工程力学(静力学与材料力学) 单祖辉 谢传峰合编课后习题答案.doc

工程力学(静力学与材料力学)单祖辉 谢传峰合编课后习题答案1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图与其它物体接触处的摩擦力均略去a) (b) A(d)(e) 解： AA (a)(b)A(d) (e) 1-2 试画出以下各题中AB杆的受力图 a)b)c)A(c)(c)《工程力学》习题选解 工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 (d)解： B FB(a)(b) (c) BB (e) 1-3 试画出以下各题中AB梁的受力图 F(a)(b) (c) (d)(e) 1《工程力学》习题选解解：(a) D(d)(e)FBx(b)(c)F W 1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图a) 拱ABCD；(b) 半拱AB部分；(c) 踏板AB；(d) 杠杆AB；(e) 方板ABCD；(f) 节点B 解： (a)D(d) (b)(c)(e)(f)WB(b) D(c)FD B2(a)《工程力学》习题选解 1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图a) 结点A，结点B；(b) 圆柱A和B及整体；(c) 半拱AB，半拱BC及整体；(d) 杠杆AB，切刀CEF及整体；(e) 秤杆AB，秤盘架BCD及整体。

(b) FC FB (d) (e)FBC (f) W(c)(d) e) 3《工程力学》习题选解解：(a)ATFFBA (b) (c) A A C C (d) ’C (e)D D B C’ 4《工程力学》习题选解2-2 杆AC、BC在C处铰接，另一端均与墙面铰接，如图所示，F1和F2作用在销钉C上，F1=445 N，F2=535 N，不计杆重，试求两杆所受的力 F1 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： F4F=0 F´+FACsin60o-F2=0åy153F=0 F´-FBC-FACcos60o=0 åx15\FAC=207 N FBC=164 NAC与BC两杆均受拉2-3 水平力F作用在刚架的B点，如图所示如不计刚架重量，试求支座A和D 处的约束力 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)5 F FD F A D《工程力学》习题选解FFFFF=D=A==D=1BCABAC2\FD=1F FA==1.12F22-4 在简支梁AB的中点C作用一个倾斜45o的力F，力的大小等于20KN，如图所示。

若梁的自重不计，试求两支座的约束力 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： eFA FBF dQDCDE»Dcde \几何尺寸：FFF=B=A CDCEEDCE=11BD=CD ED===22求出约束反力： FB=FA=CE1´F=´20=10 kN2CDED´F=20=10.4 kN CDCEa=45o-arctan=18.4oCD2-6 如图所示结构由两弯杆ABC和DE构成构件重量不计，图中的长度单位为cm已知F=200 N，试求支座A和E的约束力 6《工程力学》习题选解 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：FFA‘FA=FD=FE=15F´=166.7 N 232-7 在四连杆机构ABCD的铰链B和C上分别作用有力F1和F2，机构在图示位置平衡试求平衡时力F1和F2的大小之间的关系 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；FBC FAB FF17《工程力学》习题选解FBC1(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；C FCDFFCDF2FCB=F2cos30o=由前二式可得： 2 FBC=FCB1=\F1=2F2=0.61F2 or F2=1.63F14 2-9 三根不计重量的杆AB，AC，AD在A点用铰链连接，各杆与水平面的夹角分别为450，450和600，如图所示。

试求在与OD平行的力F作用下，各杆所受的力已知F=0.6 kN 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：ooF=0 F´cos45- F´cos45=0åxACABåFåF解得： y=0 F-FADcos60o=0=0 FADsin60o-FACsin45o-FABsin45o=0 zFAD=2F=1.2 kN FAC=FAB=AB、AC杆受拉，AD杆受压FAD=0.735 kN 4 8《工程力学》习题选解3-1 已知梁AB上作用一力偶，力偶矩为M，梁长为l，梁重不计求在图a，b，c三种情况下，支座A和B的约束力 (a) (b) (c)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：åM=0 FMB´l-M=0 FB=l\FMA=FB=l(b) 受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶； B 列平衡方程：åM=0 FB´l-M=0 FMB=l\F=MA=FBl(c) 受力分析，画受力图；A、B处的约束力组成一个力偶； FB9《工程力学》习题选解列平衡方程：åM=0 FB´l´cosq-M=0 FB=M\FA=FB=lcosqMlcosq3-2 在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆AB上作用有主动力偶，其力偶矩为M，试求A和C点处的约束力。

解：(1) 取BC为研究对象，受力分析，BC为二力杆，画受力图；F CFB=FC(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； ‘M’FB´(3a+a)-M=0 FB==0.3542a M\FA=FC=0.354aåM=03-3 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=500 Nm，M2 =125 Nm求两螺栓处的铅垂约束力图中长度单位为cm 10《工程力学》习题选解 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：åM=0 FB´l-M1+M2=0 FB=\FA=FB=750 NM1-M2500-125==750 N l503-5 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OA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 B 解：(1) 研究BC杆，受力分析，画受力图： 列平衡方程： FBåM=0 FB´BCsin30o-M2=0M21FB===5 Noo0.4´sin30BCsin30(2) 研究AB（二力杆），受力如图： 可知：‘‘FA=FB=FB=5 N (3) 研究OA杆，受力分析，画受力图：11《工程力学》习题选解 列平衡方程： FA åM=0 -FA´OA+M1=0\ M1=FA´OA=5´0.6=3 Nm3-7 O1和O 2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=20 cm, F1 =3 N, F2 =5 N,AB=80 cm,不计构件自重，试计算轴承A和B的约束力 y2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：åMFBz=x=0 -FBz´AB+F2´2r=02rF22´20´5==2.5 N FAz=FBz=2.5 N80AB åMz=0 -FBx´AB+F1´2r=0FBx=AB的约束力： 2rF12´20´3==1.5 N。