《工程力学课后习题答案解析单辉祖主编.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程力学课后习题答案解析单辉祖主编.pdf（84页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、V:1.0精选工程方案工 程 力 学 课 后 习 题 答 案 解 析 单 辉 祖 主 编工程力学课后习题答案解析单辉祖主编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去。解:(e)1-2试画出以下各题中AB杆的受力图。(c)(a)(b)工程力学课后习题答案解析单辉祖主编1-3试画出以下各题中AB梁的受力图。A IXB.一.？.P(d)(e)工程力学课后习题答案解析单辉祖主编UII 口 口 口 I卜 B出 干FD X(d)(e)1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。(a)拱 A B C D；(b)半拱AB 部分；(c)踏板A B；(d)杠杆A B；|w4H：D A.
2、-D(a)(b)c(d)(e)解：F c KBf U F FB%FD/rA(a)(b)B、B y(e)方板A B C D；节点B。t(c)a(c)工程力学课后习题答案解析单辉祖主编1-5试画出以下各题中指定物体的受力图。（a）结点A,结点8；（b）圆柱A和B及整体；（c）整体；（e）秤杆AB,秤 盘 架 及 整 体。半 拱 半 拱8c及整体；（d）杠杆AB,切 刀CEF及(e)(b)工程力学课后习题答案解析单辉祖主编解：（a）(b)(c)工程力学课后习题答案解析单辉祖主编2-2杆 AC、BC在 C 处较接，另一端均与墙面较接，如图所示，尸 1和&作 用 在 销 钉 C 上，Fi=445 N,F
3、2=535N,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:ZF,=x 1+Fl csin600-F2=0Z%=0 F(X|-FB C-FAC COS60=0FAC=207 N 产8c=164 NAC与 BC两杆均受拉。2-3试求支座A 和。处的约束力。解：（1）取整体ABC。为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形:FD工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(2)由力三角形得2=丝-BC AB一FA _F F。&-AC 2 1 V5“9F.=F=1.12F4 22-4 在简支梁A8的中点C 作用一个倾斜4 5。的力尸，力的大小
4、等于2 0 K N,如图所示。若梁的自重不计,试求两支座的约束力。解：(1)研究A B,(2)画封闭的力三角形:相似关系：ACDE Acde 2=丝=丝CD CE ED几何尺寸：C E B D C D 丽=后奇=石 丽=如 而2 2 2求出约束反力：CT 1F=x F=-x 2 0 =10JtNCD 2F.=x F =x20=WAkNCD 2a=45 arctan停=18.4CD2-6 如图所示结构由两弯杆A B C 和 O E 构成。构件重量不计，图中的长度单位为c m。已知F=2 0 0 N,试求支座A和 E 的约束力。工程力学课后习题答案解析单辉祖主编解：(1)取。E 为研究对象，(2)
5、取 A B C 为研究对象EO E 为二力杆；FD=FED E受力分析并画受力图；画封闭的力三角形:F?户A/I3A-尸 A1 5FA=FD=FE=-FX-2-7 在四连杆机构A B C D的钱链B 和 C 上分别作用有力尸 和7和 尸 2 的大小之间的关系。、=1 6 6.7 N2 机构在图示位置平衡。试求平衡时力F,工程力学课后习题答案解析单辉祖主编解：(1)取钱链B为研究对象，AB、8 c 均为二力杆，画受力图和封闭力三角形;(2)取较链C 为研究对象，B C、CD均为二力杆，画受力图和封闭力三角形;由前二式可得:：.F F2=0.6F2 or工=1.63月2-9三根不计重量的杆AB,A
6、C,在 A 点用钱链连接，各杆与水平面的夹角分别为45,45和 6 0 ,如图所示。试求在与OD平行的力尸作用下，各杆所受的力。己知尸=kN。解：(1)取整体为研究对象，受力分析，AB、AB、AO均为二力杆，画受力图，得到一个空间汇交力系;(2)列平衡方程：工程力学课后习题答案解析单辉祖主编Z 死=F.c x cos 450-FAH x cos 450=0Z 4=0 F-F4DCOS600=0 FZ=0 FAD sin 60-FAC sin 45-FAB sin 45=0解得:FA,Dn=2F=L2kN FAAC(.FAAo=-4 FAADn=0.735 kNA3、AC杆受拉，A）杆受压工程力
