工程力学课后答案合-单祖辉主编

2-2解：(1)取节点C为研究对象，画受力图，注意AC、BC都为二力杆，(2)列平衡方程：12140sin600530cos6005207164oyACoxBCACACBCFFFFFFFFFNFNAC与BC两杆均受拉。2-3解：(1)取整体ABCD为研究对象，受力分析如图，画封闭的力三角形：(2)由力三角形得215151.1222DADADAFFFFFFBCABACFFFFF2-4解：(1)研究AB，受力分析并画受力图：(2)画封闭的力三角形：相似关系：BAFFFCDEcdeCDCEED几何尺寸：221155222CEBDCDEDCDCECECD求出约束反力：FACFBCCcF2F1xyFFDFADACBFFAFDFFBFAdceAB45oFFBFACDEα《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室112010252010.4245arctan18.4BAooCEFFkNCDEDFFkNCDCECD2-6解：(1)取DE为研究对象，DE为二力杆；FD=FE(2)取ABC为研究对象，受力分析并画受力图；画封闭的力三角形：'15166.723ADEFFFFN2-7解：（1）取铰链B为研究对象，AB、BC均为二力杆，画受力图和封闭力三角形；12BCFF(2)取铰链C为研究对象，BC、CD均为二力杆，画受力图和封闭力三角形；223cos302oCBFFF由前二式可得：EDFEFDFFAF’DBDAFF’DFA343BF1FBCBCFABFBCBCFABF145oCF2FCBFCDF2FCBFCD《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室2121222132260.611.634BCCBFFFFFFForFF2-9解：(1)取整体为研究对象，受力分析，AB、AB、AD均为二力杆，画受力图，得到一个空间汇交力系；(2)列平衡方程：0cos45cos4500cos6000sin60sin45sin450ooxACABoyADooozADACABFFFFFFFFFF解得：621.20.7354ADACABADFFkNFFFkNAB、AC杆受拉，AD杆受压。3-1解：(a)受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶；列平衡方程：00BBABMMFlMFlMFFl(b)受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶；列平衡方程：00BBABMMFlMFlMFFl(c)受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶；列平衡方程：l/2ABlMFAFBl/3ABlMFAFBl/2ABlMFBFAθ《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室30cos0coscosBBABMMFlMFlMFFl3-2解：(1)取BC为研究对象，受力分析，BC为二力杆，画受力图；BCFF(2)取AB为研究对象，受力分析，A、B的约束力组成一个力偶，画受力图；''20300.3542220.354BBACMMMFaaMFaaMFFa3-3齿轮箱的两个轴上作用的力偶如题图所示，它们的力偶矩的大小分别为M1=500Nm，M2=125Nm。求两螺栓处的铅垂约束力。图中长度单位为cm。解：(1)取整体为研究对象，受力分析，A、B的约束力组成一个力偶，画受力图；(2)列平衡方程：12125001250075050750BBABMMMFlMMFNlFFN3-5四连杆机构在图示位置平衡。已知OA=60cm，BC=40cm，作用BC上的力偶的力偶矩大小为M2=1N.m，试求作用在OABFBFCCABF’BFAM2M2M1AB50FBFA《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室4上力偶的力偶矩大小M1和AB所受的力FAB所受的力。各杆重量不计。解：(1)研究BC杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：220sin300150.4sin30sin30oBBooMFBCMMFNBC(2)研究AB（二力杆），受力如图：可知：''5ABBFFFN(3)研究OA杆，受力分析，画受力图：列平衡方程：110050.63AAMFOAMMFOANm3-7O1和O2圆盘与水平轴AB固连，O1盘垂直z轴，O2盘垂直x轴，盘面上分别作用力偶（F1，F’1），（F2，F’2）如题图所示。如两半径为r=20cm,F1=3N,F2=5N,AB=80cm,不计构件自重，试计算轴承A和B的约束力。OACBM2M130oCBM230oFBFCABF’BF’AOAM1FAFOBzyxAOF1F2F’2F’1O1O2FBzFAzFAxFBx《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室5解：(1)取整体为研究对象，受力分析，A、B处x方向和y方向的约束力分别组成力偶，画受力图。(2)列平衡方程：2211020222052.52.580020222031.51.580xBzBzAzBzzBxBxAxBxMFABFrrFFNFFNABMFABFrrFFNFFNABAB的约束力：22221.52.58.58.5AAxAzBAFFFNFFN3-8在图示结构中，各构件的自重都不计，在构件BC上作用一力偶矩为M的力偶，各尺寸如图。求支座A的约束力。解：(1)取BC为研究对象，受力分析，画受力图；00CCMMFlMFl(2)取DAC为研究对象，受力分析，画受力图；画封闭的力三角形；解得AM2BCDllllM2BCFBFCACDF’CFAFDFAF’CFD《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室6'2cos45CAoFMFl《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室74-1试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN，力偶矩的单位为kNm，长度单位为m，分布载荷集度为kN/m。