工程力学(天津大学)第6章答案汇总
(完整版)工程力学课后详细答案
第一章静力学的基本概念受力图第二章 平面汇交力系2-1解：由解析法，23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑12sin 140RY F Y P P Nθ==+=∑故：22161.2R RX RY F F F N=+=1(,)arccos2944RYR RF F P F '∠==2-2解：即求此力系的合力，沿OB 建立x 坐标，由解析法，有123cos45cos453RX F X P P P KN==++=∑13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑故： 223R RX RY F F 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：0X =∑sin 300AC AB F F -=0Y =∑cos300AC F W -=0.577AB F W=（拉力）1.155AC F W=（压力）（b ） 由平衡方程有：0X =∑ cos 700AC AB F F -=0Y =∑sin 700AB F W -=1.064AB F W=（拉力）0.364AC F W=（压力）（c ） 由平衡方程有：0X =∑cos 60cos300AC AB F F -=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=0.5AB F W= (拉力)0.866AC F W=（压力）（d ） 由平衡方程有：0X =∑sin 30sin 300AB AC F F -=0Y =∑cos30cos300AB AC F F W +-=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 =∑ 22cos 45042RA F P -=+15.8RA F KN∴=由Y =∑ 22sin 45042RA RB F F P +-=+7.1RB F KN∴=(b)解：受力分析如图所示：由x =∑3cos 45cos 45010RA RB F F P ⋅--=0Y =∑1sin 45sin 45010RA RB F F P ⋅+-=联立上二式，得：22.410RA RB F KN F KN==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-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=22221sin N F W G W G G 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 --=0Y =∑sin 45sin 450CBRA 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 ⋅--=0Y =∑sin 30sin 600AB AC 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-=DB T Wctg α∴==（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：2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+⎪⎝⎭取E 为研究对象：由0Y =∑ cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '= 故有：22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解：取A 点平衡：x =∑sin 75sin 750AB AD F F -=0Y =∑cos 75cos 750AB AD F F P +-=联立后可得： 2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡，取如图坐标系：x =∑cos5cos800ADND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及ADAD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos 75N ND AD P F F F KN'∴===⋅=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+-=0Y =∑sin sin 300RA F P α-=联立上二式得：2.92RA F KN=1.33DC F KN=（压力）列C 点平衡x =∑405DC AC F F -⋅=0Y =∑ 305BC AC F F +⋅=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x =∑05RD REF F '= 0Y =∑05RD F Q =联立方程后解得： 5RD F Q =2REF Q '=（2）取ABCE 部分，对C 点列平衡x =∑cos 450RE RA F F -=0Y =∑sin 450RB RA F F P --=且RE REF F '=联立上面各式得： 22RA F Q =2RB F Q P=+（3）取BCE 部分。
(完整版)工程力学课后习题答案