7、学课后习题答案解析单辉祖主编3-1 已知梁AB上作用一力偶，力 偶 矩 为 梁 长 为/,梁重不计。求在图m 6,c 三种情况下，支座A 和B的约束力M解：(a)受力分析,画受力图；A、8 处的约束力组成一个力偶;列平衡方程:2知=。Fux l-M =OFFB=MT(b)受力分析,画受力图；A、8 处的约束力组成一个力偶;r rM列平衡方程:工知=0 FBXI-M =OFB=Tr rM(c)受力分析，画受力图；4 8 处的约束力组成一个力偶;工程力学课后习题答案解析单辉祖主编列平衡方程:YM=O FBxlxco s0-M =0 FB=I c o s 03-2 在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲
8、杆AB 匕作用有主动力偶，其力偶矩为M,试求A和 C 点处的约束力。解：(1)取 B C 为研究对象，受力分析，B C 为二力杆，画受力图;(2)取 A B 为研究对象，受力分析，A、B 的约束力组成一个力偶，画受力图;工程力学课后习题答案解析单辉祖主编ZM=O（3 a +a）-M=0 冗=访-=0 3 5 4 ，心=兄=0.3 5 4丝a3-3 齿轮箱的两个轴上作用的力偶如题图所示，它们的力偶矩的大小分别为M=5 00Nm,M2=1 2 5 Nm i i*(e)解：选 坐 标 系 的，列出平衡方程；I X =：-乙+04=0心=0.4 kN2 此(产)=0:-2x0.8+0.5xl.6+0.
9、4x0.7+FBx2=0FB=0.26 kN工程力学课后习题答案解析单辉祖主编Z 工=0：-2 +0.5+既=0%=1.24 kN约束力的方向如图所示。(c)：(1)研究A 2 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系);选 坐 标 系 A v y,列出平衡方程；=0:-x3-3+2xdr x x=0FAV=0.33 kNZ%=0:FAy-2 x d x +FHcos300=0FB=4.24 kNV F=0:F.-F s in 3 00=0X A X D盘=2.12 kN约束力的方向如图所示。(e)：(1)研究C A B D 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系);2 0公 V四M=8B DF
10、B 选 坐 标 系 4 孙，列出平衡方程;z z=：取=MA(F)-0:J 820 xtZr xx+8+FB xl.6-20 x2.4=0FB-21 kNLr0.8Z 4=0：-f0 20 xdx+%+0 20=0%=15 kN约束力的方向如图所示。工程力学课后习题答案解析单辉祖主编4-5A8梁一端砌在墙内，在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物。，设重物的重量为G,又 A B 长为b,斜绳与铅垂线成角，求固定端的约束力。(2)选坐标系B x y,列出平衡方程；I X =：-FA x+Gsina=OFAX=GsinaZ%.=0:FA y-G-G cosa=0%=G(l+cosa)(产)=0：MA-F
11、Avxb+G xR-G xR =QMA=G(l+cosa)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8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 k N,平臂长OC=5m。设跑车A,操作架。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工程力学课后习题答案解析单辉祖主编解：（1）研究跑车与操作架、平臂0 C以及料斗C,受力分析，画出受力图（平面平行力系）;（2）选/点为矩心，列出平衡方程;（厂）=0：-产EX2+PX1 Wx4=0FE=2WE 2 不翻倒的条件;0
12、P 4W=60 kN4-13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,重心在A点，彼此用钱链A和绳子。E连接。一人重为P立于F处，试求绳子Q E的拉力和8、C两点的约束力。解：（1）：研究整体，受力分析，画由受力图（平面平%:力系）;工程力学课后习题答案解析单辉祖主编 选 坐 标 系 B x y,列出平衡方程;I 3ZAfg(F)=0:-Q xcosa-Q xcosa-Px(2l-a)cosa+Fc x2Zcos6z=0Z%=0:FII+FC-2Q-P =0(3)研究A B,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;Z MA(2 =0
