工程力学C作业Word文件下载.docx
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设石块不动。
Fmin=15kN
40.
构架ABCD在A点受力F
1kN作用。
杆AB和CD在C点用铰链连接，B、D两点处均为固定铰支座。
如不计杆重及摩擦，试求杆CD所受的力和支座B的约束力。
41.
梁AB如图所示，作用在跨度中点C的力F
kN。
试求图示两种情况下支座A和B的约束力。
梁重及摩擦均可不计。
42.
如图a所示，重量为P
5
kN的球悬挂在绳上，且和光滑的墙壁接触，绳和墙的夹角为30º
。
试求绳和墙对球的约束力。
（4）根据平衡条件列平衡方程。
可先求出各力在x、y轴上的投影，如表2-1中所示，于是
43.
重P
1
kN的球放在与水平成30º
角的光滑斜面上，并用与斜面平行的绳AB系住（图2-15
a）。
试求绳AB受到的拉力及球对斜面的压力。
44.
45.
46.
已知AB梁上作用一矩为Me的力偶，梁长为l，梁重及摩擦均不计。
试求在图示四种情况下支座A、B的约束力。
47.
汽锤在锻打工件时，由于工件偏置使锤头受力偏心而发生偏斜，它将在导轨DA和BE上产生很大的压力，从而加速导轨的磨损并影响锻件的精度。
已知锻打力F
1000
kN，偏心距e
mm，锤头高度h
200
mm，试求锻锤给两侧导轨的压力。
48.
机构OABO1，在图示位置平衡。
已知OA
mm，O1B
600
mm，作用在OA上的力偶的力偶矩之大小∣Me1∣=
N
·
m。
试求力偶矩Me2的大小和杆AB所受的力。
各杆的重量及各处摩擦均不计。
49.
图中，如作用于扳手上的力F
N，l
0.40
m，α
60º
，试计算力对O点之矩。
50.
试用合力矩定理计算图中力对O点之矩。
51.
图
a所示梁AB受矩为Me
300
m的力偶作用。
试求支座A、B的约束力。
第2次作业
20.
21.
简易起重机用钢丝绳吊起重P
2
kN的物体。
起重机由杆AB、AC及滑轮A、D组成，不计杆及滑轮的自重。
试求平衡时杆AB、AC所受的力（忽略滑轮尺寸）。
FAB=-
0.414kN（压），FAC=-
3.146kN（压）
22.
在简支梁AB上，作用有力F
50
kN，试求支座A和B的约束力。
不计梁重及摩擦力。
23.
试求图中各力在坐标轴上的投影。
已知：
F1
F2
F4
10
kN，F3
F5
15
kN，F6
kN，各力方向如图所示。
解：
应用教材中公式（2-3）得
F1x
kN，F1y
0，F2x
0，F2y
kN
F3x
F3
cos30º
×
0.866
kN=
12.99
F3y
sin30º
0.5kN
7.50
kN
F4x
0.5
F4y
-
8.66
F5x
cos60º
F5y
sin60º
0.866kN
F6x
F6
F6y
17.3
24.
在图示结构中，A、B、C处均为光滑铰接。
已知F
N，杆重不计，尺寸如图所示。
试求C点处的约束力。
FCx=880N（→），FCy=480N（↓）
25.
左端A固定而右端B自由的悬臂梁AB，自重不计，承受集度为q（N/m）的满布均匀荷载，并在自由端受集中荷载作用。
梁的长度为l。
试求固定端A处的约束力。
FAx=0，FAy=ql+F（↑），MA=
ql2+Fl
26.
试分别求图中两根外伸梁其支座处的约束力。
梁重及摩擦均不计。
27.
试分别求图示两个构架上A、B处所受到的约束力。
不计构件自重及各处的摩擦。
图b中C处为铰链。
28.
a示一起重机，A、B、C处均为光滑铰链，水平梁AB的重量P
4
kN，荷载F
kN，有关尺寸如图所示，BC杆自重不计。
试求杆BC所受的拉力和铰链A给杆AB的约束力。
（1）根据题意，选AB为研究对象。
29.
a所示梁AB，其A端为固定铰链支座，B端为活动铰链支座。
梁的跨度为l
4a，梁的左半部分作用有集度为q的均布荷载，在D截面处有矩为Me的力偶作用。
梁的自重及各处摩擦均不计。
试求A和B处的支座约束力。
30.
一汽车起重机，车身重P1，转盘重P2，起重机吊臂重P3，如图所示。
试求当吊臂在汽车纵向对称面内时，不至于使汽车翻倒的最大起重量Pmax。
31.
