工程力学材料力学答案
工程力学复习题答案
工程力学复习题答案一、单项选择题1. 刚体在平面内运动时,其运动学描述不包括以下哪一项?A. 平移B. 旋转C. 振动D. 变形答案:D2. 材料力学中,下列哪一项不是应力的类型?A. 正应力B. 剪应力C. 拉应力D. 扭应力答案:C3. 在梁的弯曲问题中,以下哪一项不是梁的内力?A. 剪力B. 弯矩C. 扭矩D. 轴力答案:C二、多项选择题1. 以下哪些因素会影响材料的弹性模量?A. 材料类型B. 温度C. 材料的微观结构D. 材料的密度答案:A, B, C2. 根据胡克定律,以下哪些描述是正确的?A. 应力与应变成正比B. 比例系数称为弹性模量C. 应力与应变成反比D. 弹性模量是材料的固有属性答案:A, B, D三、填空题1. 在材料力学中,材料在外力作用下发生形变,当外力移除后,材料能够恢复原状的性质称为_______。
答案:弹性2. 当梁受到均布载荷时,其最大弯矩通常出现在梁的_______。
答案:中点3. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时,从弹性变形过渡到塑性变形的临界应力值,通常用_______表示。
答案:σy四、简答题1. 简述材料力学中应力集中的概念及其对结构设计的影响。
答案:应力集中是指在构件的局部区域,由于几何形状、材料不连续性或其他原因,导致应力值远高于周围区域的现象。
这种现象可能导致结构的局部应力超过材料的强度极限,从而引发裂纹或断裂,对结构的安全性和可靠性造成影响。
因此,在结构设计中,应尽量避免应力集中的产生,或采取适当的措施来降低其影响。
2. 描述梁在弯曲时的正应力分布规律。
答案:梁在弯曲时,其横截面上的正应力分布规律是:在中性轴上,正应力为零;在中性轴上方,正应力为拉应力,且随着距离中性轴的增加而增大;在中性轴下方,正应力为压应力,且随着距离中性轴的增加而增大。
这种分布规律可以用弯曲应力公式σ=My/I来描述,其中M是弯矩,y是距离中性轴的距离,I是横截面的惯性矩。
工程力学专业试题及答案
工程力学专业试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪个不是材料力学中的基本概念?A. 弹性B. 塑性C. 硬度D. 韧性答案:C2. 在静力学中,力的平衡条件是什么?A. 力的大小相等,方向相反B. 力的大小不等,方向相反C. 力的大小相等,方向相同D. 力的大小不等,方向相同答案:A3. 应力的定义是什么?A. 力与面积的比值B. 力与体积的比值C. 面积与力的比值D. 体积与力的比值答案:A4. 以下哪项不是材料力学中的应力类型?A. 正应力B. 剪应力C. 拉应力D. 压力答案:D5. 材料力学中,材料的屈服强度是指什么?A. 材料开始发生塑性变形时的应力B. 材料开始发生弹性变形时的应力C. 材料发生断裂时的应力D. 材料发生疲劳破坏时的应力答案:A6. 材料力学中,弹性模量表示什么?A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料的弹性D. 材料的塑性答案:C7. 材料力学中,泊松比是什么?A. 材料的弹性模量B. 材料的屈服强度C. 材料的横向应变与纵向应变的比值D. 材料的剪切模量答案:C8. 以下哪个不是结构力学中的分析方法?A. 静力平衡法B. 能量法C. 塑性分析法D. 动力分析法答案:C9. 在结构力学中,弯矩图是什么?A. 表示结构中各截面上的弯矩分布B. 表示结构中各截面上的剪力分布C. 表示结构中各截面上的正应力分布D. 表示结构中各截面上的剪应力分布答案:A10. 以下哪个不是结构力学中的稳定性问题?A. 屈曲B. 疲劳C. 振动D. 失稳答案:B二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料力学中材料的三种基本变形类型。
答案:材料力学中材料的三种基本变形类型包括弹性变形、塑性变形和断裂。
弹性变形是指材料在外力作用下发生变形,当外力移除后,材料能恢复到原始形状。
塑性变形是指材料在外力作用下发生永久性的变形,即使外力移除,材料也不能恢复到原始形状。
断裂是指材料在受到过大的外力作用下发生破坏,形成裂缝或完全断裂。
工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版第五章习题答案
第五章习题5-1一矩形截面梁如图所示,试计算I-I截面A、B、C、D各点的正应力,并指明是拉应力还是压应力。
5-2一外伸梁如图所示,梁为16a号槽刚所支撑,试求梁的最大拉应力和最大压应力,并指明其所作用的界面和位置。
5-3一矩形截面梁如图所示,已知P=2KN,横截面的高宽比h/b=3;材料为松木,其许用应力为。
试选择横截面的尺寸。
5-4一圆轴如图所示,其外伸部分为空心管状,试做弯矩图,并求轴内的最大正应力。
5-5一矿车车轴如图所示。
已知a=0.6cm,p=5KN,材料的许用应力,试选择车轴轴径。
5-6一受均布载荷的外伸刚梁,已知q=12KN/m,材料的许用用力。
试选择此量的工字钢的号码.5-7图示的空气泵的操纵杆右端受力为8.5KN,截面I-I和II-II位矩形,其高宽比为h/b=3,材料的许用应力。
试求此二截面的尺寸。
5-8图示为以铸造用的钢水包。
试按其耳轴的正应力强度确定充满钢水所允许的总重量,已知材料的许用应力,d=200mm.5-9求以下各图形对形心轴的z的惯性矩。
5-10横梁受力如图所试。
已知P=97KN,许用应力。
校核其强度。
5-11铸铁抽承架尺寸如图所示,受力P=16KN。
材料的许用拉应力。
许用压应力。
校核截面A-A的强度,并化出其正应力分布图。
5-12铸铁T形截面如图所示。
设材料的许用应力与许用压应力之比为,试确定翼缘的合理跨度b.5-13试求题5-1中截面I-I上A、B、C、D各点处的切应力。
5-14制动装置的杠杆,在B处用直径d=30mm的销钉支承。
若杠杆的许用应力,销钉的,试求许可载荷和。
5-15有工字钢制成的外伸梁如图所示。
设材料的弯曲许用应力,许用且应力,试选择工字钢的型号。
5-16一单梁吊车由40a号工字钢制成,在梁中段的上下翼缘上各加焊一块的盖板,如图所示。
已知梁跨长=8m,=5.2m,材料的弯曲许用应力,许用且应力。
试按正应力强度条件确定梁的许可载荷,并校核梁的切应力。
工程力学材料力学第四版(北京科技大学与东北大学)习题答案
(北京科技大学与东 北大学)
第 一意轴向拉伸和压缩
, 1-1 lfJ截 Illi法 求 下列各轩指 定的 lii fl'J 内 )J
2
f
2
F 2k N