13、：-FBxl C OS a+Qx cos a+FDx h-0玛,=2+fpI cos a2h4-15在齿条送料机构中杠杆AB=500mm,AC=100 m m,齿条受到水平阻力尸。的作用。已知。=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B工程力学课后习题答案解析单辉祖主编解：（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；Z =0：-FACOS30+=0尸A=5773.5 N（3）研究杠杆A B,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;A/C(F)=O:FAx sin l5
14、x A C-F x B C =0斤=373.6 N4-16由AC和CD构成的复合梁通过钱链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4=10 k N/m,力偶仞=40kNm,“=2 m,不计梁重，试求支座A、B、。的约束力和钱链C所受的力。Mq解：（1）研 究CO杆，受力分析，画出受力图（平面平行力系）;工程力学课后习题答案解析单辉祖主编 选坐标系3，列出平衡方程：A fc（F）=0:qxdxxx+M-FDx2a=QFD=5 k NZ4=0:五c-J；q x r f r-6=0绘=2 5 k N（3）研究A B C 杆，受力分析，画出受力图（平面平行力系）；选 坐 标 系 8肛
15、，列出平衡方程；2 X（尸）=0：值=0：F j x a -q xd xxx-Fcx a-0B=3 5 k N一 一 J：q x d x +0-耳=0尸8 =8 0 k N约束力的方向如图所示。4-17刚架A B C 和刚架C D 通过钱链C 连接，并与地面通过钱链A、B、。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k N,载荷集度单位为kN/m）。工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(a)：(1)研究C C杆，它是二力杆，又根据。点的约束性质，可知：尸。=尸&=0;选 坐 标 系4孙，列出平衡方程；EFx =o：-%+1 0 0 =0Ax1 0 0 k
16、N2朋(b)=。：-100 x6-q r x d r x x +FBx 6 =0FJ=1 2 0 k NZK=0：J；q x d x +f；=0F4j=8 0 k N约束力的方向如图所示。(b)：(1)研究C D杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系);qdx=5 0(2)选C点为矩心，列出平衡方程；Z%(尸)=0：-J。q x d x x x +q,x 3 =0j F“=1 5 k N(3)研究整体，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(4)选坐标系B x y,列出平衡方程；J Z=O：%-5 0 =0%=50 kN叫,=0:x6 J 9 x d r x
17、x +FDx3+50 x3=0%=25 kNZ K，=。：公-心+5=。FB=10 kN约束力的方向如图所示。4-18由杆4 8、8 c 和 CE组成的支架和滑轮E 支持着物体。物体重12 kN。处亦为钱链连接，尺寸如题4-18图所示。试求固定较链支座A 和滚动较链支座B 的约束力以及杆BC所受的力。工程力学课后习题答案解析单辉祖主编 选 坐 标 系4与，列出平衡方程；2 X=0：%-亚=0a=12 kN A/4(F)=O:既 x4-W x(1.5-r)+Wx(2+r)=0F=10.5 kNZ%=0:FAy+FB-W =QFAy=1.5 kN(3)研究CE杆(带滑轮)，受力分析，画出受力图(平
18、面任意力系)：(4)选 C点为矩心，列出平衡方程;Z M M)=0:%sincxl.5-W x(1.5 r)+W xr=0%C o=15 kN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=200m m,钢丝绳的倾斜部分平行于杆BE。吊起的载荷卬=1 0 kN,其它重量不计，求固定较链支座A、B的约束力。工程力学课后习题答案解析单辉祖主编解：(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B x y,列出平衡方程；工 8(/)=：4 X600 WX1200=0%=2 0 k NJ X=：-乙+%=0心=2 0 k NW：-%+/-w=o
