结构力学课后习题答案1
南京航空航天大学 飞行器结构力学 课后习题答案 第1章
第一章 弹性力学基础1-1 上端悬挂、下端自由的等厚度薄板，其厚度为1，容重为ρ。
试求在自重作用下的位移分量表达式。
解：如图1-1建立坐标系.利用x σ沿y 方向均匀分布及x 方向的力平衡条件0=∑x 可得，⎪⎩⎪⎨⎧==-= x l xyy x 00)(τσρσ 又因为1()()x y u u l x x E Eρσσ∂=-=-∂ )()(1x l Eu u E y vx y --=-=∂∂ρσσ 积分得)()21(12y f x lx u +-=Eρ)()(2x f y x l uv +--=Eρ又由对称性 0)(020=⇒==x f v y 由 2110()2xy u v f y uy y x Eτρ∂∂=+=⇒=-∂∂ 综上所述有2221)21(uy Ex lx u ρρ--=Ey x l uv )(--=Eρ1-2 写出图1-2所示平面问题的应力边界条件。
解：上表面为力边界，100＝，＝，＝，m l q lxl X --=Y 。
代入x xy xy y l m Xl m Yσττσ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩ 中得到上表面的边界条件为00=--=xy y x q lxl τσσ；＝；下表面为自由边，边界条件为000==xy y x τσσ；＝；侧面为位移边界。
1-3 矩形板厚为1。
试用应力函数22A xy ϕ=求解。
（并画出面力分布图）解：应力函数22A xy ϕ=满足应力函数表示的变形协调方程，可以作为解。
在无体力的情况下，矩形板的应力为22x Ax yϕσ∂==∂220y x ϕσ∂==∂2xy Ay x yϕτ∂=-=-∂∂根据应力边界条件公式x xy xy y l m X l m Yσττσ+=+=各边的应力边界为a d 边： 0,1l m == 20A X A y h Y ⎧=-=-⎪⎨⎪=⎩ c b 边： 0,1l m ==- 20A X A y hY ⎧==-⎪⎨⎪=⎩a b 边： 1,0l m =-= 0X Y A y⎧=⎪⎨=⎪⎩c d 边： 1,0l m == X A x A lY A y⎧==⎪⎨=-⎪⎩根据以上各边的应力边界条件，可画出矩形板的面力分布图如图1-3a 。
结构力学课后习题答案重庆大学
第1章 绪论（无习题）第2章 平面体系的几何组成分析习题解答习题 是非判断题(1) 若平面体系的实际自由度为零，则该体系一定为几何不变体系。
( )(2) 若平面体系的计算自由度W =0，则该体系一定为无多余约束的几何不变体系。
( ) (3) 若平面体系的计算自由度W ＜0，则该体系为有多余约束的几何不变体系。
( ) (4) 由三个铰两两相连的三刚片组成几何不变体系且无多余约束。
( )(5) 习题(5) 图所示体系去掉二元体CEF 后，剩余部分为简支刚架，所以原体系为无多余约束的几何不变体系。
( )B DACEF习题 (5)图(6) 习题(6)(a)图所示体系去掉二元体ABC 后，成为习题(6) (b)图，故原体系是几何可变体系。
( )(7) 习题(6)(a)图所示体系去掉二元体EDF 后，成为习题(6) (c)图，故原体系是几何可变体系。
( )(a)(b)(c)D习题 (6)图【解】（1）正确。
（2）错误。
0W 是使体系成为几何不变的必要条件而非充分条件。
（3）错误。
（4）错误。
只有当三个铰不共线时，该题的结论才是正确的。
（5）错误。
CEF 不是二元体。
（6）错误。
ABC 不是二元体。
（7）错误。
EDF 不是二元体。
习题 填空(1) 习题(1)图所示体系为_________体系。
习题(1)图(2) 习题(2)图所示体系为__________体系。
习题2-2(2)图(3) 习题(3)图所示4个体系的多余约束数目分别为_______、________、__________、__________。
习题(3)图(4) 习题(4)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题(4)图(5) 习题(5)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题(5)图(6) 习题(6)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。