I
(a 1
2
f
(bl
3P
11
(d 1
2kN P
2
2
(e 1
题 1 ) [fI
解
P
({)
P rlp|p
iE
『
e-
I Iz Il
F
5,
为 20 俐 , 许用应力 I δ]=50 Mpa . 试
根据吊钩螺纹部分的强主确定吊钩的阵 111 起重盐 1 解 P= 119kN
P
3m
B
P
E
题1-1 8 固
lIlí l - l ~ 罔
1 - 1 9 如入所示结构的 ABH 为钢轩,其帧故而积 -4.:::6 cm2 • 咛用阻力 ( σ 1=140 MPa ; BC
<.l
(bl
题 1-3 归
且ø 1 -4 因
1-4 : 桩杆起lli:机如 l 国所示,起lli:忏 AB 为钢管 , J[外径 。=2ûrnm , 内径 d= 1 8mrn;制绳
CB 的棋极而而积为 01cnEZe 己知l起重证
P=2脱lO N ,
试计fI起重机轩;归 钢丝绳的应 )J.
解 受力分析得
解
E = GPa . v = 0.3 17
1- 10: i主杆端部与的如1I相迹 , 其构应如罔 ,谊作用在连杆的轴向 jJ P=l28KN , 蝉挟处的内
径 d = 3.7cm , 螺栓材料的冉川剧
工程力学(静力学与材料力学)第四版习题答案
静力学部分 第一章基本概念受力图2-1 解:由解析法,23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑故: 161.2R F N==2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有故:3R F KN== 方向沿OB 。
2-3 解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。
(a ) 由平衡方程有:0.577AB F W=(拉力)1.155AC F W=(压力)(b ) 由平衡方程有:1.064AB F W=(拉力)0.364AC F W=(压力)(c ) 由平衡方程有:0.5AB F W= (拉力)0.866AC F W=(压力)(d ) 由平衡方程有:0.577AB F W= (拉力)0.577AC F W= (拉力)2-4 解:(a )受力分析如图所示:由x =∑ cos 450RA F P -=由Y =∑ sin 450RA RB F F P +-=(b)解:受力分析如图所示:由 联立上二式,得:2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D ,其封闭的力三角形如图示所以:5RA F KN= (压力)5RB F KN=(与X 轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,1R F G = ,2AC F G =由x =∑cos 0AC r F F α-=由0Y =∑sin 0AC N F F W α+-=2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=联立后,解得:0.707RA F P=0.707RB F P=由二力平衡定理0.707RB CB CBF F F P '===2-8解:杆AB ,AC 均为二力杆,取A 点平衡由x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=联立上二式,解得:7.32AB F KN=-(受压)27.3AC F KN=(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D ,B 点分别列平衡方程 (1)取D 点,列平衡方程由x =∑sin cos 0DB T W αα-=(2)取B 点列平衡方程:由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BD T T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解:取B 为研究对象:由0Y =∑sin 0BC F P α-=sin BC PF α∴=取C 为研究对象:由x =∑cos sin sin 0BCDC CE F F F ααα'--=由0Y =∑sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式,且有BCBC F F '= 解得:取E 为研究对象:由0Y =∑cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '= 故有:2-11解:取A 点平衡:联立后可得:2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡,取如图坐标系:由对称性及ADAD F F '=2-12解:整体受力交于O 点,列O 点平衡由x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=联立上二式得:2.92RA F KN=1.33DC F KN=(压力)列C 点平衡联立上二式得:1.67AC F KN=(拉力)1.0BC F KN=-(压力)2-13解:(1)取DEH 部分,对H 点列平衡联立方程后解得: RD F = (2)取ABCE 部分,对C 点列平衡且RE REF F '=联立上面各式得: RA F = (3)取BCE 部分。
工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版4-6习题答案
第四章习题4-1 求下列各梁指定截面上的剪力Q和弯矩M。
各截面无限趋近于梁上A、B、C等各点。
4-2 试列出下列各梁的剪力方程和弯矩方程,作剪力图和弯矩图,并求和。
4-3 用叠加法作以下各梁的弯矩图。
并求出。
4-4 用剪力、弯矩和分布载荷集度之间的微分关系校核前面已画的剪力图和弯矩图是否正确。
4-5 不列剪力方程和弯矩方程,作以下各梁的剪力图和弯矩图,并求出和。
4-6 用合适的方法作下列各梁的剪力图和弯矩图。
4-7 试根据载荷、剪力图和弯矩图之间的关系,检查下列各梁的剪力图和弯矩图是否正确,并对错误之处加以改正。
4-8 作下列构件的内力图。
4-9 在梁上行走的小车二轮的轮压均为P ,如图所示。
问小车行至何位置时梁内的弯矩最大?最大弯矩值是多少?设小车的轮距为c,大梁的跨度为。