工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础 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）2 第一章静力学基础（d）（e）（f）（g）第一章静力学基础 3 1-2 试画出图示各题中AC杆（带销钉）和BC杆的受力图（a）（b）（c）（a）4 第一章静力学基础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。
（a）第一章静力学基础 5 （b）（c）（d）6 第一章静力学基础（e）第一章静力学基础7 （f）（g）8 第二章 平面力系第二章 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。
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，如第二章 平面力系 9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。
题2-2图∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC yBC AB x解得: PF P F AB BC 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。
工程力学习题 及最终答案
——————————————工程力学习题——————————————第一章绪论思考题1) 现代力学有哪些重要的特征？2) 力是物体间的相互作用。
按其是否直接接触如何分类？试举例说明。
3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么？4) 试述工程力学研究问题的一般方法。
第二章刚体静力学基本概念与理论习题2-1 求图中作用在托架上的合力F R。
习题2-1图2-2 已知F 1=7kN ，F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。
2-3 求图中汇交力系的合力F R 。
2-4 求图中力F 2的大小和其方向角α。
使 a )合力F R =1.5kN, 方向沿x 轴。
b)合力为零。
2习题2-2图(b)F 1F 1F 2习题2-3图(a )F 1习题2-4图2-5 二力作用如图，F 1=500N 。
为提起木桩，欲使垂直向上的合力为F R =750N ，且F 2力尽量小，试求力F 2的大小和α角。
2-6 画出图中各物体的受力图。
F 12习题2-5图(b)(a)(c)(d)AC2-7 画出图中各物体的受力图。
(f)(g) 习题2-6图(b)(a )DC2-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。
(d)习题2-7图习题2-8图 P(d)(c)(a ) A2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。
习题2-9图( a )1F 3 ( b )F 3F 2( c) 1F /m( d )F 32-10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。
2-11 图示悬臂梁AB 上作用着分布载荷，q 1=400N/m ，q 2=900N/m, 若欲使作用在梁上的合力为零，求尺寸a 、b 的大小。
( a )q 1=600N/m2( b )q ( c )习题2-10图B习题2-11图第三章静力平衡问题习题3-1 图示液压夹紧装置中，油缸活塞直径D=120mm，压力p=6N/mm2，若α=30︒, 求工件D所受到的夹紧力F D。
（整理）工程力学第六章答案梁的变形
（整理）⼯程⼒学第六章答案梁的变形第五章梁的变形测试练习1. 判断改错题5-1-1 梁上弯矩最⼤的截⾯,挠度也最⼤,弯矩为零的截⾯,转⾓亦为零. （） 5-1-2 两根⼏何尺⼨、⽀承条件完全相同的静定梁，只要所受荷栽相同，则两梁所对应的截⾯的挠度及转⾓相同，⽽与梁的材料是否相同⽆关。
（） 5-1-3 悬臂梁受⼒如图所⽰，若A 点上作⽤的集中⼒P 在A B 段上作等效平移，则A 截⾯的转⾓及挠度都不变。
（） 5-1-4 图⽰均质等直杆（总重量为W ），放置在⽔平刚性平⾯上，若A 端有⼀集中⼒P 作⽤，使A C 部分被提起，C B 部分仍与刚性平⾯贴合，则在截⾯C 上剪⼒和弯矩均为零。
（）5-1-5 挠曲线近似微分⽅程不能⽤于求截⾯直梁的位移。
（） 5-1-6 等截⾯直梁在弯曲变形时，挠度曲线的曲率最⼤值发⽣在转⾓等于零的截⾯处。
（） 5-1-7两简⽀梁的抗刚度E I 及跨长2a 均相同，受⼒如图所⽰，则两梁跨中截⾯的挠度不等⽽转⾓是相等的。
（） 5-1-8 简⽀梁在图⽰任意荷载作⽤下，截⾯C 产⽣挠度和转⾓，若在跨中截⾯C ⼜加上⼀个集中⼒偶M 0作⽤，则梁的截⾯C 的挠度要改变，⽽转⾓不变。
( )5-1-9 ⼀铸铁简⽀梁，在均布载荷作⽤下，当其横截⾯相同且分别按图⽰两种情况放置时，梁同⼀截⾯的应⼒及变形均相同。
（） 5-1-10 图⽰变截⾯梁，当⽤积分法求挠曲线⽅程时，因弯矩⽅程有三个，则通常有6个积分常量。
（）题5-1-3图题5-1-4图题5-1-8图题5-1-9图2．填空题5-2-1 挠曲线近似微分⽅程EIx M x y )()("-= 的近似性表现在和。
5-2-2 已知图⽰⼆梁的抗弯度E I 相同，若使⼆者⾃由端的挠度相等，则=21P P 。
5-2-3 应⽤叠加原理求梁的变形时应满⾜的条件是：。
5-2-4 在梁的变形中挠度和转⾓之间的关系是。
