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工程力学竞赛复习题及答案.doc

上传人:tangtianxu1 文档编号:3002647 上传时间:2018-10-01 格式:DOC 页数:26 大小:453.50KB
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资源描述

1、16.画出杆 AB的受力图。17. 画出杆 AB的受力图。18. 画出杆 AB的受力图。25. 画出杆 AB的受力图。物系受力图26. 画出图示物体系中杆 AB、轮 C、整体的受力图。7. 图示圆柱 A重力为 G,在中心上系有两绳 AB和 AC,绳子分别绕过光滑的滑轮 B和 C,并分别悬挂重力为 G1和 G2的物体,设 G2G 1。试求平衡时的 角和水平面 D对圆柱的约束力。解(1)取圆柱 A 画受力图如图所示。AB、AC 绳子拉力大小分别等于 G1,G 2。(2)建直角坐标系,列平衡方程:F x0, -G 1+G2cos0F y0, F NG 2sin-G0(3)求解未知量。8.图示翻罐笼由

2、滚轮 A,B 支承,已知翻罐笼连同煤车共重 G=3kN, =30,=45,求滚轮A,B 所受到的压力 FNA,F NB。有人认为 FNA=Gcos ,F NB=Gcos ,对不对,为什么?解(1)取翻罐笼画受力图如图所示。(2)建直角坐标系,列平衡方程:F x0, F NA sin-F NB sin0F y0, F NA cos+F NB cos-G0(3)求解未知量与讨论。将已知条件 G=3kN,=30,=45分别代入平衡方程,解得:FNA2.2kN F NA1.55kN有人认为 FNA=Gcos,F NB=Gcos 是不正确的,只有在 =45的情况下才正确。9.图示简易起重机用钢丝绳吊起重

3、力 G=2kN的重物,不计杆件自重、摩擦及滑轮大小,A,B,C 三处简化为铰链连接;求 AB和 AC所受的力。解(1)取滑轮画受力图如图所示。AB、AC 杆均为二力杆。(2)建直角坐标系如图,列平衡方程:F x0, -F AB-Fsin45+Fcos600F y0, -F AC-Fsin60-Fcos450(3)求解未知量。将已知条件 F=G=2kN代入平衡方程,解得:FAB-0.414kN(压) F AC-3.15kN(压)10. 图示简易起重机用钢丝绳吊起重力 G=2kN的重物,不计杆件自重、摩擦及滑轮大小,A,B,C 三处简化为铰链连接;求 AB和 AC所受的力。解:( 1) 取 滑 轮

4、 画 受 力 图 如 图 所 示 。AB、 AC杆 均 为 二 力 杆 。(2)建直角坐标系如图,列平衡方程:F x0, -F AB-FACcos45-Fsin300F y0, -F ACsin45-Fcos30-F0(3)求解未知量。 将已知条件 F=G=2kN代入平衡方程,解得:F AB2.73kN(拉) FAC-5.28kN(压) 24. 试求图示梁的支座反力。已知 F=6kN,M=2kNm,a=1m。解(1)取梁 AB 画受力图如图所示。(2)建直角坐标系,列平衡方程:F x0, F AF Bx0F y0, F ByF 0M B(F)0, -F Aa+Fa+M0(3)求解未知量。将已知

5、条件 F=6kN,M=2kNm,a=1m 代入平衡方程,解得:FA8kN();F Bx8kN();F By6kN()。27. 试求图示梁的支座反力。已知 F=6kN,q=2kN/m,M=2kNm,a=1m。解:求解顺序:先解 CD 部分再解 ABC 部分。解 CD 部分(1)取梁 CD 画受力图如上左图所示。(2)建直角坐标系,列平衡方程:F y0, F C-qa+FD0M C(F)0, -qa0.5a +F Da0(3)求解未知量。将已知条件 q=2kN/m,a=1m 代入平衡方程。解得:F C 1kN;F D1kN ()解 ABC 部分(1)取梁 ABC 画受力图如上右图所示。(2)建直角

6、坐标系,列平衡方程:F y0, -F /C+FA+FB-F0M A(F)0, -F/C2a+FBa-Fa-M0(3)求解未知量。将已知条件 F=6kN,M=2kNm,a=1m,F /C = FC=1kN 代入平衡方程。解得: FB10kN();F A-3kN()梁支座 A,B,D 的反力为:F A-3kN();F B10kN();F D1kN ()。32. 图示汽车起重机车体重力 G1=26kN,吊臂重力 G2=4.5kN,起重机旋转和固定部分重力G3=31kN。设吊臂在起重机对称面内,试求汽车的最大起重量 G。解:(1)取汽车起重机画受力图如图所示。当汽车起吊最大重量 G 时,处于临界平衡,

7、F NA=0。(2)建直角坐标系,列平衡方程:M B(F)=0, -G 22.5m+Gmax5.5m+G12m=0(3)求解未知量。将已知条件 G1=26kN,G 2=4.5kN 代入平衡方程,解得:G max=7.41kN33. 汽车地秤如图所示,BCE 为整体台面,杠杆 AOB可绕 O轴转动,B,C,D 三点均为光滑铰链连接,已知砝码重 G1,尺寸 l,a。不计其他构件自重,试求汽车自重 G2。解:(1)分别取 BCE 和 AOB 画受力图如图所示。(2)建直角坐标系,列平衡方程:对 BCE 列F y0, F ByG 20对 AOB 列M O(F)0, F /ByaF l0(3)求解未知量

