大学工程力学期中期末试卷(B)及答案

2013－2014学年第一学期《工程力学（静力学）》期末试卷班级专业：学号：姓名：成绩：一、填空题（每题2.5分）：1.柔索的约束反力沿离开物体。2.构件保持的能力称为稳定性。3.力对轴之矩在情况下为零。4.力偶对任意点之矩都。5.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。6.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。7.作用力与反作用力的关系是。8.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。9.作用于刚体上的两个力平衡的必要和充分条件是。10.平面汇交力系是各力的作用线都在的力系。11．物体在平面汇交力系作用下平衡的必要和充分条件是，其矢量式为。12.运用解析法研究平面汇交力系的平衡方程为。13.平面力偶系平衡的必要和充分条件是，其矢量式为。14.在同一平面内的两个力偶，只要它们的、，则两力偶必等效。15.平面一般力系的平衡方程的基本形式：、、。16.平面平行力系的平衡方程的基本形式：、。17.摩擦按照物体表面相对运动的情况可分为和两类。18.当物体处于将动未动的临界状态时，即摩擦力达到最大值时，这时支撑面对物体的全反力与法线间的夹角称为，其正切值等于。19.空间汇交力系的平衡条件是__________、__________、__________。20.空间平行力系与y轴平行，在0xF，0yF，0zF，0xM，0yM，0zM六个方程中，三个方程恒等于零的应是________、________、________。二、试分别画出下列各物体系统中每个物体的受力图（每题5分，共10分）（a）（b）三、锻锤工作时，如工件给它的反作用力有偏心，则会使锻锤C发生偏斜，这将在导轨AB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。已知打击力P=1000kN，偏心距e=20mm，锻锤高度h=200mm。试求锻锤给导轨两侧的压力。（10分）四、图示为连续铸锭装置中的钢坯矫直辊。钢坯对矫直辊的作用力为一沿辊长分布的均布力q，已知q=1kN/mm，坯宽1.25m。试求轴承A和B的反力。（10分）五、一起重用的夹具由ABC和DEF两相同弯杆组成，并由杆ＢＥ连接，B和Ｅ都是铰链，尺寸如图所示，单位为ｍｍ，此夹具依靠摩擦力提起重物。试问要提起重物，摩擦因数ｆ应为多大？（10分）六、有一齿轮传动轴如图示。大齿轮的节圆直径D=100mm，小齿轮的节圆直径d=50mm。如两齿轮都是直齿，压力角均为α=20°（即有20,204321tgFFtgFF），已知作用在大齿轮上的圆周力F2=1950N，试求传动轴作匀速转动时，小齿轮所受的圆周力F3的大小及两轴承的反力。（10分）参考答案一、填空题：1.柔索轴线2.原有平衡状态3.力与轴相交或平行4.相等5.接触面的公法线6.不共线7.等值、反向、共线8.力、力偶、平衡9.等值、反向、共线10.同一平面内且汇交于一点11.合力为零，12.13.力偶系中各力偶矩的代数和为零14.力偶矩大小相等、转动方向相同15.niixF10、niiyF10、nioFM10)(16.niiyF10、nioFM10)(17.滑动摩擦滚动摩擦18.摩擦角静摩擦因数19.0xF，0yF，0zF20.0xF、0zF、0yM二、下列各物体系统中每个物体的受力图三、解：（如没有做受力分析图，则解答视为无效，0分）锤头受力如图，锤头给两侧导轨的侧压力FN1和FN2构成一力偶，与P，P’构成力偶平衡（作受力分析图得4分）由0M10NPeFh（4分）12100NNFFKN（2分）（2分）（2分）（1分）（2分）（2分）（1分）四、解：（如没有做受力分析图，则解答视为无效，0分）（作受力分析图得2分）辊轴受力如上图示，由∑MA=0FRB×1600-q×1250×(1250/2+175)=0（3分）所以FRB=625N（1分）由∑Fy=0FRA+FRB-q×1250=0（3分）所以FRA=625N（1分）五、解：（如没有做受力分析图，则解答视为无效，0分）取整体：∑Fy=0P-Q=0P=Q（1分）取节点O：FOA=FOD=P=Q（1分）取重物，受力如图示，由平衡方程得：FS1=FS2=Q/2（1分）取曲杆ABC，∑MB=0150FN1+200FS1-600FOA=0（1分）重物不下滑的条件：FS1≤fSFN1（1分）解得：fS≥0.15（1分）六、解：（如没有做受力分析图，则解答视为无效，0分）齿轮传动轴受力如图：（作左图所示受力分析图得1分）F4F3F2F1（受力分析图1分）（受力分析图1分）（受力分析图1分）0XF0BX31AXFFFF（1分）0YF0=AYF（1分）0=Z∑F0BZ42AZFFFF（1分）0X∑M0270150100BZ42FFF（1分）0Y∑M02232dFDF（1分）0Z∑M0270150100BX31FFF（1分）且有：20,204321tgFFtgFF联立后解得：F2=1950kN;F3=3900kN;F1=710kN;F4=1420kN;（1分）FAX=-2180kN;FAY=0kN;FAZ=1860kN;（1分）FBX=-2430kN;FBY=1510kN（1分）