工程力学材料力学西南交大版_课后答案
西南交1112考试批次材料力学B习题与参考答案
材料力学B第1次作业正确答案：说法错误解答参考：9.用截面法只能确定等直杆横截面的力。
正确答案：说法错误解答参考：10.若物体产生位移，则必定同时产生变形。
正确答案：说法错误解答参考：11.冷作硬化是指材料经过塑性变形后，其比例极限提高，塑性降低的现象。
正确答案：说确解答参考：12.矩形截面杆发生扭转时，最大切应力发生在四个角点处。
正确答案：说法错误解答参考：四、主观题(共5道小题)13.图示结构中，AB为水平放置的刚性杆，杆1，2，3材料相同，其弹性模量E= 210GPa，已知l=1m, A 1 = A 2 =100m m 2 , A 3 =150m m 2 ,F=20kN 。
试求C点的水平位移和铅垂位移。
参考答案：解：（1）∑ F x =0, F 3 =0, F 2 = F 1 = F 2 （2）因 F 3 =0，故Δl 3 =0 Δl 1 = F 1 ⋅l E A 1 = F 2 l EA 1 = 10×10 3 ×1 210×10 9 ×100×10 −6 = 1 2100 m=0.476mm（向下）Δl 2 =Δl 1 =0.476mm（向下）由图中几何关系知；ΔCx = ΔAx = ΔAy =0.476mm；ΔCy =0.476mm14.一结构受力如图所示，杆件AB，AD均由两根等边角钢组成。
已知材料的许用应力[ σ]=170MPa ，试选择杆AB，AD的角钢型号。
参考答案：解：∑M E =0 ， F N AD ×2=300×10 3 × 1 2 ×2×2, F N AD =300×10 3 N 由节点A: F NAB sin 30 ∘= F N AD ， F N AB =2 F N AD =600kN 故 A AB ≥ F AB 2×170×10 6 = 600×10 3 2×170×10 6 =1.77×10 −3 m 2 =17.7 c m 2 故杆AB选2根100×10角钢。
15秋西南交大《工程力学A》在线作业二 答案
西南交《工程力学》在线作业二一、单选题（共 8 道试题，共 40 分。
）1. 根据均匀性假设,可认为构件的( )在各点处相同。
. 应力. 应变. 材料的弹性常数. 位移正确答案：2. 梁发生平面弯曲时,其横截面绕( )旋转。
. 梁的轴线. 截面对称轴. 中性轴. 截面形心正确答案：3. 若将受扭实心圆轴的直径增加一倍,则其刚度是原来的( )。
. 2倍. 4倍. 8倍. 16倍正确答案：4. 阶梯圆轴的最大切应力发生在( )。
. 扭矩最大的截面;. 直径最小的截面. 单位长度扭转角最大的截面. 不能确定正确答案：5. 构件的刚度是指( ). 在外力作用下构件抵抗变形的能力. 在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力. 在外力作用下构件抵抗失稳的能力正确答案：6. 长度和横截面面积均相同的两杆,一为钢杆,一为铝杆,在相同的拉力作用下( ) . 铝杆的应力和钢杆相同,而变形大于钢杆. 铝杆的应力和钢杆相同,而变形小于钢杆. 铝杆的应力和变形都大于钢杆. 铝杆的应力和变形都小于钢杆正确答案：7. 构件的强度是指( ). 在外力作用下构件抵抗变形的能力. 在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力. 在外力作用下构件抵抗失稳的能力正确答案：8. 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( )。
. 作用面与形心主惯性平面重合. 作用面与形心主惯性平面平行. 通过弯曲中心的任意平面. 通过弯曲中心,平行于主惯性平面正确答案：西南交《工程力学》在线作业二二、判断题（共 12 道试题，共 60 分。
）1. 剪断钢板时,所用外力使钢板产生的应力稍大于材料的屈服极限。
. 错误. 正确正确答案：2. 矩形截面杆自由扭转时,横截面上的剪应力呈线性分布。
. 错误. 正确正确答案：3. 材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。
工程力学教程西南交通大学应用力学与工程系第二版习题题库详解2剖析
2011年山东建筑大学工程力学课程考试复习题及参考答案一、填空题：1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为__________________ 。
2.构件抵抗 _______________ 的能力称为强度。
3.圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成_____________ 比。
