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1、第一章 习题 下列习题中，凡未标出自重的物体，质量不计。接触处都不计摩擦。 1-1试分别画出下列各物体的受力图。1-2试分别画出下列各物体系统中的每个物体的受力图。1-3试分别画出整个系统以及杆BD，AD，AB（带滑轮C，重物E和一段绳索）的受力图。1-4构架如图所示，试分别画出杆HED，杆BDC及杆AEC的受力图。1-5构架如图所示，试分别画出杆BDH，杆AB，销钉A及整个系统的受力图。1-6构架如图所示，试分别画出杆AEB，销钉A及整个系统的受力图。1-7构架如图所示，试分别画出杆AEB，销钉C，销钉A及整个系统的受力图。1-8结构如图所示，力P作用在销钉C上，试分别画出AC，BCE及DE
2、H部分的受力图。参考答案1-1解：1-2解：1-3解：1-4解：1-5解：1-6解：1-7解：1-8解：第二章 习题参考答案2-1解：由解析法， 故： 2-2解：即求此力系的合力，沿OB建立x坐标，由解析法，有故： 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：联立上二式，解得：（拉力）（压力）（b） 由平衡方程有：联立上二式，解得：（拉力）（压力）（c） 由平衡方程有：联立上二式，解得：(拉力)（压力）（d） 由平衡方程有：联立上二式，解得：(拉力)(拉力)2-4解：（a）受力分析如图所示：由 由 (b)解：受力分析如图所示：由联立上二式，得：2-5解：几
3、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： （压力）（与X轴正向夹150度）2-6解：受力如图所示：已知， ，由 由 2-7解：受力分析如图所示，取左半部分为研究对象由 联立后，解得： 由二力平衡定理 2-8解：杆AB，AC均为二力杆，取A点平衡由 联立上二式，解得： （受压）（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 （2）取B点列平衡方程由 2-10解：取B为研究对象：由 取C为研究对象：由 由 联立上二式，且有 解得：取E为研究对象：由 故有：2-11解：取A点平衡：联立后可得： 取D点平衡，取如图坐标系
4、：由对称性及 2-12解：整体受力交于O点，列O点平衡由 联立上二式得： （压力）列C点平衡联立上二式得： （拉力）（压力）2-13解：（1）取DEH部分，对H点列平衡联立方程后解得： （2）取ABCE部分，对C点列平衡且 联立上面各式得： （3）取BCE部分。根据平面汇交力系平衡的几何条件。2-14解：（1）对A球列平衡方程（1）（2）（2）对B球列平衡方程（3）（4）且有： （5）把（5）代入（3），（4）由（1），（2）得： （6）又（3），（4）得： （7）由（7）得： （8）将（8）代入（6）后整理得：2-15解：，和P构成作用于AB的汇交力系，由几何关系：又整理上式后有： 取正根
5、第三章 习题参考答案3-1解：3-2解：构成三个力偶因为是负号，故转向为顺时针。3-3解：小台车受力如图，为一力偶系，故 ，由3-4解：锤头受力如图，锤头给两侧导轨的侧压力和构成一力偶，与，构成力偶平衡由 3-5解：电极受力如图，等速直线上升时E处支反力为零即： 且有：由 3-6解：A，B处的约束反力构成一力偶由 3-7解：，受力如图，由，分别有：杆： （1）杆： （2）且有： （3）将（3）代入（2）后由（1）（2）得： 3-8解：杆ACE和BCD受力入图所示，且有：对ACE杆： 对BCD杆： 第四章 习题4-1 已知F1=60N，F2=80N，F3=150N，m=100N.m，转向为逆时针
6、，=30图中距离单位为m。试求图中力系向O点简化结果及最终结果。4-2 已知物体所受力系如图所示，F=10Kn，m=20kN.m，转向如图。（a）若选择x轴上B点为简化中心，其主矩LB=10kN.m，转向为顺时针，试求B点的位置及主矢R。（b）若选择CD线上E点为简化中心，其主矩LE=30kN.m，转向为顺时针，=45，试求位于CD直线上的E点的位置及主矢R。4-3 试求下列各梁或刚架的支座反力。解：（a） 受力如图由MA=0 FRB3a-Psin302a-Qa=0FRB=（P+Q）/3由 x=0 FAx-Pcos30=0FAx=P由Y=0 FAy+FRB-Q-Psin30=0FAy=（4Q+
7、P）/64-4 高炉上料的斜桥，其支承情况可简化为如图所示，设A和B为固定铰，D为中间铰，料车对斜桥的总压力为Q，斜桥（连同轨道）重为W，立柱BD质量不计，几何尺寸如图示，试求A和B的支座反力。4-5 齿轮减速箱重W=500N，输入轴受一力偶作用，其力偶矩m1=600N.m，输出轴受另一力偶作用，其力偶矩m2=900N.m，转向如图所示。试计算齿轮减速箱A和B两端螺栓和地面所受的力。4-6 试求下列各梁的支座反力。(a) (b)4-7 各刚架的载荷和尺寸如图所示，图c中m2m1，试求刚架的各支座反力。4-8 图示热风炉高h=40m，重W=4000kN，所受风压力可以简化为梯形分布力，如图所示，