习题(6)图(7) 习题(7)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。
结构力学课后习题答案
结构⼒学课后习题答案附录B 部分习题答案2 平⾯体系的⼏何组成分析2-1 （1）× （2）× （3）√ （4）× （5）× （6）×。
2-2 （1）⽆多余约束⼏何不变体系；（2）⽆多余约束⼏何不变体系；（3）6个；（4）9个；（5）⼏何不变体系，0个；（6）⼏何不变体系，2个。
2-3 ⼏何不变，有1个多余约束。
2-4 ⼏何不变，⽆多余约束。
2-5 ⼏何可变。
2-6 ⼏何瞬变。
2-7 ⼏何可变。
2-8 ⼏何不变，⽆多余约束。
2-9⼏何瞬变。
2-10⼏何不变，⽆多余约束。
2-11⼏何不变，有2个多余约束。
2-12⼏何不变，⽆多余约束。
2-13⼏何不变，⽆多余约束。
2-14⼏何不变，⽆多余约束。
5-15⼏何不变，⽆多余约束。
2-16⼏何不变，⽆多余约束。
2-17⼏何不变，有1个多余约束。
2-18⼏何不变，⽆多余约束。
2-19⼏何瞬变。
2-20⼏何不变，⽆多余约束。
2-21⼏何不变，⽆多余约束。
2-22⼏何不变，有2个多余约束。
2-23⼏何不变，有12个多余约束。
2-24⼏何不变，有2个多余约束。
2-25⼏何不变，⽆多余约束。
2-26⼏何瞬变。
3 静定梁和静定刚架3-1 (1) √；(2) ×；(3) ×；(4) √；(5) ×；(6) √；(7) √；(8) √。
3-2 (1) 2，下；(2) CDE ，CDE ，CDEF ；(3) 15，上，45，上；(4) 53，-67，105，下； (5) 16，右，128，右；(6) 27，下，93，左。
3-3 (a) 298AC M ql =-，Q 32AC F ql =；(b) M C = 50kN·m ，F Q C = 25kN ，M D = 35kN·m ，F Q D = -35kN ；(c) M CA = 8kN·m ，M CB = 18kN·m ，M B = -4kN·m ，F Q BC = -20kN ，F Q BD = 13kN ； (d) M A = 2F P a ，M C = F P a ，M B = -F P a ，F Q A = -F P ，F Q B 左 = -2F P ，F Q C 左 = -F P 。
结构力学课后习题答案[1]
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)e( 移位线个 1�移位角个 3 移位角个 1
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习
33 -7
下如图矩弯各�量知未移位角个 1 m4 m4
量知未本基定确�1� �解 C IE
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图矩弯终最画�4� 得解�入代
61.53
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90.92 55.43
图M
81.8 19.02 54.57 02
结构力学第五版课后习题答案
结构力学第五版课后习题答案结构力学第五版课后习题答案结构力学是工程学中的一门重要学科，它研究物体在受力作用下的变形和破坏行为。
对于学习结构力学的学生来说，课后习题是巩固知识和提高能力的重要途径。
本文将为大家提供结构力学第五版课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
第一章：引言第一章主要介绍了结构力学的基本概念和基本原理。
习题一般涉及力的分解、合成、平衡条件等内容。
以下是一道典型的习题及其答案：习题1.1：一个物体受到一个力F，该力可分解为两个力F1和F2，方向如图所示。
已知F1=3N，F2=4N，求F的大小和方向。
解答：根据力的平衡条件，可以得到F1+F2=F。
代入已知数据，得到3N+4N=F，即F=7N。
根据力的合成，可以得到F的方向与F1和F2的方向相反，即向左。
第二章：静力学基本原理第二章主要介绍了静力学的基本原理，包括力的作用点、力的大小、力的方向等。
习题一般涉及受力分析、力矩计算等内容。
以下是一道典型的习题及其答案：习题2.1：一个杆AB长2m，质量为10kg。
在杆的中点C处施加一个力P=20N，方向向上。
求杆的重力作用点与杆的中点C之间的距离。
