工程力学教程课后题答案综述

《工程力学教程课后题答案综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程力学教程课后题答案综述（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、基础力学2 作业 （7-11章） P153 7-1（b） 试作杆的轴力图，并指出最大拉力和最大压力 的值及其所在的横截面（或这类横截面所在的区段）。 10kN 10kN 20kN 最大拉力为20kN，在CD段；最大压力为10kN，在BC段。 1m1m1m 10kN20kN30kN20kN ABCD 解： P153 7-2 试求图示直杆横截面1-1、2-2和3-3上的轴力，并作轴 力图。如横截面面积A=200mm2，试求各横截面上的应力。 10kN 10kN 20kN aaa 20kN10kN20kN 1 1 3 3 2 2 解： P154 7-5 铰接正方形杆系如图所示，各拉杆所能安全地承受的

2、 最大轴力为FNt=125kN,压杆所能安全地承受的最大轴力为 FNc=150kN,试求此杆系所能安全地承受的最大荷载F的值。 FF A B CD a a F AC、BC、AD、BD均为拉杆，故 AB为压杆，故 所以 解： 根据对称性只分析A、C点 C点 A点 由静力平衡方程得 所以 由静力平衡方程得 P155 7-8 横截面面积A=200mm2的杆受轴向拉力F=10kN作用， 试求斜截面m-n上的正应力及切应力。 F=10kN 300 m n 解： P155 7-10 等直杆如图示，其直径为d=30mm。已知F=20kN, l=0.9m,E=2.1105MPa，试作轴力图，并求杆端D的水平位

3、移D 以及B、C两横截面的相对纵向位移BC。 20kN -20kN 20kN l/3 2F2FF 1 1 3 3 2 2 l/3l/3 A BC D 解： P156 7-14 直径为d=0.3m,长为l=6m的木桩，其下端固定。如在 离桩顶面高1m处有一重量为P=5kN的重锤自由落下，试求桩内 最大压应力。已知木材E=10103MPa，如果重锤骤锤骤 然放在桩顶桩顶 上，则桩则桩 内最大压应压应 力又为为多少？ 参照P138例题7-10 当h=0时 解： l1 P156 7-16 试判定图示杆系是静定的，还是超静定的；若是超静 定的，试确定其超静定次数，并写出求解杆系内力所需的位移 相容条件（

4、不必具体求出内力）。图中的水平杆是刚性的，各 杆的自重均不计。 解： aaa 1 2 1.5a a l2 2 1 解：（1）剪切面：A=dh；剪力：Fs=F 拉杆头头部满满足剪切强度条件 挤压挤压 力：Fbs=F 拉杆头头部满满足挤压挤压 强度条件 。 h d D 50kN P156 7-18 试试校核图图示拉杆头头部的剪切强度和挤压挤压 强度。 已知：D=32mm，d=20mm，h=12mm，材料的许许用切应应力 =100Mpa，许许用挤压应挤压应 力bs=240Mpa。 （2）挤压面： P157 7-20 矩形截面木拉杆的接头头如图图所示，已知b =250mm， F=50KN，木材的顺纹许

5、顺纹许 用挤压应挤压应 力bs=10MPa, 顺纹许用 切应力=1MPa 。试试求接头处头处 所需的尺寸l和a。 PP b F F F F b a ll 解： P183 8-1(c) 作图图示杆的扭矩图图，并指出最大扭矩的值值及其所 在的横截面。 ABCD 1.5kN.m1kN.m1.5kN.m2kN.m3kN.m E 1 1.5 0.5 + + - 单位：KN.m 3 - P183 8-4 实心圆轴的直径d=100mm，长l=1m，作用在两个端面上的外力 偶之矩均为Me=14kN.m，但转向相反。材料的切变模量G=8104MPa。 试试求：（1）横截面上的最大切应应力，以及两个端面的相对对扭

6、转转角；（2 ）图图示横截面上A、B、C三点处处切应应力的大小及指向。 Me Me A B A B O C 25 100 解:(1) (2) T A B C P183 8-5 空心钢圆轴的外直径D=80mm，内直径d=62.5mm，外力偶之矩为 Me=10N.m，但转向相反。材料的切变模量G=8104MPa。试试求：（1）横 截面上切应应力的分布图图；（2）最大切应应力和单单位长长度扭转角。 Me Me D d 解:(1) (2) A max A T P184 8-10 轴的许用切应力 ，切变模量 ， 单位长度杆的许用扭转角 。试按强度条件及刚度 条件选择此实心圆轴的直径。 M1 M2M3M4

