工程力学课后习题答案主编佘斌
工程力学课后习题答案(静力学和材料力学)

解:图(a):θ = arcsin 4 ,
5
∑ Fx = 0 ,
F sin(60° − θ ) − W sinθ = 0 , F = 1672 N
图(b):θ = 53.13° ,
∑ Fx = 0 , F cos(θ − 30°) − W sinθ = 0 , F = 217N
Fy
x
30D B
Wθ
y
可推出图(b)中 FAB = 10FDB = 100F = 80 kN。
FED αD
FDB FD′ B
FCB
α
B
F 习题 1-12 解 1 图
F AB 习题 1-12 解 2 图
1—13 杆 AB 及其两端滚子的整体重心在 G 点,滚子搁置在倾斜的光滑刚性平面上,如
图所示。对于给定的θ 角,试求平衡时的 β 角。
=
25 kN 6
即
FR
= ( 5 , 10 )kN 23
作用线方程: y = 4 x + 4 3
讨论:本题由于已知数值的特殊性,实际 G 点与 E 点重合。
2-3三个小拖船拖着一条大船,如图所示。每根拖缆的拉力为5kN。试求:(1)作用于大 船上的合力的大小和方向。(2)当A船与大船轴线x的夹角θ为何值时,合力沿大船轴线方向。
投影: Fx1 = F cosα , Fy1 = F sinα
讨论: ϕ = 90°时,投影与分力的模相等;分力是矢量,投影是代数量。
图(b):
分力: Fx2 = (F cosα − F sin α tan ϕ )i2 ,
Fy2
=
F sinα sinϕ
j2
投影: Fx2 = F cosα ,
Fy2 = F cos(ϕ − α )
工程力学课后习题答案解析

《工程力学》复习资料1.画出(各部分)的受力图(1)(2)(3)2.力F作用在边长为L正立方体的对角线上。
设Oxy平面与立方体的底面ABCD 相平行,两者之间的距离为h,试求力F对O点的矩的矢量表达式。
解:依题意可得:ϕθcos cos ⋅⋅=F F xϕθsin cos ⋅⋅=F F y θsin ⋅=F F z 其中33sin =θ 36cos =θ 45=ϕ 点坐标为:()h l l ,, 则()3)()(3333333j i h l F k F j F i F F M +⋅+=-+-= 3.如图所示力系由F 1,F 2,F 3,F 4和F 5组成,其作用线分别沿六面体棱边。
已知:的F 1=F 3=F 4=F 5=5kN, F 2=10 kN ,OA=OC/2=1.2m 。
试求力系的简化结果。
解:各力向O 点简化 0.0.0.523143=-==-==+-=C O F A O F M C B F A O F M C O F C O F M Z Y X 即主矩的三个分量 kN F F Rx 55==kN F F Ry 102==kN F F F F RZ 5431=+-=即主矢量为: k j i 5105++合力的作用线方程 Z y X ==24.多跨梁如图所示。
已知:q=5kN ,L=2m 。
试求A 、B 、D 处的约束力。
取CD 段0=∑ci M 0212=-⋅ql l F D 解得 kN F D 5=取整体来研究,0=∑iy F02=+⋅-+D B Ay F l q F F 0=∑ix F 0=Ax F0=∑iAM 032=⋅+⋅-⋅l F l ql l F D B 联合以上各式,解得 kN F F Ay A 10-== kN F B 25=5.多跨梁如图所示。
已知:q=5kN ,L=2m ,ψ=30°。
试求A 、C 处的约束力。
(5+5=10分)取BC 段0=∑iy F0cos 2=⋅+⋅-ϕC B F l q F 0=∑ix F 0sin =⋅-ϕC Bx F F0=∑icM 022=⋅⋅+⋅-l l q l F By联合以上各式,解得 kN F Bx 77.5= kN F By 10= kN F C 574.11=取整体研究0=∑ix F0sin =⋅-ϕC Ax F F 0=∑iy F 0cos 2=⋅+⋅-ϕC Ay F l q F0=∑iAM 04cos 32=⋅⋅+⋅⋅-l F l l q M C A ϕ 联合以上各式,解得 kN F Ax 774.5= kN F Ay 10= m kN M A ⋅=406.如图无底的圆柱形容器空筒放在光滑的固定地面上,内放两个重球。
工程力学A(上)第1周作业习题解答PPT课件

抛物线x=y3/3(单位:m)运动,当y=2m时, 以地球为参考系求该瞬时销钉轨迹的曲
v 率半径及切向加速度。atFra bibliotekaan
vx v0
vy
v0 y2
1 v v0 1 y4
当 y=2时
tanddyxxyy12
1 4
cos 4
17
sin 1
加速度:
a axyvv xy02v y0 3y 2v y0 3v y0 22v y0 12 57
当 y=2时,a
ax2
ay2
v02 16
(加速度方向沿 y轴负方向)
at
as
in
v02 1617
an
acos
v02 4 17
(方向如图)
完整版课件
v2 an
17 16
v02
v02
17 4
17
4 17 4
感谢亲观看此幻灯片,此课件部分内容来源于网络, 如有侵权请及时联系我们删除,谢谢配合!