解答：首先计算杆的重力，即重力=质量×重力加速度=10kg×9.8m/s²=98N。
由于杆是均匀杆，所以重力作用点在杆的中点C处。
因此，重力作用点与杆的中点C之间的距离为0。
第三章：平面结构的受力分析第三章主要介绍了平面结构的受力分析方法，包括平衡方程、约束条件等。
习题一般涉及平面结构的受力分析和计算等内容。
以下是一道典型的习题及其答案：习题3.1：一个桥梁由两个杆组成，杆AB和杆BC的长度分别为3m和4m。
桥梁的两端A和C分别受到一个力Fa和Fc，方向如图所示。
已知Fa=10N，Fc=15N，求桥梁的重力。
解答：根据平衡方程，可以得到力的合成关系：Fa+Fc=重力。
代入已知数据，得到10N+15N=重力，即重力=25N。
《结构力学》课后习题答案__重庆大学出版社
第1章 绪论（无习题）第2章 平面体系的几何组成分析习题解答习题2.1 是非判断题(1) 若平面体系的实际自由度为零，则该体系一定为几何不变体系。
( )(2) 若平面体系的计算自由度W =0，则该体系一定为无多余约束的几何不变体系。
( ) (3) 若平面体系的计算自由度W ＜0，则该体系为有多余约束的几何不变体系。
( ) (4) 由三个铰两两相连的三刚片组成几何不变体系且无多余约束。
( )(5) 习题2.1(5) 图所示体系去掉二元体CEF 后，剩余部分为简支刚架，所以原体系为无多余约束的几何不变体系。
( )B DACEF习题 2.1(5)图(6) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体ABC 后，成为习题2.1(6) (b)图，故原体系是几何可变体系。
( )(7) 习题2.1(6)(a)图所示体系去掉二元体EDF 后，成为习题2.1(6) (c)图，故原体系是几何可变体系。
()(a)(b)(c)AEBFCD习题 2.1(6)图【解】（1）正确。
（2）错误。
0W 是使体系成为几何不变的必要条件而非充分条件。
（3）错误。
（4）错误。
只有当三个铰不共线时，该题的结论才是正确的。
（5）错误。
CEF 不是二元体。
（6）错误。
ABC 不是二元体。
（7）错误。
EDF 不是二元体。
习题2.2 填空(1) 习题2.2(1)图所示体系为_________体系。
习题2.2(1)图(2) 习题2.2(2)图所示体系为__________体系。
习题2-2(2)图(3) 习题 2.2(3)图所示4个体系的多余约束数目分别为_______、________、__________、__________。
习题2.2(3)图(4) 习题2.2(4)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题2.2(4)图(5) 习题2.2(5)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题2.2(5)图(6) 习题2.2(6)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。
结构力学课后习题答案
习题及参考答案【习题2】【习题3】【习题4】【习题5】【习题6】【习题8】【习题9】【习题10】「习题11】【习题12】【习题13】【习题14】【参考答衆】习题22-1〜2-14试对图示体系进行儿何组成分析，如果是只有多余联系的儿何不变体系，则应指出多余联系的数目。
d5∑° X 厂^τ"βH题2-2图ΓΛ题2-3图题2-5图题2-6图题2-1图H 2-9 图题2-10图题2-11图题2-12图题2-13图习题3试作图示多跨挣定梁的M及Q图。
(a) (b)题3-1图3-2试不计算反力而绘出梁的M图。
题3-2图习题44-1作图示刚架的M、Q、N图。
40fcN 40kN20kNm4-2作图示刚架的M图。
2OkN m SkN mSkXm 40fcN题4-1图4-3作图示三狡刚架的M图。
4-4作图示刚架的M图。
AEmJnIAr lD1题4-2图4-5己知结构的M图•试绘出荷载。
题4-4图3IOkNnlJ^1.5mC(a)题4-3日6erIB9 9题5-1图5-2带拉杆拱，拱轴线方程y= il(l-χ)χ,求截面K 的弯矩。
题5-2图5-3试求图示带拉杆的半圆三狡拱截面K 的内力・4-6检査F 列刚架的M 图，并予以改正。
题4-5图ω∙I ∣ULL∏ ∏ ⅛)题4-6图习题5图示抛物纟戈三铁拱轴线方程y = ff(l-x)x ，试求D 截面的内力。
