工程力学材料力学部分西南交大版作业答案
西南交1112考试批次《工程力学B》复习题及参考答案
工程力学B第1次作业本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共27道小题)1. 考虑力对物体作用的运动效应和变形效应，力是(A) 滑动矢量(B) 自由矢量(C) 定位矢量正确答案：C解答参考：2. 考虑力对物体作用的运动效应，力是(A) 滑动矢量(B) 自由矢量(C) 定位矢量正确答案：A解答参考：3.(A) 平衡(B) 不平衡(C) 不能确定正确答案：B解答参考：4.(A)(B)(C) 不能确定正确答案：B解答参考：5. 力的可传性原理只适用于(A) 刚体(B) 变形体(C) 刚体和变形体正确答案：A解答参考：6. 加减平衡力系公理适用于_____________(A) 刚体(B) 变形体(C) 刚体和变形体正确答案：A解答参考：7.图示的三铰刚架，自重不计，则构件CE是(A) 二力构件(B) 不能确定正确答案：A解答参考：8.图示结构，各杆自重不计，则杆BC是(A) 二力杆(B) 不能确定正确答案：A解答参考：9.(A) 不改变(B) 改变(C) 不能确定正确答案：B解答参考：10.(A) 等值、反向、共线(B) 分别沿AC和BC(C) 不能确定正确答案：B解答参考：11.(A)正确(B) 不正确(C) 不能确定正确答案：A解答参考：12.如图所示，物体处于平衡，自重不计，接触处是光滑的, 图中所画受力图是。
(A) 正确(B) A处约束力不正确(C) 不能确定正确答案：B解答参考：13.如图所示，各杆处于平衡，杆重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图。
(A) 正确(B) A处及B处约束力不正确(C) 不能确定正确答案：B解答参考：14.如图所示，梁处于平衡，自重不计，接触处是光滑的，图中所画受力图是。
(A) 正确(B) B处约束力不正确(C) 不能确定正确答案：B解答参考：15.刚体在四个力作用下平衡，若其中三个力的作用线汇交于一点，则第四个力的作用线(A) 一定通过汇交点(B) 不一定通过汇交点(C) 一定不通过汇交点正确答案：A解答参考：16. 用解析法求解平面汇交力系的平衡问题时，所选的投影轴(A) 一定要相互垂直(B) 不一定要相互垂直正确答案：B解答参考：17. 平面汇交力系的合力表示为(A)(B)正确答案：B解答参考：18. 平面汇交力系独立的平衡方程有个(A) 1(B) 2(C) 3正确答案：B解答参考：19.图中各个力之间的关系(A)(B)(C)(D)正确答案：A解答参考：20.图中各个力之间的关系。
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 )
工程力学材料力学部分课后习题详解
2-1 求下列结构中指定杆内的应力。
已知(a)图中杆的横截面面积A 1=A 2=1150mm 2； 解：（1）分析整体，作示力图∑=0)(i BF M：CB 041088=××−×A F AF N1F N2(c)40kN A F =（2）取部分分析，示力图见（b ）∑=0)(i CF M：02442.22=×+×−×q F F A N2(404402)36.36kN 2.2N F ×−×==3262236.361031.62MPa 115010N F A σ−×===×（3）分析铰E ，示力图见（c ）∑=0ix F ：0sin 12=−βN N F F1240.65kN N N F F == 3161137.961035.3MPa 115010N F A σ−×===×2-2 求下列各杆内的最大正应力。
（3）图(c)为变截面拉杆，上段AB 的横截面积为40mm 2，下段BC 的横截面积为30mm 2，杆材料的ρg =78kN/m 3。
解：1.作轴力图，BC 段最大轴力在B 处6N 120.530107812.0kN B F −=+×××AB 段最大轴力在A 处6N 12(0.5300.540)107812.0kN A F −=+×+×××3N 2612.010400MPa 30mm3010B B F σ−−×===× 3N 2612.010300MPa 40mm 4010AA F σ−−×===×杆件最大正应力为400MPa ，发生在B 截面。
EDF BF AF CxF N2(b)A120B120F NC2-4 一直径为15mm ，标距为200mm 的合金钢杆，比例极限内进行拉伸试验，当轴向荷载从零缓慢地增加58.4kN 时，杆伸长了0.9mm ，直径缩小了0.022mm ，确定材料的弹性模量E 、泊松比µ。
西南交1112考试批次《工程力学A》复习题及参考答案
