矩处,上压下拉。

材料力学作业(单面印刷)

2-3求下列结构中指定杆的应力。

已知(b)图中杆的横截面面积A1=850 mm2，A2=600 mm2，A3=500 mm2。

（1）图（a）为开槽拉杆，两端受力F=10 kN，b=4mm，h=20mm，h0=10mm；2-6图示短柱，上段为钢制，截面尺寸为100×100mm2，钢的弹性模量E s=200GPa，下段为铝制，截面尺寸为200×200mm2，E a=70GPa。

当柱顶受F力作用时，柱子总长度减少了0.4mm，试求F值（注：不计杆的自重）。

2-11图示结构中，AB为刚性杆，AD为钢杆，面积A1=500mm2，弹性模量E1=200GPa；CG为铜杆，面积A2=1500mm2，弹性模量E2=100GPa；BE为木杆，面积A3=3000mm2，弹性模量E3=10GPa。

当G点受力F=60kN作用时，求该点的竖直位移ΔG。

2-13图示结构，CD 杆为刚性杆，C 端铰接于墙壁上，AB 杆为钢杆，直径d =30mm ，容许应力[]170MPa σ=，弹性模量52.010MPa E =⨯。

试求结构的容许荷载F 。

2-14图示正方形砖柱，顶端受集中力16kN F =作用，柱边长为0.4m ，砌筑在高为0.4m的正方形块石底脚上。

已知砖的容重3116kN m g ρ=，块石容重3220kN m g ρ=。

地基容许应力[]0.08MPa σ=。

试设计正方形块石底脚的边长a 。

2-17图示AB杆为刚性杆，长为3a。

A端铰接于墙壁上，在C、B两处分别用同材料、同面积的1、2两杆拉住。

在D点受力F作用，求1、2两杆的应力。

设弹性模量为E，3-1试作下列各杆的扭矩图。

10N·m 90N·m 500N·m/m(d)3-2一直径d=60mm的圆杆，两端受外力偶矩2kN mT=⋅的作用而发生扭转。

试求横截面上1，2，3点处的切应力和最大切应变。

(80GPaG=)。

T3-6图示圆轴AC，AB段为实心，直径为50mm；BC段为空心，外径为50mm，内径G 。

工程力学作图题计算题(打印版)全解

r=0.1m的滑轮。有一跨过滑轮的绳子，其一端水平地系于墙上，另一端悬挂有重P=1800N的重物。如AD=0.2m，BD=0.2m，，且不计梁、杆、滑轮和绳的重量。求铰链A和杆BC对梁的约束反力。
题2-14图
1.以滑轮和杆为研究对象，受力分析如图
2.列平衡方程：
解得：
2-15如图所示，三绞拱由两半拱和三个铰链A，B，C构成，已知每个半拱重P=300kN，l=32m，h=10m。求支座A、B的约束反力。
题3-6图
3-7一平行力系由五个力组成，力的大小和作用线的位置如图所示。图中小正方格的边长为10mm。求平行力系的合力。
题3-7图
3-8求下列各截面重心的位置。
1.建立图示坐标系
(a)
(b)
题3-8图
3-9试求振动打桩机中的偏心块（图中阴影线部分）的重心。已知，，。
题3-9图
第四章
4-1何谓构件的承载力？它由几个方面来衡量？
题2-18图
2-19两根相同的均质杆AB和BC，在端点B用光滑铰链连接，A，C端放在不光滑的水平面上，如图所示。当ABC成等边三角形时，系统在铅直面内处于平衡状态。求杆端与水平面间的摩擦因数。
题2-19图
2-20简易升降混凝土料斗装置如图所示，混凝土和料斗共重25kN，料斗与滑道间的静摩擦和动摩擦因数均为0.3。（1）如绳子的拉力分别为22kN与25kN时，料斗处于静止状态，求料斗与滑道间的摩擦力；（2）求料斗匀速上升和下降时绳子的拉力。
题2-10图
2-11滑道摇杆机构受两力偶作用，在图示位置平衡。已知OO1=OA=0.4m，m1=0.4kN.m,求另一力偶矩m2。及O、O1处的约束反力。
题2-11图
2-12试求图示各梁支座的约束反力。设力的单位为kN，力偶矩的单位为kN.m，长度的单位为m，分布载荷集度为kN/m。

工程力学上学期作业册

工程力学（上）作业册（土木工程道路桥梁专业）第二章静力学基础和受力分析作业12-1试画出题2-1图示各结构，支座A 、B 约束反力的方位和指向。

2-2 试分别画出题2-2图示结构中的水平梁AB 和斜杆BC 的受力图。

2-3 试分别画出题2-3图示结构的整体受力图、外伸段ABC 的受力图以及附属梁段CE 的受力图。

B作业22-4 试画题2-4图示刚架的受力图。

q2-5试画题2-5图杆AB和CD杆的受力图。

q2-6试画题2-6图示杆AB和CD杆的受力图。

2-7 试画题2-7图示杆AB ，AC ，销钉A 的受力图。

本章概念题 2-8 判断下列各题的正确性，正确的用“”，错误的用“”，填入括号中（1）二力平衡公理、加减平衡力系公理和力的可传性只适用于刚体。

（）（2）作用在刚体上A 点的力F 平行移到另一点B 不会改变对刚体的作用效应。

（）（3）二力构件与构件的形状无关。

（）（4）凡两端用铰链连接的杆都是二力杆。

（） 2-9 简述题2-8判断的理由。

APBC第三章平面力系的合成与平衡作业33-1 题3-1图示结构中的铰B 处作用有主动力F 1＝10kN 、F 2＝5kN ，F 3＝4kN ，试用解析法求该主动力系的合力。