参考答案4-1 解:题(b)(1)求支反力(见图)由,l-P l=0 =由,(2)剪力按计算剪力的规则(3)弯矩按计算弯矩的规则其它各题的答案:(a)(c)(d)(e)(f)4-2 解:题c(1)剪力和弯矩方程以左端A为原点,任一截面距左端的距离为x(图)\剪力方程:弯矩方程:(2 )剪力图与弯矩图按上述剪力方程和弯矩方程绘剪力图和弯矩图(3)与值由及得=200N =950题(f)(1)求支反力(见图)由,600-1004040=0=由,q4020-60=0=校核:+=2667+1333=4000N=q40=10040 所以支反力计算正确(2)剪力和弯矩方程以左端为原点,任一截面距左端的距离为x,则得剪力方程:弯矩方程(2)剪力图和弯矩图按上述剪力及弯矩方程绘出图及所示的剪力图和弯矩图所示剪力图和弯矩图.图中最大弯矩的截面位置可由,即剪力的条件求得Q(x)=3333-100x=0x=33.3cm(4)及由及得=2667N ,=355其他各题的答案:(a)=ql =(b)(d)(e)(g)(h)(i)(j)4-3 解:题c分别作、q单独作用时的弯矩图(图、),然后将此二图叠加得总的弯矩图。
工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版4-6习题答案
第四章习题4-1 求下列各梁指定截面上的剪力Q和弯矩M。
各截面无限趋近于梁上A、B、C等各点。
4-2 试列出下列各梁的剪力方程和弯矩方程,作剪力图和弯矩图,并求和。
4-3 用叠加法作以下各梁的弯矩图。
并求出。
4-4 用剪力、弯矩和分布载荷集度之间的微分关系校核前面已画的剪力图和弯矩图是否正确。
4-5 不列剪力方程和弯矩方程,作以下各梁的剪力图和弯矩图,并求出和。
4-6 用合适的方法作下列各梁的剪力图和弯矩图。
4-7 试根据载荷、剪力图和弯矩图之间的关系,检查下列各梁的剪力图和弯矩图是否正确,并对错误之处加以改正。
4-8 作下列构件的内力图。
4-9 在梁上行走的小车二轮的轮压均为P ,如图所示。
问小车行至何位置时梁内的弯矩最大?最大弯矩值是多少?设小车的轮距为c,大梁的跨度为。
参考答案4-1 解:题(b)(1)求支反力(见图)由,l-P l=0 =由,(2)剪力按计算剪力的规则(3)弯矩按计算弯矩的规则其它各题的答案:(a)(c)(d)(e)(f)4-2 解:题c(1)剪力和弯矩方程以左端A为原点,任一截面距左端的距离为x(图)\剪力方程:弯矩方程:(2 )剪力图与弯矩图按上述剪力方程和弯矩方程绘剪力图和弯矩图(3)与值由及得=200N =950题(f)(1)求支反力(见图)由,600-1004040=0=由,q4020-60=0=校核:+=2667+1333=4000N=q40=10040 所以支反力计算正确(2)剪力和弯矩方程以左端为原点,任一截面距左端的距离为x,则得剪力方程:弯矩方程(2)剪力图和弯矩图按上述剪力及弯矩方程绘出图及所示的剪力图和弯矩图所示剪力图和弯矩图.图中最大弯矩的截面位置可由,即剪力的条件求得Q(x)=3333-100x=0x=33.3cm(4)及由及得=2667N ,=355其他各题的答案:(a)=ql =(b)(d)(e)(g)(h)(i)(j)4-3 解:题c分别作、q单独作用时的弯矩图(图、),然后将此二图叠加得总的弯矩图。
西南交大第二版材工程力学材料力学部分习题答案汇总
56kN
max 56kN A支座右侧截面
Hale Waihona Puke 192kN.mM max 192 kN m C截面
20kN.m
(e) A C
1m
FA
9kN
2kN/m
B
4m
FB
0.5m
1kN 12kN.m
8kN.m
0.25kN.m
解:求得支座约束力
FA 9kN FB 1kN
Fs x1 9 2x1 M x1 9x1 x12 Fs x2 9 2x2 M x2 9x2 x22 20
max 9kN A支座右侧截面
Mmax 12kN m C右侧截面
9-11 矩形截面外伸梁如图所示。①试求点1、2、3、4、5五个点处横
截面上的应力;②以单元体分别表示各该点处的应力状态。
F
F
l
F
b
Ⅰ
Ⅱ 5Ⅲ
2 h/4 3 h/4 4 1
h
z
F
Ⅱ
Ⅲ
Fl/2
Ⅰ
l/2
l
l/2
解:假设各杆均被拉伸,对B点作
受力分析:
F B
F
B
FBC FAB
3m
A C
4m
由分析可知:FN ,AB 75kN, FN ,BC 125 kN
2m
对C点作受力分析: F'BC
D
C FAC
FCD
由分析可知: FN ,AC 100 kN, FN,CD 75kN
工程力学电子教案
4
于是各杆横截面上的正应力为:
(d) A
80kN 4kN/m
工程力学材料力学考研试题及答案
工程力学材料力学考研试题及答案### 工程力学材料力学考研试题及答案#### 一、选择题1. 下列哪项不是材料力学研究的范畴?()A. 材料的应力-应变关系B. 材料的疲劳寿命C. 材料的热膨胀系数D. 材料的弹性模量答案: C2. 根据胡克定律,当材料受到正应力时,其应变与应力的关系是()A. 正比B. 反比C. 无关D. 非线性答案: A3. 材料力学中的“屈服强度”指的是()A. 材料开始发生塑性变形的应力B. 材料发生断裂的应力C. 材料的弹性模量D. 材料的硬度答案: A#### 二、简答题1. 简述材料力学中“弹性模量”和“剪切模量”的区别。
答案:弹性模量,也称为杨氏模量,是指材料在受到正应力作用下,其应变与应力之间的比值。
它反映了材料抵抗线性弹性变形的能力。
剪切模量,又称为刚度模量,是指材料在受到剪切应力作用下,其剪切应变与剪切应力之间的比值。
它描述了材料抵抗剪切变形的能力。
2. 解释什么是材料的“疲劳寿命”并简述其影响因素。
答案:疲劳寿命是指材料在重复或循环加载条件下,从开始加载到发生疲劳断裂的时间或循环次数。
影响疲劳寿命的因素包括应力水平、加载频率、材料的微观结构、表面处理和环境条件等。
#### 三、计算题1. 某材料的弹性模量为200 GPa,若该材料的一根长直杆受到100 MPa的正应力,求其应变。
答案:根据胡克定律,应变 \( \epsilon \) 与应力 \( \sigma \) 的关系为 \( \epsilon = \frac{\sigma}{E} \),其中 \( E \) 是弹性模量。
代入数值得:\[ \epsilon = \frac{100 \times 10^6 \text{ Pa}}{200 \times 10^9 \text{ Pa}} = 5 \times 10^{-4} \]2. 已知某材料的屈服强度为250 MPa,若该材料的一根横截面积为50 mm²的杆件在受到2500 N的拉力作用下,判断是否会发生屈服。
材料力学基础试题(工程力学)及答案
工程力学B (2)复习题:一、选择题 |1>均匀性假设认为,材料内部各点的(D )是相同的。