工程力学A第1次作业本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共6道小题)1.构件的强度是指（）(A)在外力作用下构件抵抗变形的能力(B)在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力(C)在外力作用下构件抵抗破坏的能力(D)在外力作用下构件抵抗失稳的能力正确答案：C解答参考：2.材料力学中的内力是（）(A)物体内部的力(B)物体内部各质点间的相互作用力(C)由外力作用引起的各质点间相互作用力的合力的改变量(D)由外力作用引起的某一截面两侧各质点间相互作用力的合力的改变量正确答案：D解答参考：3.轴向拉伸细长杆件如图所示，则正确的说法应是（）(A)1-1、2-2面上应力皆均匀分布(B)1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布(C)1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布(D)1-1、2-2面上应力皆非均匀分布正确答案：B解答参考：4.(A)(B)(C)(D)正确答案：D解答参考：5.若将受扭实心圆轴的直径增加一倍，则其刚度是原来的（）。
(A)2倍(B)4倍(C)8倍(D)16倍正确答案：D解答参考：6.非对称的薄臂截面梁承受横向力时，若要求梁只发生平面弯曲而不发生扭转，则横向力作用的条件是（）。
(A)作用面与形心主惯性平面重合(B)作用面与形心主惯性平面平行(C)通过弯曲中心的任意平面(D)通过弯曲中心，平行于主惯性平面正确答案：D解答参考：四、主观题(共8道小题)15.画出下列指定物体的受力图。
参考答案：16.简易起重机用钢丝绳吊起重量G=2kN的重物，不计杆件自重、磨擦及滑轮大小，A、B、C 三处简化为铰链连接；求杆AB和AC所受的力。
参考答案：17.求图示平面力系的合成结果，长度单位为m。
参考答案：18.参考答案：19.参考答案：20.一为实心、一为空心的两根圆轴，材料、长度和所受外力偶均一样，实心直径d1，空心轴外径D2、内径d2，内外径之比α=d2/D2=0.8。
工程力学教程西南交通大学应用力学及工程系第二版习题答案详解
（静力学）
1
第一章 P19：
F
450
A
P
FNA
B FNB
1-1（b）
B
FNB
A FA
300
P
1-2（a）
2
P A 450
F FAx A
C B
FNB
FAy
或
B
300
FB
FA
F
1-2（b）
A C
B
300
FA
FB
1-2（d）
3
A
F
P
C E
FNE F
A FA/
P
C FCx/
E FCy/
约束力。设刚架的自重及摩擦均可不计。
F
B
FB
解：【BC】
B
a
A
FA
【整体】
FA
FC
450 450
F
a
C
二力构件
C
FC
FC
FC FA F sin450
2 F 0.707F 2
【BC】 FB FC 0.707F
8
P36： 2-8 图示梁AB，F=20KN. 试求支座A和B的约束力。 梁重及摩擦均可不计。
FNE
FA A
D FDx B
FDy
FCx C FCy
B FB/
B
FB D FDx
FDy
1-5
4
C A FA A
FC C
B
P
FB/ B
P
FAx
A FAy
1-6
B
FB
FB/ B
P
5
第二章 P35：
15秋西南交大《材料力学B》在线作业一答案课件
西南交《材料力学》在线作业一一、单选题（共 50 道试题，共 100 分。
）1. 剪应力互等定理是由单元体的（）导出的。
. 静力平衡关系. 几何关系. 物理关系. 强度条件正确答案：2. 根据圆轴扭转的平面假设，可以认为圆轴扭转时其横截面（）。
. 形状尺寸不变，直径仍为直线. 形状尺寸改变，直径仍为直线. 形状尺寸不变，直径不保持直线. 形状尺寸改变，直径不保持直线正确答案：3. 在单元体的主平面上，（）. 正应力一定最大. 正应力一定为零. 剪应力一定最小. 剪应力一定为零正确答案：4. 在平面图形的几何性质中，（）的值可正、可负、也可为零。
. 静矩和惯性矩. 极惯性矩和惯性矩. 惯性矩和惯性积. 静矩和惯性积正确答案：5. 实心截面等直杆，在（）变形时，弹性变形能等于比能乘以它的体积，即U=μV。
. 轴向拉伸. 扭转. 纯弯曲. 平面弯曲正确答案：6. 在下列条件中，（）对于变形体的虚功原理是不必要的。
. 变形体的材料是线弹性的. 变形体处于平衡状态. 虚位移必须是微小的. 虚位移必须满足位移边界条件和变形连续条件正确答案：7. 在横截面面积相等的条件下，（）截面杆的抗扭强度最高。