5-2-5 ⽤积分法求图⽰的外伸梁（B D 为拉杆）的挠曲线⽅程时，求解积分常量所⽤到的边界条件是，连续条件是。
工程力学课后习题答案第六章 杆类构件的内力分析共6页
第六章 杆类构件的内力分析6.1。
题6.1图解：（a ）应用截面法：对题的图取截面2-2以下部分为研究对象，受力图如图一所示： 图一图二由平衡条件得：0,AM=∑ 6320N F ⨯-⨯=解得： N F =9KN CD 杆的变形属于拉伸变形。
应用截面法，取题所示截面1-1以右及2-2以下部分作为研究对象，其受力图如图二所示，由平衡条件有：0,O M =∑6210N F M ⨯-⨯-=（1）0,y F =∑60N S F F --=（2）将N F =9KN 代入（1）-（2）式，得： M =3 kN·m S F =3 KN AB 杆属于弯曲变形。
（b ）应用截面法 ，取1-1以上部分作为研究对象，受力图如图三所示，由平衡条件有： 图三NF =2KN0,DM=∑ 210M -⨯= M =2KNAB 杆属于弯曲变形6.2题6.2图解：首先根据刚体系的平衡条件，求出AB 杆的内力。
刚体1的受力图如图一所示图一图二平衡条件为：0,CM=∑104840D NF F ⨯-⨯-⨯=（1） 刚体2受力图如图二所示，平衡条件为：0,EM=∑240N D F F ⨯-⨯= （2）解以上两式有AB 杆内的轴力为：N F =5KN6.3 题6.3图解：（a ） 如图所示，解除约束，代之以约束反力，做受力图，如图1a 所示。
利用静力平衡条件，确定约束反力的大小和方向，并标示在图1a 中，作杆左端面的外法线n ，将受力图中各力标以正负号，轴力图是平行于杆轴线的直线，轴力图线在有轴向力作用处要发生突变，突变量等于该处总用力的数值，对于正的外力，轴力图向上突变，对于负的外力，轴力图向下突变，轴力图如2a 所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =-2KN 2N F =-8KN ， （b ）解题步骤和（a ）相同，杆的受力图和轴力图如（1b ）（2b ）所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =4KN 2N F =6KN（c ）解题步骤和（a ）相同，杆的受力图和轴力图如（1c ）（2c ）所示，截面1，截面2和截面3上的轴力分别为1N F =3F2N F =4F ，3N F =4F（d ）解题步骤和（a ）相同，杆的受力图和轴力图如（1d ）（2d ）所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =2KN 2N F =2KN 6.4。
423002[工程力学] 天津大学考试题库及答案
![423002[工程力学] 天津大学考试题库及答案](https://img.taocdn.com/s3/m/8c50bb19b9d528ea81c779bd.png)
工程力学复习题三铰拱刚架如图所示，受一力偶作用，其矩M=50kN·m ，不计自重，试求A 、B 处的约束反力。
答案：AC 杆为二力杆受力图如(a)所示。
再画整体受力图，如(b)图所示。
Σm=0 R A ·AD=M ∴R A =R B =M AD=50422=17.7kN方向如图所示。
如图所示为二杆桁架，1杆为钢杆，许用应力［σ］1=160MPa ，横截面面积A 1=6cm 2；2杆为木杆，其许用压应力［σ］2=7MPa ，横截面面积A 2=100cm 2。
如果载荷P=40kN ，试校核结构强度。
答案：两杆均为二力杆，取结点A为研究对象，受力图如图所示。
Σy=0,N1sin30°-P=0∴N1=P/sin30°=80kNΣx=0,-N1cos30°+N2=0∴N2=N1cos30°=69.3kN1杆：σ1=NA11328010610=⨯⨯=133MPa<［σ］12杆：σ2=NA22326931010010=⨯⨯.=6.93MPa<［σ］2分析如图所示体系的几何构造。
答案：去掉与地基的连接，只考虑上部结构，几何不变体系，且没有多余约束。
分析如图所示体系的几何构造。
答案：从A点开始依次去掉二元体，可知为几何不变体系且无多余约束。
分析如图所示体系的几何构造。
答案：将折杆画成直杆，上部结构为一个刚片, 用四杆与地基相连。
几何不变有一个多余约束。
求简支梁中点K的竖向位移，EI=常数。
答案：荷载作用的实状态和虚设单位力状态弯矩图分别如图所示：图乘法求得中K 竖向位移：用力法计算下图所示超静定刚架，并作出内力图。
答案：原结构为1次超静定结构。
选取基本体系如图(a)所示，基本方程为1111P 0X δ∆+=。
系数和自由项分别为31156l EIδ=，1P 0∆= 答案得10X =。
内力图分别如图(d)~(f)所示。
2EI EIEIq q1X X 1=1l lll82ql 82ql 2ql 2ql 2ql 2ql P 1图(a) 基本体系M 图M (b)(c)F Q N 图F 图(f)(e)M 图(d)用力法计算下图所示超静定刚架，并作出内力图。
工程力学课后答案第6章
第6章 杆件的应力与强度习题：1.【解】GPa 203,MPa 149==E σ2.【解】（1）杆件的轴力为30kN N F F ==（2）计算杆件横截面上的工作应力[]32222643010139MPa<MPa ()(3025)104150NF FD d A σσππ-⨯⨯====--⨯=由于杆件的工作应力小于许用应力，故杆件强度足够。
