昆明理工大学工程力学习题集册答案解析.doc

第一章 静力学基础
二、填空题
2、1 –F1 sinα1; F1 cosα1; F2 cosα2; F2 sinα2 ; 0 ;
F3 ; F4 sinα4; F4 cosα4。
2、2 1200 , 0 。
2、3 外 内 。
2、4 约束 ; 相反 ; 主动 主动 。
2、5 3 ,
2、6 力偶矩代数值相等(力偶矩得大小相等,转向相同) 。
三、选择题
3、1 (c) 。3、2 A 。 3、3 D 。3、4 D 。3、5 A 。3、6 B 。3、7 C 。
3、8
(e)

(d)

F

C

B

A

F

A

B

C

F

F

F

A

B

B

B

B

D

C

D

D

A

A

C

C

(a)

(b)

(c)

四、计算题
4、1

4、2

五 、受力图
5、1 (a)

(b)

(c)

A

B

C

F

A

q

A

C

F

D

C

C

A

B

C

C

A

A

B

B

D

B

F

F1

5、2
A

B

F

(b)

B

A

F

(a)

A

F

B

P2

A

B

P1

(d)

C

A

q

F

B

(c)

A

B

5、3
(1) 小球
(2) 大球
(3) 两个球合在一起

P2

P1

A

C

B

(a)

A

B

C

D

F

E

P

(1) AB杆
(2) CD杆
(3)整体

(b)

P2

C

B

P1

A

C

A

B

C

F

C

D

P2

P1

A

C

B

A

P

B

C

P1

(1) AC杆
(2) CB杆
(3)整体

F

q

A

B

C

D

F1

(1) AC段梁
(2) CD段梁
(3)整体

(d)

(c)

P1

F

q

A

B

C

C

B

P1

P1

A

C

F1

D

C

(1) CD杆
(2) AB杆
(3) OA杆

C

(i)

(1) 滑轮D
(2) AB杆
(3) CD杆

(j)

D
C
E
D

A
B
E
、
C
A
O
A
B
K
I
C
I
D

第二章 力系得简化
一、就是非判断题
1、1 ( × ) 1、2 ( ∨ ) 1、2 ( × )
二、填空题
2、1 平衡 。
2、2 分布载荷图形得面积 , 合力矩定理 , 分布载荷图形得形心 。
2、3 平行力系合力得作用点 ; 物体合重力得作用点 ; 物体得几何中心 。
解:由(2、10)式:
三、计算题
3、1
F3

F2

F1

F4

25

10

5

5

15

45˚

30˚

O1

O

x

y

由(2、14)式:

3

3

x

y

(b)

20

30

o

3、2
用负面积法:
x

y
(a)

3

3

3

17

24

o

第三章 力系得平衡方程及其应用
一、就是非判断题
1、1 ( ∨ ) ;1、2 ( × );1、3 ( ∨ ) ;1、4 ( × );1、5 ( × );1、6 ( ∨ )
二、填空题
2、1 力偶矩得代数值相等 ; 。
2、2 力多边形自行封闭 ; 。
2、3 , A、B得连线不垂直x轴 。
2、4 , A、B、C三点不共线 。
2、5 (a)、(b)、(c)、(d) 。
三、计算题
3、1 解:取锻锤为研究对象
h

B

A

e

C

F

F

∵力偶只能用力偶平衡,∴FA = FB

方向如图。

3、2
C
B

A

b

a

e

d

P

3、3
(a)

B

2a

M

A

3a

F2

F1

F=20kN

(b)

0、8m

C

0、8m

0、8m

0、8m

A

B

D

q=2kN/m

M=8kN·m

a

A

C

2a

F

M

(d)

B

a

A

B

a

a

F2

F1

(c)

30˚

解:取CD为研究对象
M

2m

A

2m

2m

2m

B

C

D

q

3、4

M

2m

2m

C

D

取ABC为研究对象

2m

A

2m

B

q

C

3、5
解:取EBCD为研究对象

60˚

B

C

A

D

2m

2、5m

1m

P2

P1

E

∴杆AC受压

B

C

D

2m

2、5m

1m

P2

E

P1

60˚

3、6
解:取整体为研究对象,设滑轮E得半径为r 。

取CE杆、滑轮E与重物为研究对象。

杆BC得内力为压力等于15kN。

Q
P
W
r
E
A
D
H
B
O
3、7
解:取AB杆为研究对象。

Q
P
E
A
H
B

取圆柱为研究对象:

O
E
W

∴绳子会断。
D

解:取传动轴为研究对象。
3、8
∵传动轴绕y轴匀速转动

x

y

z

F

D

A

B

M

22cm

12、2cm

E

第四章 材料力学得基本假设与基本概念
一、就是非判断题
1、1 ( ∨ ) 1、2 ( ∨ ) 1、3 ( × ) 1、4 ( × ) 1、5 ( ∨ )
1、6 ( ∨ ) 1、7 ( ∨ ) 1、8 ( × )
二、填空题
2、1 强度 , 刚度 。
2、2 　强度　,　刚度　 稳定性 。
2、3 　连续性　,　均匀性 ,　各向同性 。
2、4 　连续性假设 。　应力 、　应变 　变形等 。
2、5 　拉伸 　压缩 　弯曲　。
2、6 　弯曲 　剪切 压弯组合 。
2、7 γ＝　2α ;γ＝　α-β ;γ＝　 0 。
第五章 轴向拉压得应力与变形
一、就是非判断题
1、1 ( × ) 1、2 ( × ) 1、3 ( × ) 1、4 ( × ) 1、5 ( × )
1、6 ( × ) 1、7 ( × ) 1、7 ( × )
二、填空题
2、1 外力合力得作用线与杆轴向重合 ; 杆沿轴线方向伸长或缩短 。
2、2 产生拉伸变形得轴力为正;反之为负 。
2、3 横 , σ= F N / A ; 450斜 , σ/2 。
2、4 (1) 校核 ;(2) 设计界面尺寸 ;(3) 确定许可载荷 。
2、5 2 , σ≤σp 。
2、6 __大于1得_, ___小_____。
三、选择题
3、1 _D_。3、2 B 。3、3 B 。3、4 B 。3、5 _D_。3、6 B 。3、7 A 。
四、计算题
4、1
2F

F

2F

F

3F

2F

F

F

(+)
(+)
2F

(-)

(-)
F

2F
a
a
a
q

F=qa

F=qa

30kN

80kN

50kN

60kN

(+)
30kN
(+)
qa

(-)
(+)
(-)

20kN
qa

F
a
2a
(+)
4、2
4、3
a
a
a
3
3
2
2
1
1
20kN
20kN
10kN

4、4
A
2F
D
2F
l
l/3
l/3
B
C
F

F
(+)
F
(+)

(-)
F

4、5
解:
100kN
1、5m
3m
A
C
B
100kN
160kN

(-)

260kN

(-)

4、6
30°
C
A
B
F
W

查表(P370)得不等边角钢63×40×4得横截面面积为:

斜杆AB得轴力为:

∴斜杆AB满足强度条件

解:1)为使杆件承受最大拉力,应使胶合面上得σ与τ同时达到它们得许用应力,即:

n
m
F
F
α
4、7

由(5、3)与(5、4)式得:

2)求许可载荷:

4、8
解:取ED杆为研究对象
B
C
30°
A
D
2m
300kN/m

取销钉A为研究对象

E

由强度条件:

D
2m
300kN/m
E

查表(P366)AD杆选等边角钢80×80×6mm:
由强度条件:

30°
A

查表(P367)AB杆选等边角钢100×100×10mm:

4、9
解:取刚性杆AB为研究对象;为1次超静定
a
a
a
A
D
F
C
E
1
2
B
F

a
a
a
A
C
E
B
F

第八章 杆件得扭转
一、就是非判断题
1、1( × );1、2( × );1、3( × );1、4( × );1、5( × );1、6( × )
二、填空题
2、1 1/8 , 1/16 。 2、2 _相等__,_不同__。2、3 1、 等直圆轴;2、 τmax≤ τp 。
2、4 空心轴＞实心轴 ; 相同 。2、5 _扭转刚度_; 抵抗扭转变形得 。2、6 _大_, 大 。
2、7 C,D轮位置对调 。
T
题2、8图
(a)
(b)
(c)
T
T
2、8
三、选择题
3、1 D 。 3、2 D 。 3、3 A , B 。 3、4 A,C 。
四、计算题
4、1试画出下列各轴得扭矩图。
2m
1m
3、5m
0、5m
6KN·m
10KN·m
4KN·m

(+)
(+)
(+)

(－)

(－)

a
a
m
(+)
2KN·m
2KN·m
2KN·m

(+)
(－)

E
C
B
A
ρ
1m
0、5mm
4、2

解:

M1
700
500
M2
A
B
C
4、3

作用在BC段内任一截面得周边各点

(－)

解:(1) 画扭矩图:

解:设3个轮上得扭力矩分别为M1,M2,M3。
4、4 Ⅲ
Ⅱ

Ⅰ

由(8、3a)式:

主动轮输入最大功率时,两段轴上得τmax = [τ],即:

代入(b)式得:

代入(a)式得:

4、5
解:由(8、3b)式:

1)按强度条件,由(8、22)式:

1)按刚度条件,由(8、26)式:

8-3、 图示起重架得最大起吊重量(包括行走小车等)为P=40kN,横梁AC由两根No18槽钢组成,材料为Q235钢,许用应力[s]=120MPa。试校核梁得强度。
P
30o
3、5m
A
B
C
z
y
No18×2

解:(1)受力分析 当小车行走至横梁中间时最危险,此时梁AC得受力为
A
C
P
X
Y
S
D

由平衡方程求得
(2)作梁得弯矩图与轴力图
——
35KNm
+
34.64KN

此时横梁发生压弯变形,D截面为危险截面,

(3)由型钢表查得 No、18工字钢

(4)强度校核

故梁AC满足强度要求。
8-8、 图示钻床得立柱为铸铁制成,许用拉应力为[st]=35MPa,若P=15kN,试确定立柱所需要得直径d。
P
P
400
d

解:(1)内力分析
P
N
400
M

如图作截面取上半部分,由静力平衡方程可得

所以立柱发生拉弯变形。
(2)强度计算
先考虑弯曲应力

取立柱得直径d = 122mm,校核其强度

所以立柱满足强度要求。
解:取整体为研究对象