7、M5 因此， 解： P230 9-9 试求图示组合截面对于水平形心轴z的惯性矩Iz 。 12010 12010 工22a 2 3 1 P228 9-1 试求图示各梁指定横截面上的剪力和弯矩。 A B C F=ql/2 q l/4l/2 l D 1 12 2 3 3 (c) FB FA 解：求得支座约束力 ( c ) AB 2a q FB FA aa C qa2 C 1 12 2 3 34 4 解：求得支座约束力 (f) ( f ) P228 9-3 试写出图示各梁的剪力方程和弯矩方程，并作出剪力图和 弯矩图。指出最大剪力和最大弯矩的值以及它们各自所在的横截面。 4kN/m A C B 1m 2

8、m (d) 80kN 解：求得支座约束力 56kN 40kN 40kN 56kN 192kN.m A支座右侧截面 C截面 FB FA 2kN/m A C 1m4m B 20kN.m 解：求得支座约束力 A支座右侧截面 C右侧截面 9kN 1kN 8kN.m 12kN.m 0.25kN.m (e) FB FA 0.5m 9-4 绘出图示各梁的剪力图和弯矩图。 1m 5KN 10 KN.m 1m 15KN15 KN.m 10KN + 10KN 5KN Fs图 15 KN.m 5 KN.m 5 KN.m + M图 （a） + 80KN 80KN 剪力图 + 48 单位：KN.m 16 16 弯矩图

9、E q=100kN/m A CD 0.2m 1.6m 1m 2m 12(b) 80KN80KN 1m 2m AB C 1m 0.5kN1.5kN 2kN/m + - 0.75m 1.5kN 0.5kN 0.56kN.m + 0.5kN.m (c) a A BC D q qa aa 2qa qa q + - qa + qa qa + + - qa2/2 qa2/2 9-5 (a) 3a AB C qqa2 2a qa/35qa/3 + - qa/3 5a./3 5qa/3 + 25qa2/18 4qa2/3 qa2/3 9-5 (b) 9-5 (c) q ll q ql2 ql ql2/2 ql

10、2/2 + + q ll q ql2 ql ql 2ql ql2 + AB l q FB FA x + + + ql2/4 l F=ql A B C l/2 ql/2 + - ql/2 9-6 9-7(a) 槽钢平放A C B D z y A C B D y z 9-7(b) 槽钢竖放 9-8 20kN.m 3m 1 1m 5m 1 2 2 15kN z y A D C 180 300 50 B 1-1截面2-2截面 9-11 矩形截面外伸梁如图所示。试求点1、2、3、4、5五个点处横 截面上的应力；以单元体分别表示各该点处的应力状态。 l l/2 l/2 l FF 1 2 34 5 h/4h

11、/4 z b h Fl/2 F F 9-12 由两根No.36a槽钢组成的梁，如图所示。已知：F=44kN， q=1kN/m；钢的许用应力 。试校核此梁的强度 。 AB 61m=6m q 113kN 113kN FFFFF y z 因此，该梁满足正应力和切应力强度条件。 9-13 由工字钢做的简支梁受力如图所示。已知材料的许用应力 试选择工字钢号码。 E 20kN/m A C D 0.5m 2.5m 4m 80kN60kN B 1m 113.125kN76.875kN 113.125kN 33.125kN 16.875kN 76.875kN 2.156m 选择28a号工字钢 故选择28a号工字

12、钢。 P194：9-15 试求图示等截面梁的转角方程和挠度方程，并求外力偶 作用着的C截面处的挠度。 A C 2l/3 Me B l/3Me/l Me/l （1） （2） （3） （4） 边界条件 连续条件 连续条件代入(1)、(3)和(2)、(4)，得 边界条件代入 (2)、(4)，得 C截面处， P252：10-1 求图中所示应力状态下单元体斜截面ab上的应力，并用 分离体在该面上示出。 30040MPa 30MPa 60MPa a b 11.0MPa 58.3MPa P252：10-3 题10-1图中所示应力状态下，分别求主应力的值； 用图示出不等于零的两个主应力的作用面。 （1） 若

13、x y ， 则 1 450 (2) 若 x y ，则 1 450 (3) 若 x = y ， 则 x 0 ， 1 = -450 x 0 ， 1 = 450 （ 1 在 900 范围内取值 1对应 所在主平面的方位） 此例中， x=-40MPa，y =60MPa P252：10-3 题10-1图中所示应力状态下，分别求主应力的值； 用图示出不等于零的两个主应力的作用面。 47.7MPa 67.7MPa 74.520 P265:11-2 图11-11所示两端为柱形铰的轴向受压矩形截面 杆，若在xy平面内取长度因数 ，在xy平面内取 长度因数 ，试求此杆的临界荷载Fcr。 xy平面内 xz平面内 P266:11-5 图示一简单托架，其撑杆AB为直径d=100mm的实心圆截面 钢杆。该杆两端为柱形铰，杆的材料为Q235钢，弹性模量 E=2.0105MPa，屈服极限 。 试按安全因数法校核该撑杆的稳定性。规定的稳定安全因数nst=2.5. 1m3m FNAB 撑杆满足稳定性要求。