3.【解】B 铰链的受力图如图(b)所示，平衡条件为0x F=∑， cos300NBC NAB F F -+= （1） 0yF =∑， F NBC sin 30∘−G =0 （2） 解（1）、（2）式，得F NBC =2G ，F NAB =√3G （3）(1) 按照钢杆的强度要求确定许可吊重 钢杆的强度条件为：[]222NBC F A σσ=≤ 由上式和(３)式可得G =F NBC 2=12[σ]2A 2=12×160×106×6×10−4=48000(N )=48(kN ) (2) 按木杆的强度要求确定许可吊重 木杆的强度条件为：[]111NAB F A σσ=≤ 由上式和(３)式可得G =NAB √3=√3σ]1A 1=√37×106×100×10−4)=40415(N )=40.4(kN ) 比较上述求得的两种许可吊重值，可以确定吊车的许可吊重为[G ]=40.4(kN )。
4.【解】mm 30,63.5==σd MPa5.【解】（1）最大弯矩2max 17.5kN m 8M ql ==⋅ 矩形截面：对中性轴抗弯截面系数2312=63z bh b W =， 弯曲正应力强度条件max max 1 1z M W σ=，，223363=8416ql ql b b ⨯=[]σ≤ 得41mm b ≥=；282mm h b == 圆形截面：对中性轴抗弯截面系数332z d W π=，2弯曲正应力强度条件max max z M W σ=，2，22233324=8ql ql d d ππ⨯=[]σ≤ 得78mm d ≥=；（2）,1113.67mm z W A =>,229.75mm z W A =则矩形截面较好6.【解】MPa 379.0MPa 04.6=τ=σa a ，；MPa 0MPa 94.12=τ=σa b ，7.【解】MPa 6.9MPa 1.15max max =σ=σC T ，8.【解】解题思路：（1）作梁的剪力图和弯矩图，确定剪力最大值和弯矩最大值；（2）分别写出山种截面的弯曲截面系数，应用弯曲正应力强度条件（10-10）设计三种形状的截面尺寸，并计算它们的截面面积；（3）比较三种截面的A W z /值，A W z /值较大的较为经济；（4）分别由式（10-24）、（10-22）和（10-23）计算三种截面梁的最大切应力，并与许用切应力比较作切应力强度校核。
《工程力学》课后习题答案全集
工程力学习题答案第一章 静力学基础知识思考题：1. ×;2. √;3. √;4. √;5. ×;6. ×;7. √;8. √习题一1．根据三力汇交定理，画出下面各图中A 点的约束反力方向。
解：（a ）杆AB 在A 、B 、C 三处受力作用。
由于力和的作用线交于点O 。
如图（a ）所示，根据三力平衡汇交定理， 可以判断支座A 点的约束反力必沿 通过A 、O 两点的连线。
（b ）同上。
由于力和的作用线 交于O 点，根据三力平衡汇交定理， 可判断A 点的约束反力方向如 下图（b ）所示。
2．不计杆重，画出下列各图中AB 杆的受力图。
解：（a ）取杆AB 为研究对象，杆除受力外，在B 处受绳索作用的拉力，在A 和E 两处还受光滑接触面约束。
约束力和的方向分别沿其接触表面的公法线，并指向杆。
其中力与杆垂直，力通过半圆槽的圆心O 。
AB 杆受力图见下图（a ）。
(b)由于不计杆重，曲杆BC 只在两端受铰销B 和C 对它作用的约束力和，故曲杆BC 是二力构件或二力体，此两力的作用线必须通过B 、C 两点的连线，且=。
研究杆AB ，杆在A 、B 两点受到约束反力和，以及力偶m 的作用而平衡。
根据力偶的性质，和必组成一力偶。
(d)由于不计杆重，杆AB 在A 、C 两处受绳索作用的拉力和，在B 点受到支座反力。
和相交于O 点，根据三力平衡汇交定理，可以判断必沿通过pB RpB Rp B T A N E N E N A N B N C N BN CN A N B N A N B N A T C T B N A T C TB NB、O两点的连线。
见图(d).第二章 力系的简化与平衡思考题：1. √;2. ×;3. ×;4. ×;5. √;6. ×;7. ×;8. ×;9. √.1． 平面力系由三个力和两个力偶组成，它们的大小和作用位置如图示，长度单位为cm ，求此力系向O 点简化的结果，并确定其合力位置。
《工程力学》章节测试答案
《工程力学》章节测试答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 工程力学中，力的三要素不包括以下哪项？A. 力的大小B. 力的方向C. 力的作用点D. 力的速度答案：D2. 在平面力系中，以下哪种情况力的合力不一定为零？A. 力系中各力大小相等，方向相同B. 力系中各力大小相等，方向相反C. 力系中各力大小不等，方向相同D. 力系中各力大小不等，方向相反答案：C3. 平面力偶的等效条件是？A. 力偶矩大小相等，转向相同B. 力偶矩大小相等，转向相反C. 力偶矩大小不等，转向相同D. 力偶矩大小不等，转向相反答案：A4. 拉伸试验中，材料破坏时的应力称为？A. 强度B. 抗拉强度C. 抗压强度D. 疲劳强度答案：B5. 杆件在受力时，产生的内力称为？A. 应力B. 应变C. 内力D. 外力答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 力学是研究物体在力的作用下的________和________的学科。
答案：运动状态，变形2. 在国际单位制中，力的单位是________，符号是________。
答案：牛顿，N3. 平面力偶的三个基本性质是：力偶无________，力偶的________与力偶中力的大小和力偶臂的长短有关，在平面内，力偶________。