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。解：(b)：(1)整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2)选坐标系Axy，列出平衡方程；0:0.400.4kNxAxAxFFF()0:20.80.51.60.40.7200.26kNABBMFFF0:20.501.24kNyAyBAyFFFF约束力的方向如图所示。(c)：(1)研究AB杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；ABCD0.80.80.40.50.40.72(b)ABC12q=2(c)M=330oABCD0.80.80.8200.8M=8q=20(e)ABC12q=2M=330oFBFAxFAyyxdx2dxxABCD0.80.80.40.50.40.72FBFAxFAyyx《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室8(2)选坐标系Axy，列出平衡方程；20()0:33200.33kNBAyAyMFFdxxF200:2cos3004.24kNoyAyBBFFdxFF0:sin3002.12kNoxAxBAxFFFF约束力的方向如图所示。(e)：(1)研究CABD杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2)选坐标系Axy，列出平衡方程；0:0xAxFF0.80()0:2081.6202.4021kNABBMFdxxFF0.800:2020015kNyAyBAyFdxFFF约束力的方向如图所示。4-5AB梁一端砌在墙内，在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物D，设重物的重量为G，又AB长为b，斜绳与铅垂线成角，求固定端的约束力。ABCDbABCD0.80.80.8200.8M=8q=20FBFAxFAyyx20dxxdx《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室9解：(1)研究AB杆(带滑轮)，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2)选坐标系Bxy，列出平衡方程；0:-sin0sinxAxAxFFGFG0:cos0(1cos)yAyAyFFGGFG()0:0(1cos)BAAyAMFMFbGRGRMGb约束力的方向如图所示。4-7练钢炉的送料机由跑车A和可移动的桥B组成。跑车可沿桥上的轨道运动，两轮间距离为2m，跑车与操作架、平臂OC以及料斗C相连，料斗每次装载物料重W=15kN，平臂长OC=5m。设跑车A，操作架D和所有附件总重为P。作用于操作架的轴线，问P至少应多大才能使料斗在满载时跑车不致翻倒？解：(1)研究跑车与操作架、平臂OC以及料斗C，受力分析，画出受力图(平面平行力系)；ABCGbFAxFAyyxMAGWBFE5m1m1mAPCODWFE5m1m1mAPCODFFFE《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室10(2)选F点为矩心，列出平衡方程；()0:-214022FEEMFFPWPFW(3)不翻倒的条件；0460kNEFPW4-13活动梯子置于光滑水平面上，并在铅垂面内，梯子两部分AC和AB各重为Q，重心在A点，彼此用铰链A和绳子DE连接。一人重为P立于F处，试求绳子DE的拉力和B、C两点的约束力。解：(1)：研究整体，受力分析，画出受力图(平面平行力系)；(2)选坐标系Bxy，列出平衡方程；3()0:-coscos2cos2cos02212BCCllMFQQPlaFlaFQPl0:202yBCBFFFQPaFQPl(3)研究AB，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；ADCPallhCEBCADCPallhCEBCQQFBFCyxADClhBQFBFDFAxFAy《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室11(4)选A点为矩心，列出平衡方程；()0:-coscos02cos2ABDDlMFFlQFhalFQPlh4-15在齿条送料机构中杠杆AB=500mm，AC=100mm，齿条受到水平阻力FQ的作用。已知Q=5000N，各零件自重不计，试求移动齿条时在点B的作用力F是多少？解：(1)研究齿条和插瓜(二力杆)，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；(2)选x轴为投影轴，列出平衡方程；0:-cos3005773.5NoxAQAFFFF(3)研究杠杆AB，受力分析，画出受力图(平面任意力系)；ABCDFFQ15o45oADFQ15o45oFAxABCF15o45oF’AFCxFCy《工程力学》习题选解上海理工大学力学教研室12(4)选C点为矩心，列出平衡方程；'()0:sin150373.6NoCAMFFACFBCF4-16由AC和CD构成的复合梁通过铰链C连接，它的支承和受力如题4-16图所示。已知均布载荷集度q=10kN/m，力偶M=40kNm，a=2m，不计梁重，试求支座A、B、D的约束力和铰链C所受的力。解：(1)研究CD杆，受力分析，画出受力图(平面平行力系)；(2)选坐标系Cxy，列出平衡方程；0()0:-205kNaCDDMFqdxxMFaF00:025kNayCDCFFqdxFF(3)研究ABC杆，受力分析，画出受力图(平面平行力系)；(4)选坐标系Bxy，列出平衡方程；'0()0:035kNaBACAMFFaqdxxFaF'00:080kNayABCBFFqdxFFF约束力的方向如图所示。4-17刚架ABC和刚架CD通过铰链C连接，并与地面通过铰链A、B、D连接，如题4-17图所示，载荷如图，试求刚架的支座约束力(尺寸单位为m，力的单位为kN，载荷集