8、。将已知条件 FBy=F/By,F=G 1代入平衡方程,解得:G 2lG 1/a3. 拉杆或压杆如图所示。试用截面法求各杆指定截面的轴力,并画出各杆的轴力图。解:(1)计算 A端支座反力。由整体受力图建立平衡方程:F x0, 2kN-4kN+6kN-F A0FA4kN()(2)分段计算轴力杆件分为 3段。用截面法取图示研究对象画受力图如图,列平衡方程分别求得:FN1=-2kN(压);F N2=2kN(拉);F N3=-4kN(压)(3)画轴力图。根据所求轴力画出轴力图如图所示。4. 拉杆或压杆如图所示。试用截面法求各杆指定截面的轴力,并画出各杆的轴力图。解:(1)分段计算轴力杆件分为 3段。用

9、截面法取图示研究对象画受力图如图,列平衡方程分别求得:FN1=-5kN(压); F N2=10kN(拉); F N3=-10kN(压)(2)画轴力图。根据所求轴力画出轴力图如图所示。7. 圆截面阶梯状杆件如图所示,受到 F=150kN的轴向拉力作用。已知中间部分的直径d1=30mm,两端部分直径为 d2=50mm,整个杆件长度 l=250mm,中间部分杆件长度l1=150mm,E=200GPa。试求:1)各部分横截面上的正应力 ;2)整个杆件的总伸长量。10. 某悬臂吊车如图所示。最大起重荷载 G=20kN,杆 BC为 Q235A圆钢,许用应力 =120MPa。试按图示位置设计 BC杆的直径

10、d。1. 图示切料装置用刀刃把切料模中 12mm 的料棒切断。料棒的抗剪强度b=320MPa。试计算切断力。2. 图示螺栓受拉力 F 作用。已知材料的许用切应力和许用拉应力 的关系为=0.6。试求螺栓直径 d 与螺栓头高度 h 的合理比例。3. 已知螺栓的许用切应力=100MPa ,钢板的许用拉应力 =160MPa。试计算图示焊接板的许用荷载F 。6. 阶梯轴 AB 如图所示,AC 段直径 d1=40mm,CB 段直径 d2=70mm,外力偶矩MB=1500Nm,M A=600Nm, MC=900Nm,G=80GPa, =60MPa, /=2()/m。试校核该轴的强度和刚度。7. 图示圆轴 A

11、B 所受的外力偶矩Me1=800Nm,M e2=1200Nm,M e3=400Nm,G=80GPa,l 2=2l1=600mm =50MPa, /=0.25( )/m。试设计轴的直径。8.直径 d=25mm 的圆钢杆,受轴向拉力 F=60kN 作用时,在标矩 l=200mm 的长度内伸长 l=0.113mm;受外力偶矩 Me=200Nm,的作用时,相距l=150mm 的两横截面上的相对转角为 =0.55。试求钢材的 E 和 G。8. 试列出图示梁的剪力方程和弯矩方程,画剪力图和弯矩图,并求出 FS,max和 Mmax。设 q,F ,l 均为已知。9.试列出图示梁的剪力方程和弯矩方程,画剪力图和

12、弯矩图,并求出 FS,max 和Mmax。设 q,l 均为已知。10. 试列出图示梁的剪力方程和弯矩方程,画剪力图和弯矩图,并求出 FS,max和 Mmax。设 q,l,F,M e 均为已知。11. 不列剪力方程和弯矩方程,画出图示各梁的剪力图和弯矩图,并求出FS,max 和 Mmax。解:(1)由静力平衡方程得:F A=F,M A= Fa,方向如图所示。(2)利用 M,F S,q 之间的关系分段作剪力图和弯矩图。(3)梁最大绝对值剪力在 AB 段内截面,大小为 2F。梁最大绝对值弯矩在 C 截面,大小为 2Fa。12. 不列剪力方程和弯矩方程,画出图示各梁的剪力图和弯矩图,并求出FS,max

13、 和 Mmax。解:(1)由静力平衡方程得:FA=3ql/8() ,F B=ql/8() 。(2)利用 M,F S,q 之间的关系分段作剪力图和弯矩图。(3)梁的最大绝对值剪力在 A右截面,大小为 3ql/8。梁的最大弯矩绝对值在距 A端 3l/8 处截面,大小为 9ql2/128。13. 不列剪力方程和弯矩方程,画出图示各梁的剪力图和弯矩图,并求出FS,max 和 Mmax。解:(1)由静力平衡方程得:FB=2qa,M B=qa2,方向如图所示。(2)利用 M,F S,q 之间的关系分段作剪力图和弯矩图。(3)梁的最大绝对值剪力在 B 左截面,大小为 2qa。梁的最大绝对值弯矩在距AC 段内

14、和 B 左截面,大小为 qa2。15. 不列剪力方程和弯矩方程,画出图示各梁的剪力图和弯矩图,并求出FS,max 和 Mmax。解:(1)由静力平衡方程得:FA=9qa/4() ,F B= 3qa/4() 。(2)利用 M,F S,q 之间的关系分段作剪力图和弯矩图。(3)梁最大绝对值剪力在 A 右截面,大小为 5qa/4。梁最大弯矩绝对值在 A 截面,大小为 qa2/2。7. 空心管梁受载如图所示。已知=150MPa ,管外径 D=60mm,在保证安全的条件下,求内经 d 的最大值。8. 铸铁梁的荷载及横截面尺寸如图所示,已知 Iz=7.6310-6m4, t=30MPa, c=60MPa,试校核此梁的强度。9. 简支梁受载如图所示,已知 F=10kN, q=10kN/m,l =4m,a=1m, =160MPa。试设计正方形截面和矩形截面(h=2b ) ,并比较它们截面面积的大小。14.一单梁桥式行车如图所示。梁为28b 号工字钢制成,电动葫芦和起重重量总重 F=30kN,材料的 =140MPa,=100MPa。试校核梁的强度。

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