19、(3)研究AC。杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(4)选。点为矩心，列出平衡方程；Z%(P)=0:3,x 8 0 0-腔 X 1 0 0 =0%=1.2 5 k N(5)将 代 入 到 前 面 的 平 衡 方 程；/s y=%+W=1 1.2 5 k N约束力的方向如图所示。4-20 AB,AC、OE三杆连接如题4-20图所示。OE杆上有一插销尸套在AC杆的导槽内。求在水平杆。E的E端有一铅垂力F作用时，杆上所受的力。设AO=Z)8,DF=FE,BC=DE,所有杆重均不计。工程力学课后习题答案解析单辉祖主编解：(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8 C方
20、向;(2)研究O F E 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(3)分别选尸点和8 点为矩心，列出平衡方程；MF(F)=O：-FXEF+Fl)yx l)E =QFD 尸FMB(F)=O:-FXED+FDXXDB=O%=2 F(4)研究A O B 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)：“y 选 坐 标 系 Ax y,列出平衡方程；工 河 4（b）=0：FDXXAD-FBXABOFB=FZ =：-%七+以=0FN=FZ 4 =O：-FA，+F0FA,=F约束力的方向如图所示。工程力学课后习题答案解析单辉祖主编5-4 一重量W=1000 N 的匀质薄板用止推轴承4、径向轴承B 和绳索CE支
21、持在水平面上，可以绕水平轴AB转 动,今在板上作用一力偶，其 力 偶 矩 为 并 设 薄 板 平 衡。己知=3 m,6=4 m,h=5m,M=2000N m,试求绳子的拉力和轴承A、B约束力。选 坐 标 系 A xyz,列出平衡方程；Z 叫(F)=0:M-/x 4 =0%=500NZM)=O:W x+x争=0兄=707 NZ M产)=0:-FB zx b-W x -Fcx -b =0F氏=0Z =0：/氏+z W+F c x#=0FAZ=500N工程力学课后习题答案解析单辉祖主编Z工=0：/争 =0FAX=4 0 0 NZ%=o：争|=0%=800N约束力的方向如图所示。5-5作用于半径为12
22、0 m m的齿轮上的啮合力尸推动皮带绕水平轴A 8作匀速转动。已知皮带紧边拉力为200N,松边拉力为1 0 0 N,尺寸如题5-5图所示。试求力尸的大小以及轴承A、的约束力。（尺寸单位 mm）o解:（1）研究整体，受力分析，画出受力图（空间任意力系）;(2)选坐标系A x y z,列出平衡方程；ZMm i n八 1 1ta n 8 .=-=-u n 2 ta n%2 几（3）得出角的范围；9 0 0 a r c ta n-6-1 3如图所示，欲转动-置 于 V槽型中的棒料，需作用一力偶，力偶矩M=1 5 0 0 N c m,已知棒料重G=4 0 0N,直径0=2 5 c m。试求棒料与丫型槽之
23、间的摩擦因数亦。4 5 解：（1）研究棒料，当静滑动摩擦力达到最大时,画受力图（用全约束力表示）;和/N （/4）7工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(2)画封闭的力三角形，求全约束力;FKI=GCOSR-ZFR2=G sin(?一%(3)取。为矩心，列平衡方程；=0:FHi x sin x +FK2 x sin%x?一 M=04Msin 2%=-=0.4243f 0GD(pf=12.55(4)求摩擦因数；fs=tan 夕/=0.2236-15砖夹的宽度为25 c m,曲杆AGB与GCED在G点较接。砖的重量为W,提砖的合力尸作用在砖对称中心线上，尺寸如图所示。如砖夹与砖之间的摩擦因数力=,试
24、问人应为多大才能把砖夹起S是G点到砖块上所受正压力作用线的垂直距离)。ED解：(1)砖夹与砖之间的摩擦角:(pf=arctan fs-arctan 0.5=25.6(2)由整体受力分析得：F=W(2)研究砖，受力分析，画受力图：工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(3)列 y 方向投影的平衡方程；ZK=。：2FR X si n%-W=0FR=1A57W(4)研究AGB杆，受力分析，画受力图;a3cmbABrG(5)取 G 为矩心，列平衡方程;=0：用 x si n%x 3 及 x c o s%x 5 +尸 x 9.5 =0b=1 0.5 c m6-18试求图示两平面图形形心C 的位置。图中尺寸单
