ABCD0.80.80.40.50.40.72(b)ABC12q =2(c)M=330oABCD0.80.80.8200.8M=8q=20(e)4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力设力的单位为kN,力偶矩的单位为kN×m,长度单位为m,分布载荷集度为kN/m提示:计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)解:(b):(1) 整体受力分析,画出受力图(平面任意力系);ABCD0.80.80.40.50.40.72FBFAxFA yyx(2) 选坐标系Axy,列出平衡方程;约束力的方向如图所示ABC12q =2M=330oFBFAxFA yyxdx2´dxx(c):(1) 研究AB杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);(2) 选坐标系Axy,列出平衡方程;约束力的方向如图所示e):(1) 研究CABD杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);ABCD0.80.80.8200.8M=8q=20FBFAxFA yyx20´dxxdx(2) 选坐标系Axy,列出平衡方程;约束力的方向如图所示4-34-44-12ADaCPallhCEBaC4-13 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Q,重心在A点,彼此用铰链A和绳子DE连接。
一人重为P立于F处,试求绳子DE的拉力和B、C两点的约束力ADaCPallhCEBaCFBFCyx解:(1):研究整体,受力分析,画出受力图(平面平行力系);(2) 选坐标系Bxy,列出平衡方程;(3) 研究AB,受力分析,画出受力图(平面任意力系);ADaClhBQFBFDFAxFA y(4) 选A点为矩心,列出平衡方程;ABCDFFQ15o45o4-15 在齿条送料机构中杠杆AB=500 mm,AC=100 mm,齿条受到水平阻力FQ的作用已知Q=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?ADFQ15o45oFAx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;ABCF15o45oF’AFCxFC y(3) 研究杠杆AB,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;ABCDaMqaaa4-16 由AC和CD构成的复合梁通过铰链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q=10 kN/m,力偶M=40 kN×m,a=2 m,不计梁重,试求支座A、B、D的约束力和铰链C所受的力。
CDMqaaFCFDxdxqdxyx解:(1) 研究CD杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系);(2) 选坐标系Cxy,列出平衡方程;(3) 研究ABC杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系);yxABCaqaF’CFAFBxdxqdx(4) 选坐标系Bxy,列出平衡方程;约束力的方向如图所示ABCD3F=100q=10(a)33411ABCD3F=50q=10(b)3364-17 刚架ABC和刚架CD通过铰链C连接,并与地面通过铰链A、B、D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 kN,载荷集度单位为 kN/m)解:(a):(1) 研究CD杆,它是二力杆,又根据D点的约束性质,可知:FC=FD=0;(2) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);ABCD3F=100q=1033411FA yFAxFByxxdxqdx(3) 选坐标系Axy,列出平衡方程;约束力的方向如图所示CDF=50q=1033FC yFCxFDdxqdxx(b):(1) 研究CD杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);(2) 选C点为矩心,列出平衡方程;(3) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);ABCD3F=50q=10336FA yFAxFBFDdxqdxxxy(4) 选坐标系Bxy,列出平衡方程;约束力的方向如图所示。
4-18 由杆AB、BC和CE组成的支架和滑轮E支持着物体物体重12 kND处亦为铰链连接,尺寸如题4-18图所示试求固定铰链支座A和滚动铰链支座B的约束力以及杆BC所受的力ABW1.5mCDE1.5m2m2mxyAB1.5mCDE1.5m2m2mFA yFAxFBWW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Axy,列出平衡方程;(3) 研究CE杆(带滑轮),受力分析,画出受力图(平面任意力系);CDEWWFD yFDxFCBa(4) 选D点为矩心,列出平衡方程;约束力的方向如图所示ABCDEFF45o4-20 AB、AC、DE三杆连接如题4-20图所示DE杆上有一插销F套在AC杆的导槽内求在水平杆DE的E端有一铅垂力F作用时,AB杆上所受的力设AD=DB,DF=FE,BC=DE,所有杆重均不计解:(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BC方向;(2) 研究DFE杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);DEFFD yFDx45oBFF(3) 分别选F点和B点为矩心,列出平衡方程;(4) 研究ADB杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);ABDF’D yF’DxFA yFAxFBxy(5) 选坐标系Axy,列出平衡方程;约束力的方向如图所示。
x2005050150y(a)yx801201010(b)6-18 试求图示两平面图形形心C的位置图中尺寸单位为mmx2005050150yC2CS2解:(a) (1) 将T形分成上、下二个矩形S1、S2,形心为C1、C2;(2) 在图示坐标系中,y轴是图形对称轴,则有:xC=0(3) 二个矩形的面积和形心;(4) T形的形心;C1S1yx801201010C2CS2(b) (1) 将L形分成左、右二个矩形S1、S2,形心为C1、C2;(3) 二个矩形的面积和形心;(4) L形的形心;200100160xy(a)CO1003030604020yxC(b)6-19试求图示平面图形形心位置尺寸单位为mm200100160xyCOC1S1C2S2解:(a) (1) 将图形看成大圆S1减去小圆S2,形心为C1和C2;(2) 在图示坐标系中,x轴是图形对称轴,则有:yC=0(3) 二个图形的面积和形心;(4) 图形的形心;1003030604020yxCC1C2S1S2(b) (1) 将图形看成大矩形S1减去小矩形S2,形心为C1和C2;(2) 在图示坐标系中,y轴是图形对称轴,则有:xC=0(3) 二个图形的面积和形心;(4) 图形的形心;8-1 试求图示各杆的轴力,并指出轴力的最大值。
F2F(b)FF(a)(d)2kN1kN2kN(c)2kN3kN3kN解:(a)(1) 用截面法求内力,取1-1、2-2截面;FF1122(2) 取1-1截面的左段;FFN111(3) 取2-2截面的右段;22FN2(4) 轴力最大值:(b)(1) 求固定端的约束反力;F2FFR2121(2) 取1-1截面的左段;F11FN1(3) 取2-2截面的右段;FR22FN2(4) 轴力最大值:(c)(1) 用截面法求内力,取1-1、2-2、3-3截面;2kN2kN3kN3kN223311(2) 取1-1截面的左段;2kN11FN1(3) 取2-2截面的左段;2kN3kN2211FN2(4) 取3-3截面的右段;3kN33FN3(5) 轴力最大值:(d)(1) 用截面法求内力,取1-1、2-2截面;2kN1kN1122(2) 取1-1截面的右段;2kN1kN11FN1(2) 取2-2截面的右段;1kN22FN2(5) 轴力最大值:8-2 试画出8-1所示各杆的轴力图解:(a) FFNx(+)FFNx(。