当 y=2时,
ax 0
ay
2v2025
v02完整版课件 a 16
ax2
ay2
v02 16
(加速度方向沿 y轴负方向3 )
习 题 1.5 §1 运动学基础与点的运动学
vx v0
1
a v t
aa
n
vy
v0 y2
v v0
tanddyxxyy12
1 4
1 y4
cos sin
4
17 1
加速度:
17
工程力学(A)
§1 重点难点习题解答
北京理工大学理学院力学系 韩斌
完整版课件
1
习 题 1.5 §1 运动学基础与点的运动学
(完整版)工程力学课后详细答案

第一章静力学的基本概念受力图第二章 平面汇交力系2-1解:由解析法,23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑12sin 140RY F Y P P Nθ==+=∑故:22161.2R RX RY F F F N=+=1(,)arccos2944RYR RF F P F '∠==2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有123cos45cos453RX F X P P P KN==++=∑13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑故: 223R RX RY F F F KN=+= 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:0X =∑sin 300AC AB F F -=0Y =∑cos300AC F W -=0.577AB F W=(拉力)1.155AC F W=(压力)(b ) 由平衡方程有:0X =∑ cos 700AC AB F F -=0Y =∑sin 700AB F W -=1.064AB F W=(拉力)0.364AC F W=(压力)(c ) 由平衡方程有:0X =∑cos 60cos300AC AB F F -=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=0.5AB F W= (拉力)0.866AC F W=(压力)(d ) 由平衡方程有:0X =∑sin 30sin 300AB AC F F -=0Y =∑cos30cos300AB AC F F W +-=0.577AB F W= (拉力)0.577AC F W= (拉力)2-4 解:(a )受力分析如图所示:由x =∑ 22cos 45042RA F P -=+15.8RA F KN∴=由Y =∑ 22sin 45042RA RB F F P +-=+7.1RB F KN∴=(b)解:受力分析如图所示:由x =∑3cos 45cos 45010RA RB F F P ⋅--=0Y =∑1sin 45sin 45010RA RB F F P ⋅+-=联立上二式,得:22.410RA RB F KN F KN==2-5解:几何法: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:5RA F KN= (压力)5RB F KN=(与X 轴正向夹150度)2-6解:受力如图所示:已知,1R F G = ,2AC F G =由x =∑cos 0AC r F F α-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=22221sin N F W G W G G α∴=-⋅=--2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由x =∑cos 45cos 450RA CB P F F --=0Y =∑sin 45sin 450CBRA F F '-=联立后,解得:0.707RA F P=0.707RB F P=由二力平衡定理0.707RB CB CBF F F P '===2-8解:杆AB ,AC 均为二力杆,取A 点平衡由x =∑cos 60cos300AC AB F F W ⋅--=0Y =∑sin 30sin 600AB AC F F W +-=联立上二式,解得:7.32AB F KN=-(受压)27.3AC F KN=(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x =∑sin cos 0DB T W αα-=DB T Wctg α∴==(2)取B 点列平衡方程:由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BD T T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解:取B 为研究对象:由0Y =∑sin 0BC F P α-=sin BC PF α∴=取C 为研究对象:由x =∑cos sin sin 0BCDC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式,且有BCBC F F '= 解得:2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+⎪⎝⎭取E 为研究对象:由0Y =∑ cos 0NH CEF F α'-=CECE F F '= 故有:22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解:取A 点平衡:x =∑sin 75sin 750AB AD F F -=0Y =∑cos 75cos 750AB AD F F P +-=联立后可得: 2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡,取如图坐标系:x =∑cos5cos800ADND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及ADAD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos 75N ND AD P F F F KN'∴===⋅=2-12解:整体受力交于O 点,列O 点平衡由x =∑cos cos300RA DC F F P α+-=0Y =∑sin sin 300RA F P α-=联立上二式得:2.92RA F KN=1.33DC F KN=(压力)列C 点平衡x =∑405DC AC F F -⋅=0Y =∑ 305BC AC F F +⋅=联立上二式得: 1.67AC F KN=(拉力)1.0BC F KN=-(压力)2-13解:(1)取DEH 部分,对H 点列平衡x =∑05RD REF F '= 0Y =∑05RD F Q =联立方程后解得: 5RD F Q =2REF Q '=(2)取ABCE 部分,对C 点列平衡x =∑cos 450RE RA F F -=0Y =∑sin 450RB RA F F P --=且RE REF F '=联立上面各式得: 22RA F Q =2RB F Q P=+(3)取BCE 部分。