4.梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为________________ 。
5.偏心压缩为 _________________________ 的组合变形。
6.柔索的约束反力沿 ___________________________ 离开物体。
7.构件保持 _______________ 的能力称为稳定性。
8.力对轴之矢 _____________________________________________ 情况下为零。
9.梁的中性层与横截面的交线称为________________ 。
10.图所示点的应力状态，其最大切应—_______________________________ 。
llOOMPa——100 MPa11.物体在外力作用下产生两种效应分别是_______________________________ 。
12.外力解除后可消失的变形，称为__________________ 。
13.力偶对任意点之矩都__________________ 。
14.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和代弹性模量为E,则杆中最大正应力为___________________ 。
15.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有_____________ 。
16.光滑接触面约束的约束力沿__________________ 指向物体。
17.外力解除后不能消失的变形，称为___________________ 。
18.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心___________________ 的条件时，才能成为力系平衡的充要条件。
工程力学2(材料力学)习题解答
《工程力学2习题解答》建筑1001班陈飞力学教研室编著1-2. 试求图示结构mm 和nn 两截面上的内力，并指出AB 和BC 两杆属何种基本变形。
解：（1）求约束反力：取杆AB 为研究对象∑∑∑=⨯-⨯==-+===0233 003 000BCABCAAN M N Y Y X X 解得：kN Y kN N A BC 1 2==（2）求m-m 截面内力：将杆AB 沿截面m-m 截开, 取左半部分kNm Y M kN Y Q A m-m A m m 11 1=⨯===-AB 杆发生弯曲变形。
（3）求n-n 截面内力：取杆BC 为研究对象，截开n-n 截面kN N N BC n n 2==-BC 杆发生拉伸变形1-3. 拉伸试件A 、B 两点的距离l 称为标距，在拉力作用下，用引伸仪量出两点距离的增量为Δl =5×10-2mm 。
若l 的原长为l =10cm ，试求A 、B 两点间的平均应变。
解：平均应变为42105100105Δ--⨯=⨯==l l m ε1-4. 图示三角形薄板因受外力而变形。
角点B 垂直向上的位移为0.03mm ，但AB和BC 仍保持为直线。
试求沿OB 的平均应变，并求AB 、BC 两边在B 点夹角的变化。
解：（1） 求OB 方向的平均线应变n4105.212003.0Δ120-⨯=====l l mmOA OB m ε （2）求AB 与BC 两边的角应变4105.2'22-⨯=-=OB AO arctg πγ2-1. 试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面的轴力， 并作轴力图。
解: (a)（1）求约束反力kNR R X 500203040 0==-++-=∑（2）求截面1-1的轴力kNN NR X 500011==+-=∑（3）求截面2-2的轴力kNN NR X 10040 022==++-=∑（4）求截面3-3的轴力(a) (b)kNN NR X 2003040 033-==+++-=∑（5）画轴力图(b)（1）求截面1-1的轴力01=N（2）求截面2-2的轴力 PN4022==（3）求截面3-3的轴力PN P P NX 304 033==-+=∑（4）画轴力图2-2. 作用图示零件上的拉力P=38kN ，试问零件内最大拉应力发生于哪个横截面上？并求其值。
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》课后习题答案全集
（mm/s）
故 =100（mm/s）
又有： ，因
故：
即：
第四章 刚体的平面运动
思考题
1．×；2.√; 3.√;4.√;5.×.