25、位为mm。2(X)解:(a)(l)将 T形分成上、下二个 矩 形&，形心为G、C2;y200c2|-5 250X(2)在图示坐标系中，y 轴是图形对称轴，则有：xc=0工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(3)二个矩形的面积和形心;S,=50 x150=7500 mm2 jcl=225 mmS2=50 x200=10000 mm2 yC2=100 mm(4)T 形的形心;%=先Y _ 7500 x 225+10000 x 100-7500+10000153.6 mm(b)(1)将 L形分成左、右二个矩形S】、S 2,形心为G、G；y10(3)二个矩形的面积和形心;S=10 x 120=1200
26、mm2 xC=5 mmS2=70 x10=700 mm2 xC2=45 mmyC=60 mmyC2=5 mm(4)L形的形心;Ysixi1200 x5+700 x451200+700=19.74 mmyc1200 x60+700 x51200+700=39.74 mm%6-1 9 试求图示平面图形形心位置。尺寸单位为mm。解：(a)(1)将图形看成大圆S i 减去小圆S 2,形心为G和。2；y160工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(2)在图示坐标系中，x 轴是图形对称轴，则有：j c=0(3)二个图形的面积和形心；E=乃 x 2002=40000乃 mm2 xcl-0S?=兀X 8O2=64
27、00%mm2 xC2=100 mm(4)图形的形心;吊-6400万 x 100 S j-400007-640（沅=-19.05 mm先=0(b)(1)将图形看成大矩形S,减去小矩形S 2,形心为G 和 C2；在图示坐标系中，y 轴是图形对称轴，则有：x c=0(3)二个图形的面积和形心；S,=160 x120=19200 mm2 W =60S2=100 x60=6000 mm2 yC2=50 mm(4)图形的形心:ycYSyi 19200 x60-6000 x50 19200-6000=64.55 mm工程力学课后习题答案解析单辉祖主编8-1试求图示各杆的轴力，并指出轴力的最大值。(c)(d)
28、解：(a)(1)用截面法求内力，取 1-1、2-2截面;I 12 取 1-1截面的左段;Z 死=0 尸一%=0 FN l=F(3)取 2-2截面的右段；FN2|2-112I X =0 一 EV2=0 及 2=0(4)轴力最大值：(b)(1)求固定端的约束反力;1 2-Z%=。-F +2 F-F K=0 FR=F(2)取 1-1截面的左段；FNI工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(4)(c)(4)(d)汇 入=0 F-FA=O FN i=F取 2-2截面的右段；|2FN2 y -1 .FR2 FX=0 -FN2-FR=0 FN2=-FR=-F轴力最大值：Kvmax=F用截面法求内力，取 1-1、
29、2-2、3-3截面；取 1-1截面的左段；2 kN I 一n 卜.Fm1J X=0 2+%=0 FN X=-2 k N取 2-2截面的左段；2 k N.N N,2|-卜.二 FN2r 21Z 死=0 2-3+&2 =0 FN2=lk N取 33 截面的右段；3UrN?y -11 3kN3汇 入=0 3-%=0 FN3=3 k N轴力最大值：F*=3 k N工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(1)用截面法求内力，取1-1、2-2截面;(2)取1-1截面的右段;2I k N22 代=0 2-1-%=0 Fg=lkN(2)取2-2截面的右段；汇入=o-l-FV2=0 F -k N(5)轴力最大值：K
30、=1 kN8-2试画出8-1所示各杆的轴力图。解：(a)(d)I k N工程力学课后习题答案解析单辉祖主编8-5图示阶梯形圆截面杆，承受轴向载荷Q=5 0 k N与&作 用 与8 c段的直径分别为4=2 0mm和“2=30mm,如欲使AB与BC段横截面上的正应力相同，试求载荷6之值。解：(1)用截面法求出1-1、2-2截面的轴力；FNI=尸1 FN2=F1+F?(2)求1-1、2-2截面的正应力，利用正应力相同;区=50 x10?=159.2MP。A-x-xO.0224F.V 2 50 x 1()3+居a2=-=5=1 59.2MPa4 -x-x O.0 324F2=62.5AN8-6题8-5
31、图所示圆截面杆，已知载荷人=20 0 kN,尸2=10 0 k N,A8段的直径,=40 mm,如欲使AB与2 c段横截面上的正应力相同，试求BC段的直径。解：(1)用截面法求出1-1、2-2截面的轴力；FN I=F FV2=Ft+F2(2)求1-1、2-2截面的正应力，利用正应力相同；巴=也=J。1-=is”?。A-x-xO.0424crFV2(200+100)X1032=-=-j-=5=1 59.2MPa4 _ x7 xd：4 2/.d2-49.0 mm工程力学课后习题答案解析单辉祖主编8-7图示木杆，承受轴向载荷尸=10 k N 作用，杆的横截面面积A=10 0 0 m n?,粘接面的方
