工程力学--静力学第4版_第四章习题答案

第四章习题

4-1 已知F1=60N，F2=80N，F3=150N，m=，转向为逆时针，θ =30°图中距离单位为m。试求图中力系向O点简化结果及最终结果。

4-2 已知物体所受力系如图所示，F=10Kn，m=，转向如图。

（a）若选择x 轴上B 点为简化中心，其主矩L B=，转向为顺时针，试求B 点的位置及主矢R'。

（b）若选择CD线上E 点为简化中心，其主矩L E=，转向为顺时针，α =45°，试求位于CD直线上的E 点的位置及主矢R'。

4-3 试求下列各梁或刚架的支座反力。

解：

（a）受力如图

由∑M A=0 F RB?3a-Psin30 °?2a-Q?a=0

∴ FRB=（P+Q）/3

∴ F Ax=P

由∑x=0 F Ax-Pcos30 °=0

由∑Y=0 F Ay+F RB-Q-Psin30 ° =0

∴ F Ay=( 4Q+P) /6

4-4 高炉上料的斜桥，其支承情况可简化为如图所示，设A 和B为固定铰，D为中间铰，料车对斜桥的总压力为Q，斜桥(连同轨道)重为W，立柱BD质量不计，几何尺寸如图示，试求A 和B 的支座反力。

4-5 齿轮减速箱重W=500N，输入轴受一力偶作用，其力偶矩m1=，输出轴受另一力偶作用，其力偶矩m2=，转向如图所示。试

计算齿轮减速箱A和B 两端螺栓和地面所受的力。

4-6 试求下列各梁的支座反力。

(a) (b)

4-7 各刚架的载荷和尺寸如图所示，图c 中m2> m1，试求刚

架的各支座反力

4-8 图示热风炉高h=40m，重W=4000kN，所受风压力可以简

化为梯形分布力，如图所示，q1=500kN/m，q2=m。可将地基抽象化为固顶端约束，试求地基对热风炉的反力。

4-9 起重机简图如图所示，已知P、Q、a、b 及c，求向心轴承A及向心推力轴承B 的反力。

4-10 构架几何尺寸如图所示，R=0.2m，P=1kN。E 为中间铰，求向心轴承A的反力、向心推力轴承B的反力及销钉C对杆ECD 的反力。

4-11 图示为连续铸锭装置中的钢坯矫直辊。钢坯对矫直辊的作用力为一沿辊长分布的均布力q，已知q=1kN/mm，坯宽1.25m 试求轴承A 和B的反力。

4-12 立式压缩机曲轴的曲柄EH转到垂直向上的位置时，连杆作用于曲柄上的力P 最大。现已知P=40kN，飞轮重W=4kN。求这时轴承A 和B 的反力。

4-13 汽车式起重机中，车重W1=26kN，起重臂ＣＤＥ重Ｇ＝４. ５kN，起重机旋转及固定部分重Ｗ2＝３１kN，作用线通过Ｂ点，

几何尺寸如图所示。这时起重臂在该起重机对称面内。求最大起重量Ｐmax。

4-14 平炉的送料机由跑车A及走动的桥B 所组成，跑车装有轮子，可沿桥移动。跑车下部装有一倾覆操纵柱D，其上装有料

桶C。料箱中的载荷Q=15kN，力Q 与跑车轴线OA的距离为5m，几何尺寸

如图所示。如欲保证跑车不致翻倒，试问小车连同操纵柱的重量W最小应为多少？

4-15 两根位于垂直平面内的均质杆的底端彼此相靠地搁在光滑地板上，其上端则靠在两垂直且光滑的墙上，质量分别为P1与

P2。求平衡时两杆的水平倾角α 1与α 2的关系。

4-16 均质细杆AB重P，两端与滑块相连，滑块Ａ和Ｂ可在光滑槽内滑动，两滑块又通过滑轮Ｃ用绳索相互连接，物体系处于平衡。

（ａ）用Ｐ和θ表示绳中张力Ｔ；

（ｂ）当张力Ｔ＝２Ｐ时的θ值。

4-17 已知ａ，ｑ和ｍ，不计梁重。试求图示各连续梁在Ａ、Ｂ和Ｃ处的约束反力。

4-18 各刚架的载荷和尺寸如图所示，不计刚架质量，试求刚

架上各支座反力。

4-19 起重机在连续梁上，已知P=10kN，Q=50kN，不计梁质量，求支座A、B 和D 的反力。

4-20 箱式电炉炉体结构如图a所示。D为炉壳，E为炉顶拱，H 为绝热材料，I 为边墙，J 为搁架。在实际炉子设计中，考虑到炉子在高温情况下拱顶常产生裂缝，可将炉拱简化成三铰拱，如图b所示。已知拱顶是圆弧形，跨距l=1.15m ，拱高h=0.173m，炉顶重G=2kN。试求拱脚A和B 处反力。

4-21 图示厂房房架是由两个刚架AC和BC用铰链连接组成，Ａ与Ｂ两铰链固结于地基，吊车梁宰房架突出部分Ｄ和Ｅ上，已知刚架重Ｇ1＝Ｇ2＝60kN,吊车桥重Q=10kN，风力F=10kN，几何尺寸如图

所示。Ｄ和Ｅ两点分别在力Ｇ1和Ｇ2的作用线上。求铰链Ａ、Ｂ和Ｃ的反力。

4-22 图示构架由滑轮D、杆AB和CBD构成，一钢丝绳绕过滑轮，绳的一端挂一重物，重量为G，另一端系在杆AB的E 处，尺

寸如图所示，试求铰链A、B、C和D 处反力。

4-23 桥由两部分构成，重W1=W2=40k，N桥上有载荷

P=20kN，尺寸如图所示，试求出铰链A、B 和C 的反力。

4-24 图示结构，在C、D、E、F、H处均为铰接。已知

P1=60kN，P2=40 kN ，P3=70kN,几何尺寸如图所示。试求各杆所受的力。

4-25 构架的载荷和尺寸如图所示，已知P=24kN，求铰链Ａ

和辊轴Ｂ的反力及销钉Ｂ对杆ＡＤＢ的反力。

４-26 构架的载荷和尺寸如图所示，已知P=40kN，R=0.3m，求铰链A 和B 的反力及销钉C 对杆ADC的反力。

4-27 图示破碎机传动机构，活动夹板AB长为600mm，假设破碎时矿石对活动夹板作用力沿垂直于AB方向的分力P=1kN，BC=CD=600m，mAH=400mm，OE=100m，m图示位置时，机构平衡。试求电机对杆OE作用的力偶的力偶矩m0。

4-28 曲柄滑道机构如图所示，已知m=，OA=0.6m，

BC=0.75m。机构在图示位置处于平衡，α =30°，β =60°。求平衡时