习题四
1．图示自行车的车速 m/s,此瞬时后轮角速度 rad/s,车轮接触点A打滑，试求点A的速度。
解：如图示，车轮在A点打滑， m/s, =rad/s,车轮作平面运动，以O为基点。
解：设该力系主矢为 ，其在两坐标轴上的投影分别为 、 。由合力投影定理有：
=-1.5kN
kN
kN
；
由合力矩定理可求出主矩：
合力大小为： kN，方向
位置： m cm，位于O点的右侧。
2．火箭沿与水平面成 角的方向作匀速直线运动，如图所示。火箭的推力 kN与运动方向成 角。如火箭重 kN，求空气动力 和它与飞行方向的交角 。
解： 是四杆机构。速度分析如图。点P是AB杆和轮Ⅱ的速度瞬心，故：
杆 的角速度为： rad/s
两轮齿合点M的速度和轮Ⅰ的角速度分别为：
， rad/s
6.在图所示星齿轮结构中，齿轮半径均为 cm。试求当杆OA的角速度 rad/s、角加速度 时，齿轮Ⅰ上B和C两点的加速度。
解：（1）B为轮Ⅰ的速度瞬心，
即
以轮为研究对象列方程
⑦
；
将①和③代入②得
由于轮做纯滚动
8.如图所示两等长杆AB与BC在点B用铰链连接，又在杆的D、E两点连一弹簧。弹簧的刚度系数为k，当距离AC等于a时，弹簧内拉力为零，不计各构件自重与各处摩擦。如在点C作用一水平力F，杆系处于平衡，求距离AC之值。
解：（图）
弹簧力如图：为
各力作用点横向坐标及其变分为
解：火箭在空中飞行时，若只研究它的运行轨道问题，可将火箭作为质点处理。这时画出其受力和坐标轴 、 如下图所示，可列出平衡方程。
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：
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
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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 20kN 30kN 20kN A B C D 1m 1m 1m 20kN 解：10kN 10kN 最大拉力为20kN，在CD 段；最大压力为10kN，在BC段。
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A200mm2，试求各横截面上的应力。
3 2 1 20kN 10kN 20kN 3 2 a a a 1 10kN 解：10kN 20kN 20 10 3 1 6 100 MPa 200 10 10 103 2 6 50 MPa 200 10 10 103 3 6 50 MPa 200 10 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最大轴力为FNt125kN压杆所能安全地承受的最大轴力为
FNc150kN试求此杆系所能安全地承受的最大荷载F的值。
A a解：根据对称性只分析A、C点FAC F C C点D F F FBC a 2由静力平衡方程得FAC FBC F
B 2 2所以AC、BC、AD、BD均为拉杆，故F 125kN F 125 2 176.75kN 2 A点FA
C FA
D 由静力平衡方程得FAB F FAB AB为压杆，故F
150kN 所以Fmax 150kNP155 7-8 横截面面积A200mm2的杆受轴向拉力F10kN作用，试求斜截面m-n上的正应力及切应力。
m F10kN n 300 FN F 10 10 3 解：0 6 50 MPa A A 200 10 2 3 30 0 0 cos 30 50 2 0 2 37.5 MPa 30 0 0 sin 2 300 0 sin 600 50 3 21.7 MPa 2 2 4P155 7-10 等直杆如图示，其直径为d30mm。
已知F20kNl0.9mE2.1×105MPa，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 3 2 1 2F 2F F D 3 B 2 C l/3 l/3 l/3 1 解：20kN 20kN -20kN FN 1 l1 FN 2 l 2 FN 3 l 3 20 10 3 0.3 D 0.04mm EA EA EA 2.1 1011 0.03 2 4 FN 2 l2 20 103 0.3 BC 0.04mm EA 2.1 1011 0.032 4P156 7-14 直径为d0.3m长为l6m的木桩，其下端固定。
如在离桩顶面高1m处有一重量为P5kN的重锤自由落下，试求桩内最大压应力。
已知木材E10×103MPa，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 K d st 1 1 2hEA P Pl A 2 1 10 109
0.15 2 5 10 3 1 1 5 10 3 6 0.15 2 15.4 MPa 当h0时5 10 3 d 1
1 2 P 0.14 MPa A 0.15 2P156 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（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。