IkNm15m [ 5m [ ICm 1=3OmC题5-3图习题6 6-1判定图示桁架中的零杆。
题6-1图6-2用结点法计算图示桁架中各杆内力。
(a) FGH月Λ4x4m=16m题6-2图6-3用截面法计算图示桁架中指定各杆的内力。
40kN题6-3图6-4试求图示组介结构中齐链杆的轴力并作受弯杆件的Q图。
2m ] 2m ]lm]lπ⅝] 2m [题6-4图6-5用适宜方法求桁架中指定杆内力。
题6-6图习题88-1试作图示悬臂梁的反力V B 、MB 及内力Q C 、MC 的影响线。
结构力学课后习题答案
结构力学课后习题答案结构力学是一门研究结构在外力作用下的内力、变形和稳定性的学科。
课后习题是帮助学生巩固理论知识和提高解题技巧的重要环节。
以下是一些结构力学课后习题的参考答案，供学习者参考：第一章：结构力学基础1. 静定结构与超静定结构的区别：静定结构是指在已知外力作用下，其内力和位移可以通过静力平衡方程和几何关系唯一确定的结构。
超静定结构则是指静力平衡方程和几何关系不足以唯一确定其内力和位移的结构。
2. 弯矩图的绘制方法：绘制弯矩图首先需要确定结构的支反力，然后通过截面平衡条件，逐步求出各截面的弯矩值，并将其绘制成图形。
第二章：静定梁的内力分析1. 简支梁的内力计算：对于简支梁，可以通过静力平衡条件和截面平衡条件来计算梁的内力，包括剪力和弯矩。
2. 悬臂梁的内力计算：悬臂梁的内力计算需要考虑梁端的外力和力矩，通过静力平衡条件求解。
第三章：静定桁架的内力分析1. 节点法的应用：节点法是通过在桁架的节点上施加平衡条件来求解节点的反力，进而求得杆件的内力。
2. 截面法的应用：截面法是通过选取桁架的某一截面，对该截面进行平衡分析，求得截面两侧杆件的内力。
第四章：静定拱的内力分析1. 三铰拱的内力计算：三铰拱的内力计算通常需要利用静力平衡条件和几何关系，计算出拱的反力和弯矩。
2. 双铰拱和无铰拱的内力特点：双铰拱和无铰拱的内力计算更为复杂，需要考虑更多的平衡条件和几何关系。
第五章：超静定结构的内力分析1. 力法的应用：力法是通过建立力的平衡方程来求解超静定结构的内力，通常需要引入多余未知力。
2. 位移法的应用：位移法是通过建立位移的平衡方程来求解超静定结构的内力，通常需要引入位移未知数。
第六章：结构的稳定性分析1. 欧拉临界载荷的计算：欧拉临界载荷是指细长杆件在轴向压力作用下失稳的临界载荷，可以通过欧拉公式计算。
2. 非线性稳定性分析：对于非线性问题，稳定性分析需要考虑材料的非线性特性和几何非线性，通常需要采用数值方法求解。
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结构力学课后习题答案1习题7-1 试确定图示结构的位移法基本未知量数目，并绘出基本结构。
(a) (b) (c)1个角位移3个角位移，1个线位移4个角位移，3个线位移(d) (e) (f)3个角位移，1个线位移2个线位移3个角位移，2个线位移(g) (h) (i)一个角位移，一个线位移 一个角位移，一个线位移 三个角位移，一个线位移 7-2 试回答：位移法基本未知量选取的原则是什么？为何将这些基本未知位移称为关键位移？是否可以将静定部分的结点位移也选作位移法未知量？7-3 试说出位移法方程的物理意义，并说明位移法中是如何运用变形协调条件的。
7-4 试回答：若考虑刚架杆件的轴向变形，位移法基本未知量的数目有无变化？如何变化？ 7-5 试用位移法计算图示结构，并绘出其内力图。
(a)解：（1）确定基本未知量和基本结构有一个角位移未知量，基本结构见图。
Z 1M 图（2）位移法典型方程11110p r Z R +=（3）确定系数并解方程iql Z ql iZ ql R i r p 24031831,821212111==-∴-==l（4）画M 图M 图(b)解：（1）确定基本未知量1个角位移未知量，各弯矩图如下1Z =1M 图32EIp M 图（2）位移法典型方程11110p r Z R +=（3）确定系数并解方程4m1115,352p r EI R ==- 153502EIZ -=114Z EI=（4）画M 图()KN m M ⋅图(c)解：（1）确定基本未知量一个线位移未知量，各种M 图如下1M 图243EI 243EI 1243EI p M 图F R（2）位移法典型方程11110p r Z R +=（3）确定系数并解方程1114,243p pr EI R F ==-140243p EIZ F -= 6m6m9m12434Z