《工程力学》课后习题与答案全集

工程力学习题答案第一章静力学基础知识思考题:1. X ;2. V ;3. V ;4. V ;5. K 6. K 7. V ;8. V习题一1•根据三力汇交定理,画出下面各图中A 点的约束反力方向。
解:(a )杆AB 在 A B 、C 三处受力作用。
u由于力p和uuv R B 的作用线交于点Q 如图(a )所示,根据三力平衡汇交定理, 可以判断支座A 点的约束反力必沿 通过A 0两点的连线。
uP 3uvB 处受绳索作用的拉力uuv R B (b )同上。
由于力交于0点,根据三力平衡汇交定理, 可判断A 点的约束反力方向如 下图(b )所示。
的作用线 2.不计杆重,画出下列各图中 AB 杆的受力图。
uP 解:(a )取杆AB 和E 两处还受光滑接触面约束。
约束力UJVN E uuvuuN A 和 N E,在A的方向分别沿其接触表面的公法线, 外,在 并指向杆。
其中力uuvN A 与杆垂直,通过半圆槽的圆心 Q力 AB 杆受力图见下图(a )。
和C 对它作用的约束力 NBo------- r -------- —y —uuv N C铰销此两力的作用线必须通过(b )由于不计杆重,曲杆 BC 只在两端受 故曲杆BC 是二力构件或二力体,和 B 、C 两点的连线,且B O两点的连线。
见图(d).第二章力系的简化与平衡思考题:1. V ;2.>;3. X ;4. K 5. V ;6.$7.>;8. x ;9. V .1.平面力系由三个力和两个力偶组成, 它们的大小和作用位置如图示,长度单位为cm 求此力系向O 点简化的结果,并确定其合力位置。
uvR R 解:设该力系主矢为 R ,其在两坐标轴上的投影分别为Rx、y。
由合力投影定理有:。
4.梁AB 的支承和荷载如图, 小为多少?解:梁受力如图所示:2. 位置:d M o /R 25000.232 火箭沿与水平面成F ,100 0.6100 80 2000 0.5 580m 23.2cm,位于O 点的右侧。
工程力学课后答案 高等教育出版社出版

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:1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图(a) B(b)(c)(d)A(e)A(a)(b) A(c)A(d)A(e)(c)(a)(b)解:1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
(d)(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F (b)(d)(e)解:1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ;(b) 半拱AB 部分;(c) 踏板AB ;(d) 杠杆AB ;(e) 方板ABCD ;(f) 节点B 。
解:(a)F (b)W(c)(d)D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)D(e)W(f)(a)D(b)B(c)BF D1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ,结点B ;(b) 圆柱A 和B 及整体;(c) 半拱AB ,半拱BC 及整体;(d) 杠杆AB ,切刀CEF 及整体;(e) 秤杆AB ,秤盘架BCD 及整体。
解:(a)(d)FC(e)WB(f)F FBC(c)(d)AT F BAF (b)(e)(b)(c)(d)(e)CAA C’CDDC ’B2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接,另一端均与墙面铰接,如图所示,F 1和F 2作用在销钉C 上,F 1=445 N ,F 2=535 N ,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:12140 sin 600530 cos 6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2-3 水平力F 作用在刚架的B 点,如图所示。
如不计刚架重量,试求支座A 和D 处的约束力。
解:(1) 取整体ABCD 为研究对象,受力分析如图,画封闭的力三角形:(2)F 1F FDF F AF D211 1.1222D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o 的力F ,力的大小等于20KN ,如图所示。
工程力学课后习题答案-工程力学实验课后题答案之令狐文艳创作

令狐文艳工程力学令狐文艳练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础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)第二章 平面力系2-1 电动机重P=5000N ,放在水平梁AC 的中央,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∑∑=︒+︒==︒-︒=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得:N P F F B A 5000===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∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC yBC AB x解得:PF P F AB BC 732.2732.3=-=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,求电线的中点和两端的拉力。