l sin 3 1 1 1 5 解：2 1 1.5a l2 2 sin 2 Δl1 2 Δl2 1 2 2 α 3 α β βa 2 2 a a l1 5 6 2 a 2 l 2 2 5 δ1 2 2 δ2 FN 1 l 1 FN 2 l2 l1 l 2 EA EA FN 1 l 1 l 2 6 2 2a 24 FN 2 l1 l 2 5 2.5a 25P156 7-18 试校核图示拉杆头部的剪切强度和挤压强度。
已知：D32mm，d20mm，h12mm，材料的许用切应力100Mpa，许用挤压应力
bs240Mpa。
解：（1）剪切面：Aπdh；剪力：FsF D 50 103 50 103 66.35MPa 100MPa h dh 0.02 0.012 拉杆头部满足剪切强度条件 d （2）挤压面：Abs 4 D 2 d2 挤压力：FbsF 50kN 50
103 50 103 bs 102.1MPa bs 240 MPa 4 D 2 d2 4 0.032 2 0.022 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，F50KN，木材的顺纹许用挤压应力σbs10MPa 顺纹许用切应力τ1MPa 。
试求接头处所需的尺寸l和a。
解：F 50 10 3 1 MPa bl 0.25lPF P F a 50 10
3 l 0.2m 200mm c a 0.25 1 10 6 h l l F 50 10 3 bs bs 10 MPa F P
F P ab a 0.25 b b 50 10 3 a 0.02m 20mm 0.25 10 10 6P183 8-1c 作图示杆的扭矩图，并指出最大扭矩的值及其所在的横截面。
1.5kN.m 1kN.m 1.5kN.m 2kN.m 3kN.m A B C D E 1.5 单位：KN.m 0.5 - 1 - 3 P183 8-4 实心圆轴的直径d100mm，长l1m，作用在两个端面上的外力偶之矩均为Me14kN.m，但转向相反。
材料的切变模量G8×104MPa。
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。
Me T A A τ A B C B 100 Me O τC τB 25 解:1 2 T 14 10 3 max 71.3 MPa Wp 0.13 A B max 71.3 MPa 16 14 10 3 1 max Tl
0.0178rad 1.02 0 C 35.7 MPa GI p 2 8 1010 0.14 32P183 8-5
空心钢圆轴的外直径D80mm，内直径d62.5mm，外力偶之矩为Me10N.m，但转向相反。
材料的切变模量G8×104MPa。
试求：（1）横截面上切应力的分布图；（2）最大切应力和单位长度扭转角。
Me T τmax 解:1 τA D d A Me 2 T 10 max 0.16 MPa Wp 62.5 4 0.083 1 16 80 d A max 0.125 MPa D T 10
4.90 105 rad m GI p 62.5 4 8 1010 0.084 1 32 80P184 8-10 轴的许用切应力20 MPa ，切变模量G 8104 MPa ，单位长度杆的许用扭转角0 .25 m。
试按强度条件及刚度0条件选择此实心圆轴的直径。
M1 M2 M3 M4 M5 解：P M 9.55 n M 1 0.86kN mM 2 2.86kN mM 3 0.57kN mM 4 1.05kN mM 5
0.38kN m d Tmax 16Tmax max 7.99 10 2 m 79.9mm 3 Wp Tmax 180 32Tmax 180 max d 8.74 102 m 87.4mm G 2 4 GI p 因此， d 87.4mmP230 9-9 试求图示组合截面对于水平形心轴z的惯性矩Iz。
120×10 2 工22a 1 120×10 3 I z I z1 I z 2 I z 3 120 103 10 12 2 3400 10 2 8 0.12 0.01 0.11 0.005 12 6.6 10 5 m 4 6.6 10 7 mm 4 P228 9-1 试求图示各梁指定横截面上的
剪力和弯矩。
Fql/2 解：求得支座约束力q c 1 2 3 A ql 1C 2 3D B FA FB l/4 l/2 2 l FA FB c ql 1 2 Fs1 M 1 ql 2 8 1 Fs 2 0 M 2 ql 2 8 1 Fs 3 0 M 3 ql 2 8f q qa2 A2 B C 1 3 4 解：求得支座约束力 1 C 2 3 4 7qa 11qa FA FB a FA a 2a FB 6 6 f Fs1 0 M 1 qa 2 Fs 2 0 M 2 qa 2 7 Fs 3 qa M 3 qa 2 6 1 5 2 Fs 3 qa M 3 qa 6 3 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。
80kN 4kN/m 解：求得支座约束力d A B 80 4 8 C FA FB 56kN 2 1m Fs x1 56 4 x1 FA FB 2m 56kN M x1 56 x1 2 x12 40kN Fs x2 24 4 x2 40kN M x2 56 x2 80 x2 4 2 x2 2 56kN .。