EI=（4）画M 图94M 图(d)解：（1）确定基本未知量一个线位移未知量，各种M 图如下11Z=1111r 252/25EA a 简化图1pR pp M（2）位移法典型方程11110p r Z R +=（3）确定系数并解方程11126/,55p p r EA a R F ==- a2aa2aaF P126055p EA Z F a -=13a Z EA=（4）画M 图图M(e)解：（1）确定基本未知量两个线位移未知量，各种M 图如下图1=11211 EA r l r ⎛⇒=⎝⎭=1M221EA r l ⎛=⎝⎭l图12 0p p p R F R ⇒=-=p M pF（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R rZ r Z R ++=++= （3）确定系数并解方程11122122121,1,0p p p EA r r r l EA r l R F R ⎛=+==⎝⎭⎛=⎝⎭=-=代入，解得12p p lZ F EAlZ F EA=⋅=⋅（4）画M 图图M p7-6 试用位移法计算图示结构，并绘出M 图。
(a)6m6m 6m解：（1）确定基本未知量两个角位移未知量，各种M 图如下23EI 23EI 112121 3r EI r EI⇒==图1M23EI 22116r EI ⇒=1130 0p p R R ⇒==图p M（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++= （3）确定系数并解方程111221221212,311630,0p p r EI r r EI r EI R R ======代入，解得1215.47, 2.81Z Z =-=（4）画最终弯矩图图M(b)解：（1）确定基本未知量两个位移未知量，各种M 图如下图1M图2M图p M（2）位移法典型方程C ED6m6m1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++= （3）确定系数并解方程 111221221211,03430,30p p r i r r ir R KN R KN====-==-代入，解得123011,4011Z Z i i=-⋅=⋅ （4）画最终弯矩图图M(c)解：（1）确定基本未知量两个位移未知量，各种M 图如下2m 2m图p M（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++= （3）确定系数并解方程1112212212311,2640,30p p i r i r r i r R R KN===-===-代入，解得126.31646.316,Z Z EI EI==（4）求最终弯矩图图M(d)解：（1）确定基本未知量两个位移未知量，各种M 图如下1pM（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++= （3）确定系数并解方程ll1112212222212133,181,16p p EI EI r r r l l EI r l R ql R ql======-代入，解得341266211,36003600ql ql Z Z EI EI=-⋅=⋅（4）求最终弯矩图图M(e)解：（1）确定基本未知量两个角位移未知量，各种M 图如下2EI 1M 图p M 图（2）位移法典型方程1111221211222200p p r Z r Z R r Z r Z R ++=++=8m4m4m4m4m（3）确定系数并解方程111221221251,447845,0p p r EI r r EI r EIR KN m R =====⋅= 代入，解得1238.18,10.91Z Z =-=（4）求最终弯矩图M 图7-7 试分析以下结构内力的特点，并说明原因。
若考虑杆件的轴向变形，结构内力有何变化？ (a) (b) (c)(d) (e)7-8 试计算图示具有牵连位移关系的结构，并绘出M 图。