32、位角族45,试计算该截面上的正应力与切应力，并画出应力的方向。解：（1）斜截面的应力:ry/，Q ye-acos 6=一cos 0=5 MPa=orsin6cos6=sin26=5 MPa2A（2）画出斜截面上的应力8-1 4 图示桁架，杆 1与杆2 的横截面均为圆形，直径分别为&=30 mm与力=20 mm,两杆材料相同，许用应力团=160 M Pa。该桁架在节点A处承受铅直方向的载荷F=80 k N 作用，试校核桁架的强度。解：（1）对节点A受力分析，求出A 8 和 AC两杆所受的力;(2)列平衡方程%=0 -FAB sin30+FAC sin45=0V F=0 FAB cos 30+FA
33、C COS 4 5-F=0解得:工程力学课后习题答案解析单辉祖主编5 2r=-=尸=41.4AN FAR=-F =586kNVTH V3+1(2)分别对两杆进行强度计算；CT=%=82.9MPa TA(TAC=1 3 1.8加尸4 a所以桁架的强度足够。8-15图示桁架，杆 1为圆截面钢杆，杆 2 为方截面木杆，在节点A处承受铅直方向的载荷F作用，试确定钢杆的直径d 与木杆截面的边宽庆 已知载荷尸=50 k N,钢的许用应力0 s=160 M P a,木的许用应力a w =10 M Pa。解：(1)对节点A受力分析，求出AB和 AC两杆所受的力;FAC=V2F=70.7 kN FA B=F=5
34、0kN(2)运用强度条件，分别对两杆进行强度计算:A BFAB _ 50 xlQ34 20.0mmb 84.1mm所以可以确定钢杆的直径为20 mm,木杆的边宽为84 mm。工程力学课后习题答案解析单辉祖主编8-16题 8-14所述桁架，试定载荷产的许用值 F 。解：(1)由 8-14得到A B、A C两杆所受的力与载荷产的关系;垃F(2)运用强度条件，分别对两杆进行强度计算;cr=60MPaF W154.5kNJLFb,、c=N=勺 1 可=160尸a&EF=0 FiV3+Fv 2sin 3 0-F=0(2)根据胡克定律，列出各杆的绝对变形:M=FN/COS301 160 x24X=M Mi
35、 n 30。3 E 3 A 3 200A(3)由变形协调关系，列补充方程；AZ?=E2A2 100 x2A%=M sin 30+(AZ,COS 30-绿)cfg30简化后得：F v/15FM-3 2 FV 2+8FV 3=0FNI联立平衡方程可得：FN=-22.63kN FN2=26.1 3kN FNi=146.944N1杆实际受压，2 杆和3 杆受拉。强度计算；工程力学课后习题答案解析单辉祖主编综合以上条件，可得A.-283 mm A,=436 mm A3=1225 mmA 1=A,=2A3 2450 mm8-31图示木样接头，F=50kN,试求接头的剪切与挤压应力。解：(1)剪切实用计算公
36、式:As 100 x100(2)挤压实用计算公式:F 50X103c r.=-=12.5 MPabs Ab 40 x1008-32图示摇臂，承受载荷B与尸2作用，试确定轴销8的直径人 已知载荷Q=50kN,F2=k N,许用切应力=100 M P a,许用挤压应力 侬=24()MPa。D-Dd解：(1)对摇臂ABC进行受力分析，由三力平衡汇交定理可求固定较支座3的约束反力;FB=J.+._ 2.BCOS45。=35.4 kN(2)考虑轴销8的剪切强度;工程力学课后习题答案解析单辉祖主编FJLT=-1 5.0 m m4 口 L4考虑轴销B的挤压强度;=土 麻 巾d 1 4.8 m m(3)综合轴
37、销的剪切和挤压强度，取d 1 5 m m8-3 3 图示接头，承受轴向载荷产作用，试校核接头的强度。已知：载荷F=8 0 k N,板宽b=8 0 m m,板厚3=1 0mm,钾钉直径d=1 6 m m,许用应力网=1 6 0 M P a,许用切应力=1 2 0 M P a,许用挤压应力 公J=3 4 0MP a。板件与钾钉的材料相等。.。-9卜 一 -I .-.-0-解：(1)校核佛钉的剪切强度;=9 9.5 M P a m=1 2 0 M P a(2)校核抑钉的挤压强度;工，1 pA dS=1 2 5 M P a o 加 =3 4 0 M P a(3)考虑板件的拉伸强度；对板件受力分析，画板
38、件的轴力图;12校 核 1-1截面的拉伸强度3FFNI=4A(b 2d)b校核2-2截面的拉伸强度所以，接头的强度足够。工程力学课后习题答案解析单辉祖主编=125 MPa T=%=FA,(。一 d)b=125 MPa a160 MPa=160 MPa工程力学课后习题答案解析单辉祖主编9-1试求图示各轴的扭矩，并指出最大扭矩值。(a)(b)(c)解：(a)(1)用截面法求内力，取 1-1、2-2截面；ZM*=O 7-M=0 7=M(3)取 2-2截面的右段；ZM,=O n=0 n=0(4)最大扭矩值：MTXM(b)(1)求固定端的约束反力；MA工程力学课后习题答案解析单辉祖主编-M A+2M-M