答案：等效点，力偶矩，可以任意移动4. 材料的强度包括________强度和________强度。
答案：抗拉，抗压5. 杆件的变形分为________变形和________变形。
答案：弹性，塑性三、判断题（每题2分，共20分）1. 力的三要素包括力的大小、方向和作用点。
（）答案：正确2. 在平面力系中，力的合力一定为零。
（）答案：错误3. 力偶矩是力与力臂的乘积。
（）答案：正确4. 拉伸试验中，材料的抗拉强度等于材料的屈服强度。
（）答案：错误5. 杆件的应力与应变之间的关系称为应力应变关系。
（）答案：正确四、简答题（每题10分，共30分）1. 简述力的平行四边形法则。
（完整版）工程力学课后详细答案
（完整版）⼯程⼒学课后详细答案第⼀章静⼒学的基本概念受⼒图第⼆章平⾯汇交⼒系2-1解：由解析法，23cos 80RX F X P P N θ==+=∑12sin 140RY F Y P P N θ==+=∑故：22161.2R RX RY F F F N=+=1(,)arccos 2944RYR RF F P F '∠==o v v2-2解：即求此⼒系的合⼒，沿OB 建⽴x 坐标，由解析法，有123cos45cos453RX F X P P P KN ==++=∑o o13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑o o故：223R RX RY F F 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：0X =∑sin 300AC AB F F -=o0Y =∑cos300AC F W -=o0.577AB F W=（拉⼒）1.155AC F W=（压⼒）（b ）由平衡⽅程有：0X =∑ cos 700AC AB F F -=o0Y =∑sin 700AB F W -=o1.064AB F W=（拉⼒）0.364AC F W=（压⼒）（c ）由平衡⽅程有：0X =∑cos 60cos300AC AB F F -=o o0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=o o 0.5AB F W= (拉⼒)0.866AC F W=（压⼒）（d ）由平衡⽅程有：0X =∑sin 30sin 300AB AC F F -=o o0Y =∑cos30cos300AB AC F F W +-=o o0.577AB F W= (拉⼒)0.577AC F W= (拉⼒)2-4 解：（a ）受⼒分析如图所⽰：由x =∑ 22cos 45042RA F P -=+o15.8RA F KN∴=由0Y =∑22sin 45042RA RB F F P +-=+o7.1RB F KN∴=(b)解：受⼒分析如图所⽰：由x =∑cos 45cos 45010RA RB F F P ? --=o o0Y =∑sin 45sin 45010RA RB F F P ?+-=o o联⽴上⼆式，得：22.410RA RB F KN F KN==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-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=22221sin N F W G W G G 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 --=o o0Y =∑sin 45sin 450CBRA F F '-=o o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 ?--=o o0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=o o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-=DB T Wctg α∴==（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：2cos 12sin cos CE P F ααα=+取E 为研究对象：由0Y =∑ cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '=Q 故有：22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P P F ααααα??=+= ?2-11解：取A 点平衡：x =∑sin 75sin 750AB AD F F -=o o0Y =∑cos 75cos 750AB AD F F P +-=o o联⽴后可得： 2cos 75AD AB PF F ==o取D 点平衡，取如图坐标系：x =∑cos5cos800ADND F F '-=o ocos5cos80NDAD F F '=?oo由对称性及ADAD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos 75N ND ADP F F F KN '∴===?=o o o o o2-12解：整体受⼒交于O 点，列O 点平衡由x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=o0Y =∑sin sin 300RA F P α-=o联⽴上⼆式得：2.92RA F KN=1.33DC F KN=（压⼒）列C 点平衡x =∑405DC AC F F -?=0Y =∑ 305BC AC F F +?=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x =∑05RD REF F '= 0Y =∑05RD F Q =联⽴⽅程后解得： 5RD F Q =2REF Q '=（2）取ABCE 部分，对C 点列平衡x =∑cos 450RE RA F F -=o0Y =∑sin 450RB RA F F P --=o且RE REF F '=联⽴上⾯各式得： 22RA FQ =2RB F Q P=+（3）取BCE 部分。