i 3 应力; (B) 应变; (C) 位移; 2、用截面法只能确定(C )杆横截面上的内力。
| (A)等直; (B) (C)静定; (D) (D 力学性质。
弹性; 基本变形[3、图示阶梯形杆AD 受三个集中力P 作用,设AB BG CDK 的横截面面积分别为 A 、2A 、3A,则三段杆的横截面 (A ) 。
j (A)轴力不等,应力相等;(B)轴力相等,应力不等; : (C)轴力和应力都相等; (D)轴力和应力都不等。
4、 对丁低碳钢,当单向拉伸应力不大丁( A )时,虎克定律 : (A) 比例极限 P ; (B) 弹性极限 : (C)屈服极限s ; (D)强度极限 5、 插销穿过水平放置的平板上的圆孔,在其下端受有一拉力 jffl 积和挤压面积分别等丁(E 成立。
r w L/l/LZ l/lzb °该插销的剪切面(A) 1 dh,- 4 D 2; (B)1 dh,- 4 (D2 (C) Dh,l 4 D 2;(D) Dh,1 4 (D B 0d 2);2 2 2 d 2)。
6、在下列四种工程材料中,有下列四种说法:- (A) :(B) :(C) ■ ! (D) 松木、铸铁可应用各向同性假设; 松木不可应用各向同性假设; 铸铁、松木、玻璃可应用各向同性假设; 铸铜、铸铁、玻璃、松木可应用各向同性假设。
7、设受力在弹性范围内,问空心圆杆受轴向拉伸时, -形关系中哪一种是正确的?:(A)外径和壁厚都增大;:(C)外径减小,壁厚增大; (B) (D)正确答案是B 外径与壁厚的下列四种变外径和壁厚都减小; 外径增大,壁厚减小。
正确答案是B8、图示结构中二杆的材料相同,横截面面积分别为A和2A,问以下四种答案中哪一种是该结构的许用载荷?(A) [F] A[ ] ;(B) [F] 2A[];(C) [F] 3A[ ] ; (D) [F] 4A[]。
工程力学-材料力学第4版习题答案
第一章参考答案1-1:解:(a):N1=0,N2=N3=P(b):N1=N2=2kN(c):N1=P,N2=2P,N3=-P(d):N1=-2P,N2=P(e):N1=-50N,N2=-90N(f):N1=0.896P,N2=-0.732P注(轴向拉伸为正,压缩为负)1-2:解:σ1=2118504P kNS dπ==35.3Mpaσ2=2228504P kNS dπ==30.4MPa∴σmax=35.3Mpa1-3:解:下端螺孔截面:σ1=19020.065*0.045P S=15.4Mpa上端单螺孔截面:σ2=2PS =8.72MPa上端双螺孔截面:σ3=3PS =9.15Mpa∴σmax =15.4Mpa1-4:解:受力分析得:F1*sin15=F2*sin45F1*cos15=P+F2*sin45∴σAB=11FS=-47.7MPaσBC=22FS=103.5MPa1-5:解:F=6PS1=h*t=40*4.5=180mm2S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm2∴σmax=2FS =38.1MPa1-6:解:(1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;△l AC =NL EA =AC LEA σ=-0.01mm△l CD =CD LEA σ=0△L DB =DB LEA σ=-0.01mm(2)∴AB l ∆=-0.02mm1-7:解:31.8127AC AC CB CB P MPa S P MPa S σσ====AC AC AC L NL EA EA σε===1.59*104,CB CB CB L NL EA EA σε===6.36*1041-8:解: Nll EAl l ε∆=∆=∴NEAε=62.54*10N EA Nε∴==1-9:解:208,0.317E GPa ν==1-10:解:[][]max59.5MPa σσ=<1-11:解:(1)当45o α=,[]11.2σσ=>强度不够(2)当60o α=,[]9.17σσ=<强度够1-12:解:[]360,200200200*1013.3100*150*10Y p kNS P kNS MPa A σσ-==∴=====<∑1-13:解:[]max 200213MPa MPaσ=<1-14:解: 1.78, 1.26d cm d cm==拉杆链环1-15解:BC F ==70.7kN70.70.505140F S FS σσ=∴=== 查表得:45*45*31-16解:(1)[]2401601.5s s n σσ===MPa [][]24P S P dσσπ≤∴≤24.4D mm∴=(2)2119.51602P P MPa MPaS d σπ===≤⎛⎫ ⎪⎝⎭1-17解:(1)2*250*6154402D F P A N π⎛⎫=== ⎪⎝⎭78.4AC F MPa S σ==300 3.8378.4s n σσ∴===[][]''''60*3.14*15*1542390F SF S Nσσ===='61544014.521542390F n F ===≈1-18解:P=119kN1-19解:::3:4:535()44AB BC AB BC S P S S P S P =∴==拉,[][][]112841123484AB AB S A kN S P kNP kN σ=====同理所以最大载荷84kN1-20解:P=33.3kN1-21解:71,,12123A B C P F F P F P ===1-22解:10MAX MPaσ=-1-23解:A B X R R R=∴==∑t r l l ∆=∆t AB l l tα∆=21211111223533131.3cd R AC DB CD AC CD CD AF CD MAX Rl Rl l l l l EA EA Rl Rl Rl l EA EA EA EA t EA t R l S MPa A ααασ∆=∆+∆+∆=+=+=∴====第二章习题2-1一螺栓连接如图所示,已知P=200kN ,=2cm ,螺栓材料的许用切应力[τ]=80Mpa,试求螺栓的直径。
西南交大第二版材工程力学材料力学部分习题答案
Ⅱ Ⅰ
l/2
l
l/2
1 0 3F 1 2A
Fl h 2 4 3 Fl 2 bh3 2bh2 12 2 0
3Fl 2bh2
Fl 2 3Fl 3 2 bh bh2 6 3 0
FAB A FAD
D
FAC
由分析可知: FN , AB 600kN , FN , AC 300 3kN
工程力学电子教案
6
2 AAB
FN , AB
600kN 35.3cm2 170MPa
B