39、=0 MA=M 取 1-1截面的左段;X M L。-MA+7=0 7=M,=M 取 2-2截面的右段;M-n=0 n=-M(4)最大扭矩值:注：本题如果取1-1、2-2截面的右段，则可以不求约束力。(c)(1)用截面法求内力，取 1-1、2-2、3-3截面；232kNm1 IkNm2 IkNm3 2kNm取 1-1截面的左段;TX5 X =0-2+4=0 T=2kNm取 2-2截面的左段;2x2kNm lk N m2 Mx=0-2+1+笃=0 T Q kN m 取 3-3截面的右段;工程力学课后习题答案解析单辉祖主编X3 2kNmX M L。2-4=0 T3=2kNm(5)最大扭矩值:Tz=2
40、kN m(d)(1)用截面法求内力，取 1-1、2-2、3-3截面;23IkNm1 2kNm2 3kNm3 取 1-1截面的左段;1目IkNm 11 +（=0 T=kNin1 +2+7；=0 T2=-3kNm(4)取 33 截面的左段;IkNm1 2kNm 23kNm Mx=0 1 +2 3+4=0 =0(5)最大扭矩值:Irl=3 AMI I max9-2试画题9-1所示各轴的扭矩图。解：(a)M（十）x工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(b)T(c)M2 k N m(d)TT2 k N mI k N m(+)xI k N m3 k N m*x9-4某传动轴，转速=3 0 017 m i n
41、(转/分)，轮1为主动轮，输入的功率尸i=5 0 k W,轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为尸2=1 0 k W,P 3=P 4=2 0 k W。(1)试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩。(2)若将轮1与论3的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。解：(1)计算各传动轮传递的外力偶矩；=95504=1591.7M M,=318.3M M.=M4=636.7 Nmn(2)画出轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩；工程力学课后习题答案解析单辉祖主编7；lax=1273.4 kNm 对 调 论 1 与轮3,扭矩图为;T(Nm)Tmm 955 kNm所以对轴的受力有利。9-8 图示空心圆截面
42、轴，外径）=4 0 m m,内径d=2 0 m m,扭矩7=1 k N m,试计算A点处SA=1 5 m m）的扭转切应力TA，以及横截面上的最大与最小扭转切应力。解：（1）计算横截面的极惯性矩；4 卷（人/）=2.356x105 丽 4（2）计算扭转切应力；TO.X106X15TA.=-r=63.7 MPaI 2.356xl05plx 1()6 x 202.356 xlO5=84.9 MPa1X106X102.356x1()5=42.4 MPa9-1 6 图示圆截面轴，A B 与 B C 段的直径分别为必与公，且 a=4 必/3,试求轴内的最大切应力与截面C的转角，并画出轴表面母线的位移情况
43、，材料的切变模量为G。工程力学课后习题答案解析单辉祖主编解：(1)画轴的扭矩图;(2)求最大切应力；TA _ 2 M _ 2 M _ 1 3.5 MrA B n m=i 4 JPAB 兀d、-万()1 6 1 1 6 3_ TB7 1 J3叫 C L d：皿1 6 2比较得1 6 M(3)求 C截面的转角;(PC=(PAB+50.3mm一九d；1 6 1-；-8 0兀d：M平1X106X16max _ 1-nd1 6 2-，39.9mm(2)考虑轴的刚度条件；C MTAB 1 8 0 /0.=辿 x-2X106X32 1 8 0 1 03 7 3.5 m mGIpAB 兀8 0 x l C P
44、 x%d：乃G/C 一 L1X106X32 1 8 0-；-7-X-80X103XJ 冗x 十 73.5mm d261.Smm9-1 9图示两端固定的圆截面轴，直径为d,材料的切变模量为G,截 面B的转角为9小试求所加扭力偶矩M之值。解：(1)受力分析，列平衡方程;Z%=（）-MA+M-MB=O(2)求AB、BC段的扭矩;TAB=MA TBC=MA-M(3)列补充方程，求固定端的约束反力偶;%B+%C=O3 2 ,aG d4 32（M,M）2 a _0与平衡方程一起联合解得M.=-MA 3M=-MB 3(4)用转角公式求外力偶矩M：“=3G%d4%工程力学课后习题答案解析单辉祖主编1 0-1试