423002[工程力学] 天津大学考试 参考资料答案
![423002[工程力学] 天津大学考试 参考资料答案](https://img.taocdn.com/s3/m/42c7255e1a37f111f0855b97.png)
工程力学复习题参考的答案 天津大学1、利用对称性，计算下图所示各结构的内力，并绘弯矩图。
解：取半结构如图(a)所示，为2次超静定结构。
再取半结构的基本体系如图(b)所示，基本方程为1111221P 2112222P 00X X X X δδ∆δδ∆++=⎧⎪⎨++=⎪⎩ 系数和自由项分别为119EIδ=，1221552EIδδ==，223613EIδ=，1P 13603EI ∆=，2P 1900EI∆=解得17.04kN X =-，214.18kN X =-。
原结构弯矩图如图(f)所示。
C BA10kN/m4m3m4mCBA10kN/m2X1X1X=1112X=133710kN/m80807.04202030.4230.4230.4230.4226.326.31(b) 基本体系M图(c)(a) 半结构PM(e)M图(kN·m)(f)2M图(d)图(kN·m)2、用结点法或截面法求图示桁架各杆的轴力。
解：（1）判断零杆（12根）。
（2）节点法进行内力计算，结果如图。
3、分析如图所示体系的几何构造。
解：从A点开始依次去掉二元体，可知为几何不变体系且无多余约束。
4、试求图示刚架在水压力作用下C、D两点的相对水平位移，各杆EI为常数。
解：（1）作荷载作用下弯矩图：在C、D两点加一对反向的单位水平力，并作弯矩图如下：则：5、某条形基础，宽B=2m ，埋深d=1m 。
基底附加压力p=100kPa ，基底至下卧层顶面的距离Z=2m ，下卧层顶面以上土的重度3/20m kN =γ，经修正后，下卧层地基承载力设计值kPa f 110=，扩散角 22=θ，试通过计算，验算下卧层地基承载力是否满足要求？（4.0tan =θ） 解：kPa d cz 60203)2(=⨯=⨯+=γσ kPa Z b b p z 6.554.02222100tan 20=⨯⨯+⨯=⨯+⨯=θσf kPa z cz >=+=+6.115606.55σσ，故不能满足要求。
工程力学(天津大学)第6章答案
考虑微段的静力平衡，有 [A(x) + dA(x)]⋅[σ] = A(x)[σ] +ρA(x)dx dA(x)[σ] =ρA(x)dx 设桥墩顶端截面( x = 0)的面积为A0 ，对上式积分，得x 截面的面积为
F
F
F
5m
15m
5m
5m
(a)
(b)
(c)
习题 6 − 14 图
解：（1）采用等截面石柱
结构如图a 所示，设柱的横截面面积和长度分别为A 、l ，底部截面轴力最
大，为
强度条件为
于是有
所用石料体积为 2、采用三段等长度的阶梯石柱
结构如图b 所示，按从上到下顺序，设各段横截面面积和长度分别为A1 , l 1 ， A2 , l 2 和 A3 , l 3 。显然，各阶梯段下端截面轴力最大，分别为
（2）由强度条件确定许用荷载
F A
B 60º
所以许用荷载为[F]=21.6kN。
C
60º
F
6 − 16 图示结构由刚性杆 AB 及两弹性 杆 EC 及 FD 组成，在 B 端受力 F 作用。两弹性
习题 6 − 15 图
杆由相同材料所组成，且长度相等、横截面面 积相同，试求杆 EC 和 FD 的内力。
FN1=FN2。
（2）根据题意，其位移条件为
其中，
分别为螺栓的伸长及套管的缩短，考虑 FN1=FN2，可计算出
将
代入得
(3) 螺栓横截面的应力为拉应力
(完整版)工程力学课后习题答案
(完整版)工程力学课后习题答案一、选择题1. 在静力学中，刚体是指（）A. 不可变形的物体B. 受力后不发生变形的物体C. 受力后变形很小的物体D. 受力后变形可以忽略的物体答案：D2. 平面汇交力系的平衡方程是（）A. ΣF = 0B. ΣF_x = 0，ΣF_y = 0C. ΣM = 0D. ΣM_x = 0，ΣM_y = 0答案：B3. 在材料力学中，胡克定律适用于（）A. 弹性体B. 塑性体C. 非线性体D. 理想弹性体答案：D二、填空题1. 静力学的基本公理有：______、______、______。
答案：力的平行四边形法则、二力平衡公理、力的可传递性公理2. 材料力学的任务是研究材料在______、______、______作用下的力学性能。
答案：外力、温度、湿度3. 轴向拉伸和压缩时，应力与应变的关系可表示为______。
答案：σ = Eε三、计算题1. 题目：一重10kg的物体，受到两个力的作用，如图所示。
求两个力的合力大小和方向。
答案：解：首先，将重力分解为水平和竖直两个方向的分力。
重力大小为F_g = mg = 10 × 9.8 = 98N。
水平方向分力为F_x = F_g × cos30° = 98 × 0.866 = 84.82N竖直方向分力为F_y = F_g × sin30° = 98 × 0.5 = 49N设合力大小为 F，合力方向与水平方向的夹角为α。