AAB≥17.6cm2,AB杆应该选择 100×100×10的等边角钢。
2 AAD FN , AD
3
7-4 在图示结构中,各杆的横截面面积均为3000mm2。力F为 100kN。试求各杆横截面上的正应力。 解:假设各杆均被拉伸,对B点作 F 受力分析: B
FBC FAB F
B
3m
A
4m
C
2m
FN , AB 75kN, FN ,BC 125kN 由分析可知:
对C点作受力分析:
F'BC C FCD
3 20kN 2 10kN 1 20kN
a
3
a
2
a
1
10kN
解:
10kN 20kN
20 103 1 100MPa 6 200 10
10 103 2 50 MPa 6 200 10
10 103 3 50 MPa 6 200 10
工程力学电子教案
F
B
3m
A
4m
C
2m
工程力学课后习题答案(静力学和材料力学)
1 一 3 试画出图示各构件的受力图。
F
D
习题 1-3 图
C
F
D
C
A
B
FA
FB
习题 1-3a 解 1 图
F Ax
A
B
FAy
FB
习题 1-3a 解 2 图
C
BF
B
D
FB
FD
C
A
FA 习题 1-3b 解 2 图
W
FAx
FAy
习题 1-3c 解图
F
A
A
F
α
B C
FA
D
FAFD 习题 1-3d 解 2 图
FB2 x
B
FDy
C FB2 y
F Dx D
W
习题 1-4b 解 2 图
F'B1
B
F'B2x
F'B2 y F1
A B
F'B2x
习题 1-4c 解 1 图
F1 F'B2 y
FDx D FDy
F'B2x B
C
F'B2 y
W
F'B2 B
习题 1-4c 解 2 图
习题 1-4b 解 3 图
FA
A
B
F B1
习题 1-4d 解 1 图
可推出图(b)中 FAB = 10FDB = 100F = 80 kN。
FED αD
FDB FD′ B
FCB
α
B
F 习题 1-12 解 1 图
F AB 习题 1-12 解 2 图
1—13 杆 AB 及其两端滚子的整体重心在 G 点,滚子搁置在倾斜的光滑刚性平面上,如
工程力学(静力学与材料力学)课后习题答案(单辉祖)doc资料
工程力学(静力学与材料力学)课后习题答案(单辉祖)精品文档,放心下载,放心阅读1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略精品文档,超值下载解:1-2 试画出以下各题中AB杆的受力图。
(a)(b)(c)(d)A(e)(a)(c)(d)A(e)解:1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)(c)(a)(b)(a)(b)(c)(a)(c)F (b)1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ;(b) 半拱AB 部分;(c) 踏板AB ;(d) 杠杆AB ;(e) 方板ABCD ;(f) 节点B 。
(d) (e)(a)F (b) W(c)(d)DF Bx(a)(b)(c)(d) D(e)W(f)解:1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ,结点B ;(b) 圆柱A 和B 及整体;(c) 半拱AB ,半拱BC 及整体;(d) 杠杆AB ,切刀CEF 及整体;(e) 秤杆AB ,秤盘架BCD 及整体。
(a)D(b)CB(c)BF D(d)F C(e)WB (f)F AB F BC(b)解:(a)(b)(c)AF ATF AF BAFCAA C’C(e)(e)DDB2-2 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C 为研究对象,画受力图,注意AC 、BC 都为二力杆,(2) 列平衡方程:12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2-3 水平力F 作用在刚架的B 点,如图所示。
如不计刚架重量,试求支座A 和D 处的约束力。
解:(1) 取整体ABCD 为研究对象,受力分析如图,画封闭的力三角形:F 1F FF F AF D(2) 由力三角形得211 1.1222D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o 的力F ,力的大小等于20KN ,如图所示。
工程力学材料力学部分习题答案
b2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件,两端受轴向载荷P 的作用,试计算截面1-1和2-2上的应力。
已知:P = 140kN ,b = 200mm ,b 0 = 100mm ,t = 4mm 。
题图2.9解:(1) 计算杆的轴力kN 14021===P N N(2) 计算横截面的面积21m m 8004200=⨯=⨯=t b A202mm 4004)100200()(=⨯-=⨯-=t b b A(3) 计算正应力MPa 1758001000140111=⨯==A N σ MPa 3504001000140222=⨯==A N σ (注:本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内,横截面面积小的截面为该段的危险截面)2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸,力P=10kN ,求其法线与轴向成30°的与45°斜截面上的应力ασ与ατ,并问m ax τ发生在哪一个截面? 解:(1) 计算杆的轴力kN 10==P N(2) 计算横截面上的正应力MPa 501002100010=⨯⨯==A N σ(3) 计算斜截面上的应力MPa 5.37235030cos 2230=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯==σσMPa 6.2123250)302sin(230=⨯=⨯=στ MPa 25225045cos 2245=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯==σσMPa 251250)452sin(245=⨯=⨯=στ (4) m ax τ发生的截面 ∵0)2cos(==ασαταd d 取得极值 ∴0)2cos(=α 因此:22πα=, 454==πα故:m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。
