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1、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 5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)(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 (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。(a) (b)(c) (d) (e) (f) (g) 第四章 材料力学基本概念 25第二章 平面力系2-1 电动机重P=5000N,放在水平梁AC的中央,
2、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 解得: 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。 题2-2图解得: 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
3、端的拉力。 题2-3图以AC段电线为研究对象,三力汇交 2-4 图示为一拔桩装置。在木桩的点A上系一绳,将绳的另一端固定在点C,在绳的点B系另一绳BE,将它的另一端固定在点E。然后在绳的点D用力向下拉,并使绳BD段水平,AB段铅直;DE段与水平线、CB段与铅直线成等角=0.1rad(弧度)(当很小时,tan)。如向下的拉力F=800N,求绳AB作用于桩上的拉力。 题2-4图作BD两节点的受力图联合解得:2-5 在四连杆机构ABCD的铰链B和C上分别作用有力F1和F2,机构在图示位置平衡。求平衡时力F1和F2的大小间的关系。 题2-5图 以B、C节点为研究对象,作受力图解得:2-7 已知梁AB上
4、作用一力偶,力偶矩为M,梁长为l,梁重不计。求在图a,b,两三种情况下,支座A和B的约束反力。 (a) (b)题2-7图(a)(注意,这里,A与B处约束力为负,表示实际方向与假定方向相反,结果应与你的受力图一致,不同的受力图其结果的表现形式也不同)(b) 2-8 在题图所示结构中二曲杆自重不计,曲杆AB上作用有主动力偶,其力偶矩为M,试求A和C点处的约束反力。 题2-8图作两曲杆的受力图,BC是二力杆,AB只受力偶作用,因此A、B构成一对力偶。即2-9 在图示结构中,各构件的自重略去不计,在构件BC上作用一力偶矩为M的力偶,各尺寸如图。求支座A的约束反力。题2-9图1作受力图2、BC只受力偶作
5、用,力偶只能与力偶平衡3、构件ADC三力汇交2-10 四连杆机构ABCD中的AB=0.1m, CD=0.22m,杆AB及CD上各作用一力偶。在图示位置平衡。已知m1=0.4kN.m,杆重不计,求A、D两绞处的约束反力及力偶矩m2。 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。 (a) (b) 题2-12图受力分析如图:受力分析如图:2-13 在图示a,
6、b两连续梁中,已知q,M,a,及,不计梁的自重。求各连续梁在A,B,C三处的约束反力。(a) (b)题2-13图1作受力图,BC杆受力偶作用2.对AB杆列平衡方程所以:1.以BC为研究对象,列平衡方程1.以AB为研究对象,列平衡方程2-14 水平梁AB由铰链A和杆BC所支持,如图所示。在梁上D处用销子安装半径为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
7、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2-15图以整体为研究对象,由对称性知:以BC半拱为研究对象2-16 构架由杆AB,AC和DG组成,如图所示。杆DG上的销子E可在杆AC的光滑槽内滑动,不计各杆的重量,在水平杆DGF的一端作用铅垂力F。求铅直杆AB上铰链A,D和B所受的力题2-16图 解:1. 以整体为研究对象2.以DG杆为研究对象,列平衡方程解得:3.以AB杆为研究对象,列平衡方程2-17 图示构架中,物体重1200N,由细绳跨过滑轮E而水平系于墙上,尺寸如图所示,不计杆和滑轮的重量。求支承A和B处
8、的约束反力以及杆BC的内力FBC。题2-17图以整体为研究对象解得:以CDE杆和滑轮为研究对象解得:2-18 在图示构架中,各杆单位长度的重量为300N/m,载荷P=10kN,A处为固定端,B,C,D处为绞链。求固定端A处及B,C为绞链处的约束反力。 题2-18图 2-22 均质箱体A的宽度b=1m,高h=2m,重P=200kN,放在倾角的斜面上。箱体与斜面间的摩擦因数fs=0.2。今在箱体的C点系一无重软绳,方向如图所示,绳的另一端绕过滑轮D挂一重物E,已知BC=a=1.8m。求使箱体处于平衡状态的重物E的重量。题2-22图F的值。 题2-23图以整体为研究对象,显然水平和铅直方向约束力分别
9、为以A滑块为研究对象,分别作出两临界状态的力三角形 第三章 空间力系3-1 在正方体的顶角A和B处,分别作用力F1和F2,如图所示。求此两力在x,y,z轴上的投影和对x,y,z轴的矩。并将图中的力系向点O简化,用解析式表示主矢、主矩的大小和方向。题3-1图 3-2 图示力系中,F1=100N,F2=300N,F3=200N,各力作用线的位置如图所示。将力向原点O简化 题3-2图3-3 边长为a的等边三角形板,用六根杆支持在水平面位置如图所示。若在板面内作用一力偶,其矩为M,不计板重,试求各杆的内力。题3-3图 3-4 如图所示的空间构架由三根杆件组成,在D端用球铰链连接,A、B和C端也用球铰链
10、固定在水平地板上。今在D端挂一重物P=10kN,若各杆自重不计,求各杆的内力。 题3-4图 3-5 均质长方形板ABCD重W=200N,用球铰链A和蝶形铰链B固定在墙上,并用绳EC维持在水平位置。求绳的拉力和支座的约束反力。题3-5图3-6 挂物架如图所示,三杆的重量不计,用球铰链连接于O点,平面BOC是水平面,且OB=OC,角度如图。若在O点挂一重物G,重为1000N,求三杆所受的力。 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 (b) 题3-8图第五章 杆件的内力 39第五章 杆件的内力5-1 试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力,并作轴力图。 题5-1图5-2 试求图示各杆在1-1、2-2截面上的扭矩。并作出各杆的扭矩图。 题5-2图5-3 在变速箱中,低速轴的直径比高速轴的大,何故?变速箱中轴传递的扭矩与轴的转速呈反比,低速轴传递的扭矩大,故轴径大。5-4