根据力的平行四边形法则，可得：F_x = F × cosαF_y = F × sinα联立以上两个方程，解得：F = √(F_x^2 + F_y^2) = √(84.82^2 + 49^2)≈ 95.74Nα = arctan(F_y / F_x) ≈ 28.96°所以，合力大小为 95.74N，方向与水平方向的夹角为28.96°。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
习 题6−1作图示杆件的轴力图。
解：在求AB 段内任一截面上的轴力时，在任一截面1−1处截断，取左段为脱离体（图c ），并设轴力F N1为拉力。
由平衡方程求出：kN 201N =F同理，可求得BC 段任一截面上的轴力（图d ）为kN 204020N2-=-=F求CD 段内的轴力时，将杆截开后取右段为脱离体，并设轴力F N 3为拉力（图e ）。
由kN 002525,0N3N3==+--=∑F F F x同理，可得DE 段内任一横截面上的轴力F N 4为（图f ）kN 254N4==F F 按轴力图作图规则，作出杆的轴力图（图g ）。
6−2 作图示杆件的轴力图。
已知：F =3kN 。
解：取图示脱离体，并由对应的脱离体平衡求出轴力分别为：300400E40kN 20kN 25kN（a ）N2 F （b ）（c ） （d ）（e ）20F N 图（kN ）（g ）习题6−1图（f ）作轴力图6−3 设在题6−1中杆件的横截面是10mm 20mm 的矩形，试求各杆件截面上的应力值。
解：由习题6-1解知杆件各段轴力，其对应的应力分别为：6−4 图示一圆周轴CD 与套管 AB 紧密配合。
现欲用力F 将轴自套管内拔出。
设轴与套管间的摩擦力q （按单位面积计）为常数。
已知q 、a 、b 及d ，试求：(1) 拔动轴CD 时所需的F 值；(2) 分别作出轴CD 和套管 AB 在F 力作用下的轴力图。
解：（1）F 应等于轴与套管间的摩擦力，即F=q πdb（2）轴CD 与套管的轴力图如图b6−5在图示结构中，所有各杆都是钢制的，横截面面积均等于3×10-3mm 2，力F = 100kN 。
求各杆的应力。
FFF轴力图F N22F31习题6−2图3m 2m3m2FF 2F221 3 F2F 2F F N1FF N32F 2Fb a a A dC B FF D习题6−4图 q πdbq πdb图b取C节点为脱离体，有求各杆应力6−6图示一三角架，由两杆AB和BC组成，该两杆材料相同，抗拉和抗压许用应力均为[σ]，截面面积分别为A1和A2。
设h保持不变，而杆AB的倾角θ可以改变。
试问当θ等于多少度时，该三角架的重量最小。
BFF NBF NAADCBF4m 2m习题6−5图3mF NCDF NBCCF NACCA习题6−6图FhB FF NABBF NBC解：取B 节点为脱离体，由节点平衡求各杆的轴力根据强度条件，有杆的总重量为6−7 图示一面积为100m m ×200mm 的矩形截面杆，受拉力P=20kN 的作用。
试求（1）θ=30º的斜截面m −m 上的应力；（2）最大正应力和最大切应力的大小及其作用面的方位角 解：（1）由斜截面应力计算公式 ;则（2）最大正应力最大切应力6−8图示钢杆的横截面面积为200mm 2，钢的弹性模量E =200GPa ，求各段杆的应变、伸长及全杆的总伸长。
解：（1）由截面法直接作轴力图（2）计算各段截面的应力(3) 计算各段截面的应变FFmm1.2m 0.6m 1m 0.8m A B C D E 40kN55kN 25kN 20kN 习题6−8图轴力图10kN5kN 50kN20kN(4)计算各段截面的的伸长(5)计算杆件总伸长6−9图示一阶梯形截面杆，其弹性模量E=200GPa，截面面积AⅠ=300mm2，AⅡ=250mm2，AⅢ=200mm2，作用力F1=30kN，F2=15kN，F3=10kN，F4=25kN。
试求每段杆的内力、应力、应变、伸长及全杆的总伸长。
解：（1）由截面法直接作轴力图（2）计算各段截面的应力（3）计算各段截面的应变（4）计算各段截面的的伸长2m1.5m1mF2 F3FFⅡⅠⅢ习题6−9图轴力图30kN15kN25kN（5）计算杆件总伸长6−10 图示一三角架，在节点A 受铅锤力F =20kN 的作用。
设杆AB 为圆截面钢杆，直径d =8mm ，杆AC 为空心圆管，面积A =40⨯10-6m 2，二杆的E =200GPa 。
试求节点A 的位移值及其方向。
解: (1) 求各杆的轴力，取A 节点为脱离体，并由(2) 求各杆的伸长(3) 求A 点的位移及方向 A 点的水平位移为：A 点的竖向位移为：A 点的总位移为：=与水平杆的夹角：6−11 图示一三角架，在节点A 受F 力作用。
设AB 为圆截面钢杆，直径为d ，杆长为l 1；AC 为空心圆管，截面积为A 2，杆长为l 2。
已知：材料的容许应力[σ]=160MPa ，F =10mm ，A 2=50⨯10-8m 2，l 1=2.5m ，l 2=1.5m 。
试作强度校核。
解：(1) 求各杆的轴力，取A 节点为脱离体，并由习题6−10图2m1.5mBCAFF ACF AB AFA 点受力图Δl HA ̕‘β αΔl v A α 位移图 习题6−11图l 2l 2 l 1BC A FF NACF NA A（2）计算各杆截面的应力故满足强度条件，结构是安全的。
6−12 图a 示一桁架，每杆长均为1m ，并均由两根等边角钢焊接而成（图b ）。
设F =400kN ，钢的许用应力[σ] =160MPa 。