8、q1=500kN/m，q2=2.5kN/m。可将地基抽象化为固顶端约束，试求地基对热风炉的反力。4-9 起重机简图如图所示，已知P、Q、a、b及c，求向心轴承A及向心推力轴承B的反力。4-10 构架几何尺寸如图所示，R=0.2m，P=1kN。E为中间铰，求向心轴承A的反力、向心推力轴承B的反力及销钉C对杆ECD的反力。4-11 图示为连续铸锭装置中的钢坯矫直辊。钢坯对矫直辊的作用力为一沿辊长分布的均布力q，已知q=1kN/mm，坯宽1.25m。试求轴承A和B的反力。4-12 立式压缩机曲轴的曲柄EH转到垂直向上的位置时，连杆作用于曲柄上的力P最大。现已知P=40kN，飞轮重W=4kN。求这时轴
9、承A和B的反力。4-13 汽车式起重机中，车重W1=26kN，起重臂重.kN，起重机旋转及固定部分重2kN，作用线通过点，几何尺寸如图所示。这时起重臂在该起重机对称面内。求最大起重量max。4-14 平炉的送料机由跑车A及走动的桥B所组成，跑车装有轮子，可沿桥移动。跑车下部装有一倾覆操纵柱D，其上装有料桶C。料箱中的载荷Q=15kN，力Q与跑车轴线OA的距离为5m，几何尺寸如图所示。如欲保证跑车不致翻倒，试问小车连同操纵柱的重量W最小应为多少？4-15 两根位于垂直平面内的均质杆的底端彼此相靠地搁在光滑地板上，其上端则靠在两垂直且光滑的墙上，质量分别为P1与P2。求平衡时两杆的水平倾角1与2的
10、关系。4-16 均质细杆AB重P，两端与滑块相连，滑块和可在光滑槽内滑动，两滑块又通过滑轮用绳索相互连接，物体系处于平衡。（）用和表示绳中张力；（）当张力时的值。4-17 已知，和，不计梁重。试求图示各连续梁在、和处的约束反力。4-18 各刚架的载荷和尺寸如图所示，不计刚架质量，试求刚架上各支座反力。4-19 起重机在连续梁上，已知P=10kN，Q=50kN，不计梁质量，求支座A、B和D的反力。4-20 箱式电炉炉体结构如图a所示。D为炉壳，E为炉顶拱，H为绝热材料，I为边墙，J为搁架。在实际炉子设计中，考虑到炉子在高温情况下拱顶常产生裂缝，可将炉拱简化成三铰拱，如图b所示。已知拱顶是圆弧形，
11、跨距l=1.15m，拱高h=0.173m，炉顶重G=2kN。试求拱脚A和B处反力。4-21 图示厂房房架是由两个刚架AC和BC用铰链连接组成，与两铰链固结于地基，吊车梁宰房架突出部分和上，已知刚架重1260kN,吊车桥重Q=10kN，风力F=10kN，几何尺寸如图所示。和两点分别在力1和2的作用线上。求铰链、和的反力。4-22 图示构架由滑轮D、杆AB和CBD构成，一钢丝绳绕过滑轮，绳的一端挂一重物，重量为G，另一端系在杆AB的E处，尺寸如图所示，试求铰链A、B、C和D处反力。4-23 桥由两部分构成，重W1=W2=40kN，桥上有载荷P=20kN，尺寸如图所示，试求出铰链A、B和C的反力。4
12、-24 图示结构，在C、D、E、F、H处均为铰接。已知P1=60kN，P2=40 kN，P3=70kN,几何尺寸如图所示。试求各杆所受的力。4-25 构架的载荷和尺寸如图所示，已知P=24kN，求铰链和辊轴的反力及销钉对杆的反力。-26 构架的载荷和尺寸如图所示，已知P=40kN，R=0.3m，求铰链A和B的反力及销钉C对杆ADC的反力。4-27 图示破碎机传动机构，活动夹板AB长为600mm，假设破碎时矿石对活动夹板作用力沿垂直于AB方向的分力P=1kN，BC=CD=600mm，AH=400mm，OE=100mm，图示位置时，机构平衡。试求电机对杆OE作用的力偶的力偶矩m0。4-28 曲柄滑
13、道机构如图所示，已知m=600N.m，OA=0.6m，BC=0.75m。机构在图示位置处于平衡，=30，=60。求平衡时的P值及铰链O和B反力。4-29 插床机构如图所示，已知OA=310mm，O1B=AB=BC=665mm，CD=600mm，OO1=545mm，P=25kN。在图示位置：OO1A在铅锤位置；O1C在水平位置，机构处于平衡，试求作用在曲柄OA上的主动力偶的力偶矩m。4-30 在图示机构中，OB线水平，当B、D、F在同一铅垂线上时，DE垂直于EF，曲柄正好在铅锤位置。已知OA=100mm，BD=BC=DE=100mm，EF=100mm，不计杆重和摩擦，求图示位置平衡时m/P的值。
14、4-31 图示屋架为锯齿形桁架。G1=G2=20kN，W1=W2=10kN，几何尺寸如图所示，试求各杆内力。4-32 图示屋架桁架。已知F1=F2=F4=F5=30kN，F3=40kN，几何尺寸如图所示，试求各杆内力。4-33 桥式起重机机架的尺寸如图所示。P1=100kN，P2=50kN。试求各杆内力。4-34图示屋架桁架，载荷G1=G2=G3=G4=G5=G，几何尺寸如图所示，试求：杆1、2、3、4、5和6 的内力。参考答案4-1 解： =19642 （顺时针转向）故向O点简化的结果为：由于FR0，L00，故力系最终简化结果为一合力，大小和方向与主矢相同，合力FR的作用线距O点的距离为d。FR=FR=52.1Nd=L0/FR=5