. 正方形. 矩形. 实心圆形. 空心圆形正确答案：8. 用同一材料制成的空心圆轴和实心圆轴,若长度和横截面面积均相同,则扭转刚度较大的是哪个?现有四种答案:. 实心圆轴. 空心圆轴. 二者一样. 无法判断正确答案：9. 轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面（）。
. 分别是横截面、45°斜截面. 都是横截面. 分别是45°斜截面、横截面. 都是45°斜截面正确答案：10. 关于下列结论: 1、应变分为线应变e 和切应变g ; 2、线应变为无量纲量; 3、若物体的各部分均无变形,则物体内各点的应变均为零; 4、若物体内各点的应变均为零,则物体无位移。
现有四种答案:. 1、2对. 3、4对. 1、2、3对. 全对正确答案：11.低碳钢的两种破坏方式如图()、()所示，其中（）。
工程力学西南交通大学应用力学与工程系第二版习题答案详解详解
3F 2
qa 4
Fy 0 FAy FB F qa 0
FAy
ห้องสมุดไป่ตู้
Me 2a
F 2
5qa 4
17
P69：4-6(a) 试求构架A、B处的约束力。构件重及摩擦均不计。
400kN
2.5m
2.5m
3m A FAx
B
600
FNB 解：【AB】
MA 0
FNB
1 2
5
FNB
3 3 400 2.5 0 2
y
几何法
1厘米代表100N
F1
F2
450
600
O 600
F3
x
F4
F2 F3
F1
F4
FR
量出FR的长度，折算出合力的大小，
量出角度 的值。
6
解析法
FRx= Fx= -F1cos 450 +F2cos600+F3+F4cos 600
y
= 293.93N
F1
450
O
F2
600
600
F4
FR F3
FRy = Fy = F1sin450 +F2sin60-F4sin600
FC 8802 4802 1002.4N
arctan 480 28.60 第四象限
880
16
P69： 4-5(b) 试求外伸梁支座处的约束力。梁重及摩擦均不计。
q
F
Me
D A
C B
a 解：【AB】
MA 0
a
FAy
a
a
FB
a FB 2a Me F 3a qa 2 0
FB
工程力学(材料力学部分)西南交大版-作业答案
A
Me
(2)
max
T Wp
10
16
0.083
1
62.5 80
4
0.16MPa
A
d D
max
0.125MPa
T
10
4.90105 rad m
GI p
8
1010
32
0.084
1
62.5 80
4
0.04mm
4
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=10×103MPa，如果重锤骤然放在桩 顶上，则桩内最大压应力又为多少？
参照P138例题7-10
解：
d Kd st 1
(c)
F=ql/2
q
A
12 3
1C 2 3 D
l/4
l/2
解：求得支座约束力
B
FA
FB
ql 2
FA
l
FB
(c)
Fs1
ql 2
M1
1 8
ql 2
Fs2 0
M2
1 8
ql 2
Fs3 0
M3
1 8
ql 2
(f)
qa2
C 1 A2
3
C1 2 3
q
4 4
a FA
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50MPa
工程力学电子教案
2
7-6：结构如图所示，杆件AB，AD均由两根等边角钢组成。已知材
料的许用应力[]=170MPa，试为AB，AD杆选择等边角钢的型号。
解：对DE杆作平衡分析知， FAD 300kN
进而，
FN ,AD 300 kN
FAB
假设AB，AC杆均被拉伸，对
A点作受力分析：
A FAC
B
C
30°
A
300kN/m
FAD
由分析可知， FAB 600kN, FAC 300 3kN 进而， FN,AB 600kN, FN,AC 300 3kN
E
2m
D
FEy
FAD
300kN/m
2 AAB
FN , AB
600 kN 170 MPa
35.3cm2
E FEx
2m
D
AAB≥17.6cm2，AB杆应该选择100×100×10的等边角钢。
解：(1) 画受力图，列出独立的平衡 方程，并确定超静定次数；
B C
2 1
60°
D
3 30°
A
4m
F
FN 2 cos30 FN3 0 FN1 FN 2 sin 30 F 0
FN2
FN1
60°
FN3 30°
A
两个方程，三个未知数，所以是一次超静定问题。
F
工程力学电子教案
第七章 拉伸和压缩
2 AAD
FN , AD
300 kN 170 MPa
17.6cm2
AAD≥8.8cm2，AD杆应该选择80×80×6的等边角钢。