题2-3图以AC 段电线为研究对象,三力汇交NF N F F F FF F F C A GA yC A x 200020110/1tan sin ,0,cos ,0=======∑∑解得:ααα2-4图示为一拔桩装置。
(完整word版)《工程力学》课后习题解答

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:1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a) B(b)(c)(d)(e)A(a)(b) A(c)A(d)(e)(c)(a)(b)解:1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
解:(e)BB(a)B(b)(c)F B(a)(c)F (b)(d)(e)FWA1—4 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 拱ABCD ;(b) 半拱AB 部分;(c ) 踏板AB;(d) 杠杆AB;(e ) 方板ABCD;(f ) 节点B 。
解:(d)D(e)F Bx(a)(b)(c)(d)(e)W(f)(a)D(b) CB(c)BF DF CBF F BC1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a) 结点A ,结点B ;(b) 圆柱A 和B 及整体;(c) 半拱AB ,半拱BC 及整体;(d ) 杠杆AB ,切刀CEF 及整体;(e ) 秤杆AB ,秤盘架BCD 及整体。
解:(a )(b )(c )(c)(d)ATFBAF(b)D(e)(d )(e)’CB2—2 杆AC 、BC 在C 处铰接,另一端均与墙面铰接,如图所示,F 1和F 2作用在销钉C 上,F 1=445 N ,F 2=535 N ,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:12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2—3 水平力F 作用在刚架的B 点,如图所示.如不计刚架重量,试求支座A 和D 处的约束力。
解:(1) 取整体ABCD 为研究对象,受力分析如图,画封闭的力三角形:(2)F 1F FDF F AF D211 1.122D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F F =====∴===2-4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o的力F ,力的大小等于20KN ,如图所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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);(2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 0.400.4 kN xAx Ax FF F =-+==∑()0: 20.80.5 1.60.40.7200.26 kNAB B MF F F =-⨯+⨯+⨯+⨯==∑0: 20.501.24 kNyAy B Ay FF F F =-++==∑约束力的方向如图所示。
(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; 2()0: 33200.33 kNB Ay Ay M F F dx x F =-⨯-+⨯⨯==∑⎰A B C D 0.8 0.8 0.4 0.50.40.7 2 (b)A BC 12 q =2(c)M=3 30oA B C D 0.8 0.8 0.8 200.8M =8q =20 (e)A B C 1 2 q =2 M=3 30o F BF Ax F A yy xdx 2⨯dxx A B C D 0.8 0.80.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F AxF A yyx20: 2cos3004.24 kNo y Ay B B F F dx F F =-⨯+==∑⎰0: sin3002.12 kNo xAx B Ax FF F F =-==∑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);(2) 选坐标系Axy ,列出平衡方程;0: 0xAx FF ==∑0.8()0: 208 1.620 2.4021 kNAB B MF dx x F F =⨯⨯++⨯-⨯==∑⎰0.80: 2020015 kNy Ay B Ay F dx F F F =-⨯++-==∑⎰约束力的方向如图所示。
4-16 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。
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; 0()0: -205 kNaCD D MF q dx x M F a F =⨯⨯+-⨯==∑⎰0: 025 kNay C D C F F q dx F F =-⨯-==∑⎰(3) 研究ABC 杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系);A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8M =8q =20 F BF Ax F A y yx20⨯dx x dxA B C Da M qa a aCDM qa a F C F Dx dx qdxy x y xABC aqaF ’CF AF B x dx qdx(4) 选坐标系Bxy ,列出平衡方程;'0()0: 035 kNaBA C A MF F a q dx x F a F =⨯-⨯⨯-⨯==∑⎰'00: 080 kNay A B C B F F q dx F F F =--⨯+-==∑⎰约束力的方向如图所示。