试判别图示桁架中哪些杆其内力等于零，即所谓“零杆”。
你能否总结出判别零杆的规律？
（a）DE，EF，FG，BG（b）BC，AC
32.
自重P
1.0
kN的物块置于水平支承面上，受倾斜力F
1=
kN作用，并分别如图
a、b中所示。
物块与水平支承面之间的静摩擦因数f
s=
0.40，动摩擦因数f
d=
0.30，问在图中两种情况下物块是否滑动？
并求出摩擦力。
由于保持平衡所需的摩擦力F=0.433kN<
Fmax=0.5kN,因此物块保持平衡，没有滑动。
值得注意的是，此时的摩擦力F=0.433kN是由平衡方程确定的，而不是Fmax=0.5kN。
只有在临界平衡状态，摩擦力才等于最大静摩擦力Fmax。
33.
图示物块A置于斜面上，斜面倾角θ=30°
物块自重P=350N，在物块上加一水平力FT=100N,物块与斜面间的静摩擦因数fs=0.35,动摩擦因数fd=0.25。
试问物块是否平衡？
并求出摩擦力的大小和方向。
34.
如图所示，长方体上作用了五个力，其中，F1=100N,F2=150N,
F3=500N,F4=200N,F5=220N,
各力方向如图中所示。
且a=5m,b=4m,c=3m。
试求各力在坐标轴上的投影.
35.
F1x=130.0N，F1y=–75N，F1z=260.0N，F2x=100.0N，F2y=119.0N，F2z=156.0N
第3次作业
曲柄连杆机构的活塞上作用有力F
N。
如不计摩擦和所有构件的重量，问在曲柄OA上应加多大的力偶矩Me方能使机构在图示位置平衡？
试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。
试求图示等直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。
若横截面面积，试求各横截面上的应力。
试求图示阶梯状直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。
若横截面面积，并求各横截面上的应力。
简易起重设备的计算简图如图所示。
已知斜杆AB用两根不等边角钢组成，钢的许用应力。
试问在提起重量为的重物时，斜杆AB是否满足强度条件？
图
a所示为左端固定而右端自由的轴向受力杆件。
试求Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ横截面上的轴力，并作轴力图。
一横截面为正方形的砖柱分上下两段，其受力情况、各段长度及横截面尺寸如图
a所示。
kN，试求荷载引起的最大工作应力。
首先作柱的轴力图如图
b所示。
由于此柱上下两段的横截面尺寸不同，故不能应用公式（7-3）计算柱的最大工作应力，必须利用公式（7-2）求出每段柱的横截面上的正应力，然后进行比较以确定全柱的最大工作应力。
Ⅰ、Ⅱ两段柱（图
a）横截面上的正应力分别为
一横截面为矩形的钢制阶梯状直杆，其受力情况及各段长度如图a所示。
AD段和DB段的横截面面积为BC段横截面面积的两倍。
矩形截面的高度与宽度之比h/b=1.4，材料的许用应力、=160MPa。
试选择各段杆的横截面尺寸h和b。
首先作杆的轴力图如图
此杆为变截面杆，最大工作应力不一定出现在轴力最大的AD段横截面上。
由于DB段的横截面面积与AD段相同，而轴力较小，故其工作应力一定小于AD段的。
于是只需分别对AD段和BC段进行计算。
对于AD段，按强度条件要求其横截面面积AI为
有一三角架如图所示，其斜杆由两根80×
80×
7等边角钢组成，横杆由两根10号槽钢组成，材料均为Q235钢，许用应力=
120
MPa。
试求许用荷载[F]。
a所示为一阶梯形钢杆，AB段和BC段的横截面面积为A1
A2
500
mm2，CD段的横截面面积为A3
mm2。
已知钢的弹性模量E
2.0×
105
试求杆的纵向变形Δl。
图中长度单位为mm。
此杆的轴力图如图b所示。
由于各段杆的轴力和横截面面积不尽相同，故须分段利用拉压胡克定律求各段杆的纵向变形，它们的代数和才是整个杆的纵向变形Δl。
试作图示各杆的轴力图，并分别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）。
（a）
AB段：
30
kN（拉），BC段：
0,CD段：
20kN（压）；
（b）
10kN（压），CD段：
kN（拉）；
（c）
0，
BC段：
kN（拉），CD段：
kN（拉）
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杆，各杆的自重均不计。
1次超静定
（1）最大切应力及两端截面间的相对扭转角；
（2）图示截面上A，B，C三点处切应力的数值及方向；
（3）C点处的切应变。
（1）最大切
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