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。
m
F=10kN
解：
n 300
0
FN A
F A
10 103 200 106
50MPa
300 0 cos2 300
50
3 2
2
37.5MPa
300
0
sin
2 300 2
0
s
in600 2
50
3 4 21.7MPa
P155 7-10 等直杆如图示，其直径为d=30mm。已知F=20kN,
l=0.9m,E=2.1×105MPa，试作轴力图，并求杆端D的水平位移ΔD 以及B、C两横截面的相对纵向位移ΔBC。
A
2F
2F
F
B
l/3
l/3
C
D
l/3
解：
20kN
20kN
-20kN
D
FN 1l1 EA
FN 2l2 EA
FN 3l3 EA
20103 0.3
2.11011 0.032
0.04m m
BC
FN 2l2 EA
20103 0.3
2.11011 0.032
4
0.04mm
4
工程力学电子教案
7
(2) 画变形关系图，列出变形协调方程；
1 2
l1
3 2
l3
l2
1
2
A
3
(3) 根据胡克定律，由变形协调方程得补充方程；
l1
FN1l1 EA1
,
l2
FN 2l2 EA2
,
l3
FN 3l3 EA3
代入变形协调条件，得补充方程
A’
1 4
FN1
3 8
FN 3
2 3
FN 2
工程力学电子教案
第七章 拉伸和压缩
F
F
解：
F bl
50103 0.25l
1MPa
a
l
50 103 0.25 1 106
0.2m
200m m
ll
PF b
FP
bs
F ab
50 103 a 0.25
bs
10MPa
50 103 a 0.2510106 0.02m 20mm
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=8×104MPa。试求：（1）横截面上的最大切应力，以及两个端面的 相对扭转角；（2）图示横截面上A、B、C三点处切应力的大小及指向。
A'
P156 7-18 试校核图示拉杆头部的剪切强度和挤压强度。 已知：D=32mm，d=20mm，h=12mm，材料的许用切应力 []=100Mpa，许用挤压应力[bs]=240Mpa。
解：（1）剪切面：A=πdh；剪力：Fs=F
D
50103 50103 66.35MPa 100MPa
Me
T
A
A τA
100
Me
B
CB
O τC τB
解:(1)
max
T Wp
14 103
5
7-13：试求图示杆系节点B的位移，已知两杆的横截面面积均为
A=100mm2，且均为钢杆(p=200MPa，s=240MPa，E=2.0×105MPa)。
C
D
1m
解：对B点受力分析知BD杆被拉伸，力的大 小等于F。BC杆受力为零。 进而BD杆的轴力为F，BC杆的轴力为零。
lBD 0.75mm lBC 0
按小位移近似，变形后B点的位置为B'点，于是
30°
B B'
F=15kN
By 0.75mm Bx 0.75 3mm 1.3mm
B B'
工程力学电子教案
6
7-17：图示杆系中各杆材料相同。已知：三根杆的横截面面积分别 为A1=200mm2，A2=300mm2，A3=400mm2，荷载F=40kN。试求各杆 横截面上的应力。
8
(4) 联立平衡方程和补充方程，解出全部未知力。
FN 2 cos 30 FN 3 0
FN1 FN 2 sin 30 F 0
1 4
FN1
3 8
FN 3
2 3
FN 2
FN1 35.5kN FN 2 8.96kN FN3 7.76kN
B C
2 1
60°
D
3 30°
A
4m
F
1 2
3
A
1 177.6MPa 2 29.9MPa 3 19.4MPa
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。
3
2
1
20kN
10kN
20kN
3 a
2 a
a1
解：
10kN
10kN
20kN
1
20103 200 106
100MPa
2
10 103 200 106
50MPa
3
10 103 200 106
h
dh 0.020.012
拉杆头部满足剪切强度条件
d
（2）挤压面：
Abs 4
D2 d 2
50kN
挤压力：Fbs=F
bs
50 103 D2 d2
50 103 0.0322 0.022
102.1MPa bs 240MPa
4
4
拉杆头部满足挤压强度条件
。
P157 7-20 矩形截面木拉杆的接头如图所示，已知b =250mm， F=50KN，木材的顺纹许用挤压应力[σbs]=10MPa, 顺纹许用 切应力[τ]=1MPa 。试求接头处所需的尺寸l和a。