45、计算图示各梁指定截面（标有细线者）的剪力与弯矩。FC BA-f-*U2 T *(a)-M&1(C)-M eC勺t-里-Z/2 /2 I(b)(d)解：（a）（1）取A+截面左段研究，其受力如图;由平衡关系求内力FSA+=F 此+=0 求C截面内力；取C截面左段研究，其受力如图;cT|TFsc由平衡关系求内力Fsc=F Mc=-求 截 面 内 力截开夕截面，研究左段，其受力如图；FSB工程力学课后习题答案解析单辉祖主编由平衡关系求内力FSB=F MB=FI(b)(1)求 A、8 处约束反力C-Me(2)求 4+截面内力；取 下截面左段研究,(3)求 C 截面内力；取 C 截面左段研究,(4)求
46、B 截面内力；取 B截面右段研究,(c)勺t-1-曳-RA其受力如图；MeA”产H FSARA%+=-&=-与 此+=M其受力如图；MeA-5|尸一,FscF s c=F=-与 MA+=Me-RAxL其受力如图；物 乳FS B=-RB=-MB=O(1)求 A,B 处约束反力工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(3)求C截面内力；取。截面左段研究，其受力如图;nFb n FaR.=-RB=-4 a+b B a+b 求4+截面内力；取 下截面左段研究,其受力如图；ILR/t 1 FSA+Fb 八%+=&=1 M-0a+b(d)c:f-ARA 1 Fsc.Fb FabFsc-RA-K A 7C_ -R
47、Ax a-a+b a+b(4)求(T截面内力;取仁截面右段研究,其受力如图；Fsc+Fa FabFsc+=的=-Mc+=RBxb=-a+b a+b(5)求 力截面内力；取夕截面右段研究，其受力如图；FSB.Fa%.=-&=-一7 必一=0a+b工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(1)求 A+截面内力取 下截面右段研究，其受力如图;qFSA+心（2I 3/A+=-9X-X 3q8(3)求 C截面内力；取。截面右段研究，其受力如图;F订v r=qx I =ql M l l qlr=-o x x =-sc-丫 2 2 J 2 4 8 求 C截面内力；取。截面右段研究，其受力如图；(5)求 8-截面内
48、力；取方截面右段研究，其受力如图:卜8F.SB-FSB-=0 必 一=01 0-2.试建立图示各梁的剪力与弯矩方程,并画剪力与弯矩图。(C)工程力学课后习题答案解析单辉祖主编解:(C)(1)求约束反力(2)列剪力方程与弯矩方程Fsl=-F(0 X1 Z/2)=-Fx,FS 2=F(2 项/)A/2=-F(/-X2)(3)画剪力图与弯矩图(0 x,Z/2)(Z/2 X,Z)(d)(+(-)-IF(1)列剪力方程与弯矩方程ql IFs=-q x q -x)(0 xM.=x-x2(0 x I42(2)画剪力图与弯矩图FsI)ql/4X工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(d)解：各梁约束处的反力均为P
49、/2,弯矩图如下:由各梁弯矩图知：（d）种加载方式使梁中的最大弯矩呈最小，故最大弯曲正应力最小，从强度方面考虑,此种加载方式最佳。10-5图示各梁，试利用剪力、弯矩与载荷集度的关系画剪力与弯矩图。F 厂 FlA!-Bb 2 2:111 口 i 口 i-1/2 ql U21工程力学课后习题答案解析单辉祖主编qqy B1/21/2h 2文1/2(c)(d)解：(a)(1)求约束力:RBRB=F MB=2FI画剪力图和弯矩图;Fs(b)求约束力:ABRAqi工程力学课后习题答案解析单辉祖主编&=0 M,=0(2)画剪力图和弯矩图；FsX(1)求约束力；q RA R,(2)画剪力图和弯矩图;(d)(1
50、)求约束力;工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(2)画剪力图和弯矩图;(e)(1)求约束力；(2)画剪力图和弯矩图;(1)求约束力；_什）1 :XM-qp9ql2/6 _ _ _ 、4 口 口|交M|RBql&=&春Fs ql/4_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 什）：G）x-%U4Mql2/16X（+）g P/1 63/2/32q工 口 门 电 RA|R6工程力学课后习题答案解析单辉祖主编(2)画剪力图和弯矩图；4 9 9工程力学课后习题答案解析单辉祖主编11-6 图示悬臂梁，横截面为矩形，承受载荷尸|与尸2作用，且尸产2尸 2=5 1 ,试计算梁内的最大弯曲正应力，及该应力所