3-2 题3-2图示结构中的铰B 处作用有主动力F 1＝10kN 、F 2＝5kN ，F 3＝4kN ，试求结构在支座处的约束反力。

110kNF =110kNF =3-3 求题3-3图示力F 对A 、B 、C 、D 各点的力矩，已知F =10kN ，l =3m 。

3-4 利用力偶必须由力偶平衡的概念求题3-4图示各结构中的支座约束反力。

AlB30BA303-5试求题3-5图所示主动力偶向支座A和C简化的结果。

3-6 外伸梁AB上受力分别如题3-6（a）和（b）图所示，试求梁的支座反力。

16kNF=1mC30302m (a)B1m10kN m3-7 已知题3-7图示悬臂梁所受载荷F 、q 、e M 和尺寸a 。

《工程力学》作业

《工程力学》作业工程力学规范化习题——静力学单项选择题1. 如果力R是F1、F2二力的合力，用矢量方程表示为R=F1+F2，则三力大小之间的关系为()。

A. 不可能有R=F1+F2B. 必有R>F1,R>F2C. 可能有R<f1,r<f2< bdsfid="66" p=""></f1,r<f2<>D. 必有R=F1+F22. 刚体受三力作用而处于平衡状态，则此三力的作用线( )。

A. 必汇交于一点B. 必互相平行C. 必都为零D. 必位于同一平面内3. 力偶对物体产生的运动效应为( )。

A、只能使物体转动B、只能使物体移动C、既能使物体转动，又能使物体移动D、它与力对物体产生的运动效应有时相同，有时不同4. 以下说法中正确的是( )。

A. 物体在两个力作用下平衡的充分必要条件是这二力等值、反向、共线。

B. 凡是受到两个力作用的刚体都是二力构件。

C. 理论力学中主要研究力对物体的外效应。

D. 力是滑移矢量，力沿其作用线滑移不会改变对物体的作用效应。

5. 关于平面力系的主矢和主矩，以下表述中正确的是( )。

A、主矢的大小、方向与简化中心无关B、主矩的大小、转向一定与简化中心的选择有关C、当平面力系对某点的主矩为零时，该力系向任何一点简化结果为一合力D、当平面力系对某点的主矩不为零时，该力系向任一点简化的结果均不可能为一合力6. 下列表述中正确的是( )。

A、任何平面力系都具有三个独立的平衡方程式B、任何平面力系只能列出三个平衡方程式C、在平面力系的平衡方程式的基本形式中，两个投影轴必须相互垂直D、平面力系如果平衡，该力系在任意选取的投影轴上投影的代数和必为零7. 下列表述中不正确的是( )。

A、力矩与力偶矩的量纲相同B、力不能平衡力偶C、一个力不能平衡一个力偶D、力偶对任一点之矩等于其力偶矩，力偶中两个力对任一轴的投影代数和等于零8. 如图所示系统只受F作用而处于平衡。

工程力学练习册习题答案

工程力学练习册第一章静力学基础 1第一章静力学基础1-1 画出下列各图中物体A，构件AB，BC或ABC的受力图，未标重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑接触。

（a）（b）（c）（d）2 第一章静力学基础（e）（f）（g）1-2 试画出图示各题中AC杆（带销钉）和BC杆的受力图第一章静力学基础 3（a）（b）（c）（a）1-3 画出图中指定物体的受力图。

所有摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。

4 第一章静力学基础（a）（b）第一章静力学基础 5 （c）（d）6 第一章静力学基础（e）（f）第一章静力学基础7（g）第二章平面力系2-1 电动机重P=5000N，放在水平梁AC的中央，如图所示。

梁的A端以铰链固定，另一端以撑杆BC支持，撑杆与水平梁的夹角为30 0。

如忽略撑杆与梁的重量，求绞支座A、B处的约束反力。

8 第一章静力学基础题2-1图∑∑=︒+︒==︒-︒=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得: N P F F B A 5000=== 2-2 物体重P=20kN ，用绳子挂在支架的滑轮B 上，绳子的另一端接在绞车D 上，如图所示。

转动绞车，物体便能升起。

设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆重不计，A 、B 、C 三处均为铰链连接。

当物体处于平衡状态时，求拉杆AB 和支杆BC 所受的力。

第四章材料力学基本概念 9题2-2图∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC yBC AB x解得: PF P F BC AB 732.2732.3=-=2-3 如图所示，输电线ACB 架在两电线杆之间，形成一下垂线，下垂距离CD =f =1m ，两电线杆间距离AB =40m 。

电线ACB 段重P=400N ，可近视认为沿AB 直线均匀分布，求电线的中点和两端的拉力。