试对每杆选择角钢型号（对受压杆不考虑压弯的因素）。
解：（1）求支座反力 F A =F B =F /2=200kN（2）求各杆轴力，由于对称，只需计算： A 节点：D 节点：（3）由强度条件计算各杆的截面面积对于AD 、CD 、CE 、BE 、DE 杆查表知选2对于AC 、BC 杆查表知选2习题图6−12ABC FA B CFFF BA FF NAF NADF ND F NDF NADA 习题6−13图2mBCF30º 30º6−13 三角架ABC 由AC 和BC 二杆组成。
杆AC 由两根No.12b 的槽钢组成，许用应力[σ] =160MPa ；杆BC 为一根No.22a 的工字钢，许用应力[σ] =100MPa 。
求荷载F 的许可值[F ]。
解：(1) 求各杆的轴力，取A 节点为脱离体，并由（2）由强度条件确定许用荷载所以许用荷载为[F]=420kN 。
6−14 图示石柱桥墩，压力F = 1000 kN ，石料密度ρ=25 kN /m 2 ，许用应力[σ] =1 MPa 。
试比较下列三种情况下所需石料体积。
（1）等截面石柱；（2）三段等长度的阶梯石柱；（3）等强度石柱（柱的每个截面的应力都等于许用应力[σ]。
解：（1）采用等截面石柱结构如图a 所示，设柱的横截面面积和长度分别为A 、l ，底部截面轴力最大，为强度条件为于是有习题6−14图15m5m 5m5mFFF(a) (b)(c)所用石料体积为2、采用三段等长度的阶梯石柱结构如图b 所示，按从上到下顺序，设各段横截面面积和长度分别为A1, l 1，A2, l 2和A3, l 3 。
显然，各阶梯段下端截面轴力最大，分别为F N1 = F +ρA1l1, F N2 = F +ρA1l1+ρA2l2 , F N3= F +ρA1l1+ρA2l2 +ρA3l3由石柱的各段均应满足强度条件，于是得所用石料体积为3、采用等强度石柱所谓等强度石柱，即要求每一个横截面上的应力都等于许用应力[σ] 。
取x 坐标如图c 所示，则根据等强度要求，有由于不同截面上轴力不同，因而横截面面积必须随x坐标变化才能满足上式。
为确定横截面面积随x坐标的变化规律，在石柱中x处取d x微段，设微段上截面的面积为A(x)，则下截面的面积为A(x)+d A(x)，微段石柱的受力情况如图d 所示。
考虑微段的静力平衡，有[A(x) + d A(x)]⋅[σ] = A(x)[σ] +ρA(x)d xd A(x)[σ] =ρA(x)d x设桥墩顶端截面( x = 0)的面积为A0，对上式积分，得x 截面的面积为由于石柱下端截面积石柱的体积可由积分求得。
也可用下面的简便方法求解：石柱下端截面的轴力F N (l ) = F + G ，式中G 为石柱的自重，G =ρV 3 由石柱的下端截面强度条件得所以，石柱的体积为三种情况下所需石料的体积比值为24∶19.7∶18，或1.33∶1.09∶1。
讨论：计算结果表明，采用等强度石柱时最节省材料，这是因为这种设计使得各截面的正应力均达到许用应力，使材料得到充分利用。
6−15 滑轮结构如图，AB 杆为钢材，截面为圆形，直径d =20 mm ，许用应力[σ]=160 MPa ，BC 杆为木材，截面为方形，边长a =60mm ，许用应力[σ]= 12 MPa 。
试计算此结构的许用载载[F ]解：(1) 求各杆的轴力，取A 节点为脱离体，并将滑轮作用力直接作用在节点上，由（2）由强度条件确定许用荷载所以许用荷载为[F]=21.6kN 。
6−16 图示结构由刚性杆AB 及两弹性杆EC 及FD 组成，在B 端受力F 作用。
两弹性杆由相同材料所组成，且长度相等、横截面面积相同，试求杆EC 和FD 的内力。
解：：该结构为一次超静定，需要建立一个补充方程。
⑴静力方面 取脱离体如图b 所示，F DF 、F CE 且以实际方向给出。
建立有效的平衡方程为0232,0Σ=-+=l F l F l F M CE DF A (a )FB 点受力图 F NB2FF NAB B习题6−15图 F 60ºABC60º ① ②Da aa C BF A习题6−16图⑵几何方面 刚性杆AB 在F 作用下变形如图a 所示，CE 杆的伸长Δl CE 与DE 杆的伸长Δl DF 几何关系为：CE DF l l Δ21Δ=(b ) (3)物理方面 根据胡克定律，有EA F l EA F l CE CEDF DF ==Δ,Δ (c)将式（c ）代入式（b ）得CE DF F F 21= (d )此式为补充方程。
与平衡方程（a ）联立求解，即得 F F F F DE DF 56,53== (e )6−17 一钢螺栓穿过铜套管，在一端由螺母拧住（此时，螺母与套管间无间隙，螺杆和套管内无应力）。
已知螺栓杆的直径D 1=20mm ，，螺距p =1mm ，铜套管的外径D 2=40mm ，内径d 2=22mm ，长度l =200mm ，钢和铜的弹性模量分别为E 1=200GPa ， E 2=100GPa 。
试求当再将螺母拧紧1/4圈时，螺栓和套管内的应力（不计螺栓头和螺母的变形）。
解：（1）受力分析：螺栓对垫圈的作用力等于套管对垫圈的作用力，即F N1=F N2。
（2）根据题意，其位移条件为其中，分别为螺栓的伸长及套管的缩短，考虑F N1=F N2，可计算出将 代入得(3) 螺栓横截面的应力为拉应力套管横截面的应力为压应力F DF （b ）AB 杆受力F CEF Ay F AxΔCΔD l/2 llF A BE CF D l/2l/2 （a ）变形图习题6−17图D 2d 2D 1l6−18 图示杆件在A 端固定，另一端离刚性支撑B 有一定空隙δ=1mm 。