(注:本题的结果告诉我们,如果拉压杆处横截面的正应力,就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。
对于拉压杆而言,最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上,最大正应力发生在横截面上,横截面上剪应力为零)2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ,P =10kN ,l 1=l 2=400mm ,A 1=2A 2=100mm 2,E =200GPa 。
工程力学材料力学第四版[北京科技大学及东北大学]习题答案解析
工程力学材料力学第四版[北京科技大学及东北大学]习题答案解析标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII工程力学材料力学(北京科技大学与东北大学)第一章轴向拉伸和压缩1-1:用截面法求下列各杆指定截面的内力解:(a):N1=0,N2=N3=P(b):N1=N2=2kN(c):N1=P,N2=2P,N3= -P(d):N1=-2P,N2=P(e):N1= -50N,N2= -90N(f):N1=,N2=注(轴向拉伸为正,压缩为负)1-2:高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示,拉杆下端以连接楔与大钟连接,连接处拉杆的横截面如图b所示;拉杆上端螺纹的内径d=175mm。
以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN,试计算大钟拉杆的最大静应力。
解:σ1=2118504P kNS dπ==σ2=2228504P kN S d π= =∴σmax =1-3:试计算图a 所示钢水包吊杆的最大应力。
以知钢水包及其所盛钢水共重90kN ,吊杆的尺寸如图b 所示。
解:下端螺孔截面:σ1=19020.065*0.045P S ==上端单螺孔截面:σ2=2PS =上端双螺孔截面:σ3= 3PS=∴σmax=1-4:一桅杆起重机如图所示,起重杆AB为一钢管,其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB的横截面面积为。
已知起重量P=2000N,试计算起重机杆和钢丝绳的应力。
解:受力分析得:F1*sin15=F2*sin45F1*cos15=P+F2*sin45∴σAB=11FS=σBC=22FS= MPa1-5:图a所示为一斗式提升机.斗与斗之间用链条连接,链条的计算简图如图b 所示,每个料斗连同物料的总重量P=2000N.钢链又两层钢板构成,如c所示.每个链板厚t=,宽h=40mm,H=65mm,钉孔直径d=30mm.试求链板的最大应力.解:F=6PS1=h*t=40*=180mm2S2=(H-d)*t=(65-30)*=∴σmax=2FS=1-6:一长为30cm的钢杆,其受力情况如图所示.已知杆截面面积A=10cm2,材料的弹性模量E=200Gpa,试求;(1)AC. CD DB 各段的应力和变形.(2)AB杆的总变形.解: (1)σAC=-20MPa,σCD=0,σDB=-20MPa;△l AC=NLEA=ACLEAσ=△l CD=CDL EAσ=0△L DB=DBL EA σ=(2) ∴AB l∆=1-7:一圆截面阶梯杆受力如图所示,已知材料的弹性模量E=200Gpa,试求各段的应力和应变.解:31.8127AC AC CB CB P MPa S P MPa S σσ====AC AC AC L NL EA EA σε===*104,CB CB CB L NL EA EA σε===*1041-8:为测定轧钢机的轧制力,在压下螺旋与上轧辊轴承之间装置一测压用的压头.压头是一个钢制的圆筒,其外径D=50mm,内径d=40mm,在压头的外表面上沿纵向贴有测变形的电阻丝片.若测得轧辊两端两个压头的纵向应变均为ε=*10-2,试求轧机的总轧制压力.压头材料的弹性模量E=200Gpa.解:Nll EAl l ε∆=∆= ∴NEA ε=62.54*10N EA N ε∴==1-9:用一板状试样进行拉伸试验,在试样表面贴上纵向和横向的电阻丝来测定试样的改变。
工程力学材料力学第四版习题答案解析
工程力学材料力学(北京科技大学与东北大学)第一章轴向拉伸和压缩1-1:用截面法求下列各杆指定截面的内力解:(a):N1=0,N2=N3=P(b):N1=N2=2kN(c):N1=P,N2=2P,N3= -P(d):N1=-2P,N2=P(e):N1= -50N,N2= -90N(f):N1=0.896P,N2=-0.732P注(轴向拉伸为正,压缩为负)1-2:高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示,拉杆下端以连接楔与大钟连接,连接处拉杆的横截面如图b所示;拉杆上端螺纹的内径d=175mm。
以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN,试计算大钟拉杆的最大静应力。
解:σ1=2118504P kNS dπ==35.3Mpaσ2=2228504P kNS dπ==30.4MPa∴σmax=35.3Mpa1-3:试计算图a所示钢水包吊杆的最大应力。
以知钢水包及其所盛钢水共重90kN,吊杆的尺寸如图b所示。
解:下端螺孔截面:σ1=19020.065*0.045P S=15.4Mpa上端单螺孔截面:σ2=2P S =8.72MPa 上端双螺孔截面:σ3= 3P S =9.15Mpa∴σmax =15.4Mpa1-4:一桅杆起重机如图所示,起重杆AB为一钢管,其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB 的横截面面积为0.1cm2。
已知起重量P=2000N,试计算起重机杆和钢丝绳的应力。