4-17 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);(3) 选坐标系Axy ,列出平衡方程; 0: 1000100 kN xAx Ax FF F =-+==∑51()0: 100660120 kNAB B MF q dx x F F =-⨯-⨯⨯+⨯==∑⎰510: 080 kNy Ay B Ay F F q dx F F =--⨯+==∑⎰约束力的方向如图所示。
(b):(1) 研究CD 杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);A B C D3 F =100q =10 (a)33 4 1 1A B C D 3 F =50 q =10 (b) 3 3 6 A B C D3 F =100 q =103 3411F A y F AxF By x x dx qdxC F =50q =10 3F C y F Cxdxqdxx(2) 选C 点为矩心,列出平衡方程;3()0: 3015 kNC D D M F q dx x F F =-⨯⨯+⨯==∑⎰ (3) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);(4) 选坐标系Bxy ,列出平衡方程;0: 50050 kN xAx Ax FF F =-==∑3()0: 63503025 kNB Ay D Ay M F F q dx x F F =-⨯-⨯⨯+⨯+⨯==∑⎰30: 010 kNyAy B D B FF q dx F F F =-⨯-+==∑⎰约束力的方向如图所示。
8-5 图示阶梯形圆截面杆,承受轴向载荷F1=50 kN 与F2作用,AB 与BC 段的直径分别为d1=20 mm 和d2=30 mm ,如欲使AB 与BC 段横截面上的正应力相同,试求载荷F2之值。
解:(1) 用截面法求出1-1、2-2截面的轴力;11212 N N F F F F F ==+(2) 求1-1、2-2截面的正应力,利用正应力相同;311215010159.210.024N F MPaA σπ⨯===⨯⨯ 32221225010159.210.034N F F MPaA σσπ⨯+====⨯⨯A B C D 3F =50 q =10 3 3 6F A y F Ax F BF D dx qdx x xyB A F 1 F 2C 2 1 2 1262.5F kN ∴=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b 。
已知载荷F=50 kN ,钢的许用应力[σS] =160MPa ,木的许用应力[σW] =10 MPa 。
解:(1) 对节点A 受力分析,求出AB 和AC 两杆所受的力;270.7 50AC AB F F kN F F kN ====(2) 运用强度条件,分别对两杆进行强度计算;[][]3213225010160 20.01470.71010 84.1AB ABS AC ACW F MPa d mmA d F MPa b mm A b σσπσσ⨯==≤=≥⨯==≤=≥所以可以确定钢杆的直径为20 mm ,木杆的边宽为84 mm 。
11-6 图示悬臂梁,横截面为矩形,承受载荷F1与F2作用,且F1=2F2=5 kN ,试计算梁内的最大弯曲正应力,及该应力所在截面上K 点处的弯曲正应力。
FA B Cl 4501 2A yx450F ACF ABFF AB F ACF401m F 1C y 1m F 2 80 Kz30解:(1) 画梁的弯矩图(2) 最大弯矩(位于固定端):max 7.5 M kN =(3) 计算应力: 最大应力:K 点的应力:11-8 图示简支梁,由No28工字钢制成,在集度为q 的均布载荷作用下,测得横截面C 底边的纵向正应变ε=3.0×10-4,试计算梁内的最大弯曲正应力,已知钢的弹性模量E=200 Gpa ,a=1 m 。
解:(1) 求支反力31 44A B R qa R qa ==(2) 画内力图FABC300 450126max max max227.510176 408066ZM M MPa bh W σ⨯====⨯6max max 337.51030132 ********K ZM y M y MPabh I σ⋅⋅⨯⨯====⨯(+) 7.5kN xM5kNA B aa qCε R A R B x(+)x(-)3qa/4F Sqa/4qa 2/49qa 2/32M(3) 由胡克定律求得截面C 下边缘点的拉应力为:49max 3.010******* C E MPa σε+-=⋅=⨯⨯⨯=也可以表达为:2max4C C z z qa MW W σ+==(4) 梁内的最大弯曲正应力:2max max max 993267.5 8C zz qa M MPa W W σσ+====11-14 图示槽形截面悬臂梁,F=10 kN ,Me=70 kNm ,许用拉应力[σ+]=35 MPa ,许用压应力[σ-]=120 MPa ,试校核梁的强度。
解:(1) 截面形心位置及惯性矩:112212(150250)125(100200)15096 (150250)(100200)C A y A y y mmA A ⋅+⋅⨯⋅+-⨯⋅===+⨯+-⨯3322841505025200(15050)(25)2(25200)(150)12121.0210 zCC C I y y mm ⎡⎤⨯⨯=+⨯⋅-++⨯⋅-⎢⎥⎣⎦=⨯(2) 画出梁的弯矩图(3) 计算应力y100 3m F 3m M e25 25 50 200z CCA Mx40kNm30kNm(+)(-)10kNmA+截面下边缘点处的拉应力及上边缘点处的压应力分别为:68(250)4010(25096)60.4 1.0210C A A zCM y MPa I σ+++⋅-⨯-===⨯6840109637.61.0210CA A zCM y MPa I σ-++⋅⨯⨯===⨯A-截面下边缘点处的压应力为68(250)3010(25096)45.3 1.0210C A A zCM y MPa I σ---⋅-⨯-===⨯可见梁内最大拉应力超过许用拉应力,梁不安全。