(a)解：（1）画出pM M M ,,21图F PF PqEI 1=∞EI对称轴F PF P20kN8m8m6m3mACD EBFGEI 1=∞EI 1=∞ 3EI3EI3EIEI481EI 3EI 由图可得：1112211124,813r EI r r EI ===16EI 18EI由图可知：22149r EI =图20KNp M12200p p R KN R ⇒=-= （2）列方程及解方程组12121124200813414039EIZ EIZ EIZ EIZ ⎧+-=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ 解得：121183.38,71.47Z Z EI EI==-（3）最终弯矩图图M(b)解：C 点绕D 点转动，由Cy=1知，45,43==⊥CD x C C 知EIEI EI r r EI EI EI r EIEI EI r r EI r r EI r 16027403323,1098410412833231289,4,3223221331211211-=--===+=-=-=====KN R R m KN R p p p 25.6,0,10321-==⋅= 求33r=∑DM知EI EI EI EI EI EI r 055.081481289128912834031602733=⨯⨯+-++=⎪⎩⎪⎨⎧==-=⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+--=-+=+-+EIZ EI Z EI Z EIZ Z EIZ EIZ Z EI Z EI EIZ Z EI EIZ /6.285/5.58/9.17025.6055.0160271283016027109401012834321321321321 4m 6m8m4m10kN10kN B CADEI=常数(c)解：（1）作出各M 图26EI a 1M 图()01133113918018EI EIM r a a a a EI r a =⇒⨯=+⨯∴=∑图p M110022p p aMP R a PR =⇒⋅+⋅==-∑（2）列出位移法方程11110p r Z R +=解得：F PEI 1=∞EIEI DCB Aa 2a 2a a31Z =（3）最终M 图M 图(d)解：基本结构选取如图所示。
作出1M 及p M 图如下。
2p M 图3222211292/2910810l EI l l EI l EI l l EI l EI r =⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ql l ql ql R p 127/1212121-=⎪⎭⎫⎝⎛+-=由位移法方程得出：EIql Z R Z r p 34870411111=⇒=+ 作出最终M 图l2l2 l285348ql M 图7-9 试不经计算迅速画出图示结构的弯矩图形。
(a)(b)题7-9图7-10 试计算图示有剪力静定杆的刚架，并绘出M图。
解：（1）画出p M M M ,,21图1M图2M 图p M 图由图可知，得到各系数：222122211211813,858,,7qa R qa R i r i r r i r p p -=-==-=== 求解得：5512,4405321==Z Z （2）求解最终弯矩图y Baaaa7-11 试利用对称性计算图示刚架，并绘出M 图。
(a)解：（1）利用对称性得：p M 图（2）由图可知：m KN R EIr p ⋅-==300,34111 0300341=-∴EIZ 可得：EIEI Z 225433001=⨯=（3）求最终弯矩图M 图(b)3m6m解：（1）利用对称性，可得：5EI1M 图图p M（2）由图可知，各系数分别为：02020212020215441111=-⋅-==+=EIZ mKN R EI EI EI r p 解得：EIZ 214001=（3）求最终弯矩图如下M 图(c)解：（1）在D 下面加一支座，向上作用1个单位位移，由于BD 杆会在压力作用下缩短，所以先分析上半部分，如下图。
lllD E1M 图p M 图D 点向上作用1个单位，设B 向上移动x 个单位，则()x l EI x l EI -=112333，得54=x 个单位。
（2）同理可求出Mp 图。
Pl R l EI l EI x l EI r p 54,5132512121332311==+=可得：3331Pl Z -=（3）求最终弯矩图图311Pl 11Pl M(d)(e)4m4m4m4m解：（1）利用对称性，取左半结构1M 图2M 图1图p M（2）由图可知：KNR R EI r EI r r EI r p p 25,02720,94,382122122111======解得：EIZ EI Z 375,42521-==（3）求得最终弯矩图M 图(f)10kNABCm′3m3m3m 3m′解：由于Ⅱ不产生弯矩，故不予考虑。