解:受力分析得:F1*sin15=F2*sin45F1*cos15=P+F2*sin45∴σAB=11FS=-47.7MPaσBC=22FS=103.5 MPa1-5:图a所示为一斗式提升机.斗与斗之间用链条连接,链条的计算简图如图b 所示,每个料斗连同物料的总重量P=2000N.钢链又两层钢板构成,如c所示.每个链板厚t=4.5mm,宽h=40mm,H=65mm,钉孔直径d=30mm.试求链板的最大应力.解:F=6PS 1=h*t=40*4.5=180mm 2S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm 2∴σmax=2F S =38.1MPa1-6:一长为30cm 的钢杆,其受力情况如图所示.已知杆截面面积A=10cm2,材料的弹性模量E=200Gpa,试求;(1) AC. CD DB 各段的应力和变形.(2) AB 杆的总变形.解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa;△ l AC =NL EA =AC LEA σ=-0.01mm△l CD =CD LEA σ=0△L DB =DB LEA σ=-0.01mm(2) ∴ABl∆=-0.02mm1-7:一圆截面阶梯杆受力如图所示,已知材料的弹性模量E=200Gpa,试求各段的应力和应变.解:31.8127ACACCBCBPMPaSPMPaSσσ====ACACACLNLEA EAσε===1.59*104,CBCBCBLNLEA EAσε===6.36*1041-8:为测定轧钢机的轧制力,在压下螺旋与上轧辊轴承之间装置一测压用的压头.压头是一个钢制的圆筒,其外径D=50mm,内径d=40mm,在压头的外表面上沿纵向贴有测变形的电阻丝片.若测得轧辊两端两个压头的纵向应变均为ε=0.9*10-2,试求轧机的总轧制压力.压头材料的弹性模量E=200Gpa.解:QNllEAllε∆=∆=∴NEAε=62.54*10N EA Nε∴==1-9:用一板状试样进行拉伸试验,在试样表面贴上纵向和横向的电阻丝来测定试样的改变。
工程力学--材料力学第4版第三章习题答案
题3-2图试绘下列各轴的扭矩图,并求出 。
已知ma=2o oN ・ m,mb=4OoN.m,mc=6ooN,m.<10<b)弟二早习题3-1试求图视各轴在指定横截面17、2・2和3・3上的扭矩,并在各截面上表示出钮 矩的方向。
3・2试绘岀下列各轴的钮矩图,并求c=©==®zz ©=3m 2m3znm4 税(a)3-4 一传动轴如图所示,已知 ma=i3oN..cm, mb=3OoN.cm , mc=iooN.cm,md=7oN.cm;^$段轴的直径分别为:Dab=5cm, Dbc=7・5cm, Dcd=5cm (1)画出扭矩图;<2)求1-4、2-2、3-3截面的最大切应力。
3・5图示的空心圆轴,外径D=8cm,内径d二6・巧5,承受扭矩m=ioooN.m・(1)求弘、%(2)绘出横截而上的切应力分布图;(3)求单位长度扭转角,已知G=8ooooMpa・3-6已知变截而钢轴上的外力偶矩^^SooN.m, =i2ooN.m,试求最大切应力和最大相对扭矩。
已知G=8o*l沪Pa.题3-6图3-7 一钢轴的转矩n=24o/min.传递功率丹=44」kN.m.已知L可=4ol\4pa,2」」3,G=8o*l,MPa,试按强度和刚度条件计算轴的直径解:轴的直径由强度条件确泄,3-8图示实心轴通过牙嵌离合器把功率传给空心轴。
传递的功率=7-5kw,轴的转速n=ioor/min,试选择实心轴直径和空心轴外径叫2。
己知%/空2 =0.5,[rlL J=4oMpa・3-9图示AB轴的转速 n=i2or/min,AK B 轮上输入功率丹=4okw,此功率的一半通过锥齿轮传给垂直轴V,另一半功率由水平轴H传走。
已知锥齿轮的节圆直径 a=6oomm:各轴宜径为^=ioomm, ^2=8omm, ^3=6omm, t^=2oMPa.试对各轴进行强度校核。
3-1。
船用推进器的轴,一段是实心的,直径为28omm,列一段是空心的,其内径为外径的一半。
工程力学--材料力学(北京科大、东北大学版)第4版第九章习题答案
第九章习题9-1 图示的细长压杆均为圆杆,其直径d均相同.材料是Q 235钢.E=。
其中:图a为两端铰支;图b为—端固定,一端210 GPa铰支;图c为两端固定,试判别哪一种情形的t临界力最大,哪种其次,。
哪种最小?若四杆直径d=16cm,试求最大的临界力Pcr9-2 图示压杆的材料为Q 235钢,E=210GPa在正视图a的平面内,两端为铰支,在俯视图b的平面内,两端认为固定。
试求此杆的临界力。
SHAPE \* MERGEFORMAT9-3 图示立柱由两根10号槽钢组成,立柱上端为球铰,下端固定,柱长L=6m,试求两槽钢距离a值取多少立柱的临界力最大?其佰是多少?已知材料的弹性模量E=200 GPa.比例极限σp=200MPa。
9-4 图示结构AB为圆截面直杆,直径d=80mm,A端固定,B端与BC 直秆球铰连接。
BC杆为正方形截面,边长a=70 mm,C端也是球铰。
两杆材料相同,弹性模量E=200GPa,比例极限σp=200 MPa,长度l=3m,求该结构的临界力。
9-5 图示托架中杆AB的直径d=4 cm,长度l=80 cm.两端可视为铰支,材料是Q235钢。
(1)试按杆AB的稳定条件求托架的临界力Qcr;(2)若巳知实际载荷Q=70 kN,稳定安全]=2,问此托架是否安全?系数[nst9-6 悬臀回转吊车如图所示,斜杆AB由钢管制成,在B点铰支;铜管的外径D=100mm,内径d=86mm,杆长l=3m,材料为Q235钢,E=200 GPa、起重量Q=20 kN,稳定安全系数[n]=2.5。
试校核斜杆的稳定性。
st9—7 矿井采空区在充填前为防止顶板陷落,常用木柱支撑,若木柱为]=4,求木红松,弹性模量E=10GPa.直径d=l 4cm规定稳定安全系数[nst柱所允许承受的顶板最大压力。
9—8 螺旋千斤顶(图9-16)的最大起重量P=150 kN,丝杠长l=0.5m,]材料为45号钢,E=210 GPa.规定稳定安全系数[nst=4.2,求丝杠所允许的最小内直径d。
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4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。
设力的单位为kN,力偶矩的单位为kN m,长度单位为m,分布载荷集度为kN/m。
(提示:计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。
解:
(b):(1) 整体受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(2) 选坐标系Axy,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
(c):(1) 研究AB杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(2) 选坐标系Axy,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
(e):(1) 研究CABD杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(2) 选坐标系Axy,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
4-5 AB梁一端砌在墙内,在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物D,设重物的重量为G,又AB长为b,斜绳与铅垂线成角,求固定端的约束力。
解:(1) 研究AB杆(带滑轮),受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(2) 选坐标系Bxy,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
4-7 练钢炉的送料机由跑车A和可移动的桥B组成。
跑车可沿桥上的轨道运动,两轮间距离为2 m,跑车与操作架、平臂OC以及料斗C相连,料斗每次装载物料重W=15 kN,平臂长OC=5 m。
设跑车A,操作架D和所有附件总重为P。
作用于操作架的轴线,问P至少应多大才能使料斗在满载时跑车不致翻倒?
解:(1) 研究跑车与操作架、平臂OC以及料斗C,受力分析,画出受力图(平面平行力系);
(2) 选F点为矩心,列出平衡方程;
(3) 不翻倒的条件;
4-13 活动梯子置于光滑水平面上,并在铅垂面内,梯子两部分AC和AB各重为Q,重心在A点,彼此用铰链A和绳子DE连接。
一人重为P立于F处,试求绳子DE的拉力和B、C两点的约束力。
解:(1):研究整体,受力分析,画出受力图(平面平行力系);
(2) 选坐标系Bxy,列出平衡方程;
(3) 研究AB,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(4) 选A点为矩心,列出平衡方程;
4-15 在齿条送料机构中杠杆AB=500 mm,AC=100 mm,齿条受到水平阻力FQ的作用。
已知Q=5000 N,各零件自重不计,试求移动齿条时在点B的作用力F是多少?
解:(1) 研究齿条和插瓜(二力杆),受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(2) 选x轴为投影轴,列出平衡方程;
(3) 研究杠杆AB,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(4) 选C点为矩心,列出平衡方程;
4-16 由AC和CD构成的复合梁通过铰链C连接,它的支承和受力如题4-16图所示。
已知均布载荷集度q=10 kN/m,力偶M=40 kN m,a=2 m,不计梁重,试求支座A、B、D的约束力和铰链C所受的力。
解:(1) 研究CD杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系);
(2) 选坐标系Cxy,列出平衡方程;
(3) 研究ABC杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系);
(4) 选坐标系Bxy,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
4-17 刚架ABC和刚架CD通过铰链C连接,并与地面通过铰链A、B、D连接,如题4-17图所示,载荷如图,试求刚架的支座约束力(尺寸单位为m,力的单位为kN,载荷集度单位为 kN/m)。
解:
(a):(1) 研究CD杆,它是二力杆,又根据D点的约束性质,可知:FC=FD=0;
(2) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(3) 选坐标系Axy,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
(b):(1) 研究CD杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(2) 选C点为矩心,列出平衡方程;
(3) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(4) 选坐标系Bxy,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
4-18 由杆AB、BC和CE组成的支架和滑轮E支持着物体。
物体重12 kN。
D处亦为铰链连接,尺寸如题4-18图所示。
试求固定铰链支座A和滚动铰链支座B的约束力以及杆BC 所受的力。
解:(1) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(2) 选坐标系Axy,列出平衡方程;
(3) 研究CE杆(带滑轮),受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(4) 选D点为矩心,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
4-19 起重构架如题4-19图所示,尺寸单位为mm。
滑轮直径d=200 mm,钢丝绳的倾斜部分平行于杆BE。
吊起的载荷W=10 kN,其它重量不计,求固定铰链支座A、B的约束力。
解:(1) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(2) 选坐标系Bxy,列出平衡方程;
(3) 研究ACD杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(4) 选D点为矩心,列出平衡方程;
(5) 将FAy代入到前面的平衡方程;
约束力的方向如图所示。
4-20 AB、AC、DE三杆连接如题4-20图所示。
DE杆上有一插销F套在AC杆的导槽内。
求在水平杆DE的E端有一铅垂力F作用时,AB杆上所受的力。
设AD=DB,DF=FE,BC=DE,所有杆重均不计。
解:(1) 整体受力分析,根据三力平衡汇交定理,可知B点的约束力一定沿着BC方向;
(2) 研究DFE杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(3) 分别选F点和B点为矩心,列出平衡方程;
(4) 研究ADB杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);
(5) 选坐标系Axy,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。