工程力學(靜力學與材料力學)答案(已修改)

　

【正文】 《工程力學》習題選解工程力學課后答案BAOW(a)BAOWF(b)OW(c)A11試畫出以下各題中圓柱或圓盤的受力圖。與其它物體接觸處的摩擦力均略去。AOW(d)BAOW(e)BFBFABOW(a)BAOWF(b)FAFBAOW(c)FAFOAOW(d)FBFAAOW(e)BFBFA解：12 試畫出以下各題中AB桿的受力圖。AWCB(c) D(a)AWCEB(b)AWCDBABF(d)CABW(e)C(a)FDFBFEDAWCEB(b) AWCDBFDFBFA(c) AWCBFBFA解：ABW(e)CFBFAABF(d)CFBFA13 試畫出以下各題中AB梁的受力圖。AWCB(a) WABCD(c) ABFqD(b) CCABFWDA’D’B’(d) ABFq(e) AWCB(a) FBFAABFqD(b) FCFDWABC(c) FCFB解：CABFWD(d) FBFAFDABFq(e) FBxFByFA14 試畫出以下各題中指定物體的受力圖。(a) 拱ABCD；(b) 半拱AB部分；(c) 踏板AB；(d) 杠桿AB；(e) 方板ABCD；(f) 節點B。ABF(a) DCWAF(b) DB(c) FABDD’ABF(d) CDWABCD(e) WABC(f) 解：ABF(a) DCWFAxFAyFDAF(b) CBFBFA(c) FABDFBFDABF(d) CFBFCWABCD(e) FBFAWB(f) FABFBC15 試畫出以下各題中指定物體的受力圖。(a) 結點A，結點B；(b) 圓柱A和B及整體；(c) 半拱AB，半拱BC及整體；(d) 杠桿AB，切刀CEF及整體；(e) 秤桿AB，秤盤架BCD及整體。ABPP(b) ABW(a) FDABCEF(d) (c) BCW1W2FAWABCC’DOG(e) FAT解：(a) ABFBAFBTWFABFA(b) FCAPCFBBPCF’CFAABPPFBFN(c) BCW1W2FAFCxFCyFAxFAyBW1FAFAxFAyFBxFByBCW2FCxFCyF’BxF’ByFABCFCFBDCEFFEF’CFFFDABCEFFEFFFB(d) BCDGFBFC(e) WABCC’DOGFOyFOxFC’ABOWFBFOyFOx22 桿AC、BC在C處鉸接，另一端均與墻面鉸接，如圖所示，F1和F2作用在銷釘C上，F1=445 N，F2=535 N，不計桿重，試求兩桿所受的力。C cABF2F14330o解：(1) 取節點C為研究對象，畫受力圖，注意AC、BC都為二力桿， FACFBCC cF2F1xy(2) 列平衡方程：AC與BC兩桿均受拉。23 水平力F作用在剛架的B點，如圖所示。如不計剛架重量，試求支座A和D 處的約束力。DAa2aCB解：(1) 取整體ABCD為研究對象，受力分析如圖，畫封閉的力三角形：FFDFADACBFFAFD(2) 由力三角形得24 在簡支梁AB的中點C作用一個傾斜45o的力F，力的大小等于20KN，如圖所示。若梁的自重不計，試求兩支座的約束力。AB45oF45oC解：(1) 研究AB，受力分析并畫受力圖：AB45oFFBFACDEα(2) 畫封閉的力三角形：FFBFAdce相似關系：幾何尺寸：求出約束反力：26 如圖所示結構由兩彎桿ABC和DE構成。構件重量不計，圖中的長度單位為cm。已知F=200 N，試求支座A和E的約束力。EDCABF6486解：(1) 取DE為研究對象，DE為二力桿；FD = FEEDFEFD(2) 取ABC為研究對象，受力分析并畫受力圖；畫封閉的力三角形：FFAF’DBDAFF’DFA34327 在四連桿機構ABCD的鉸鏈B和C上分別作用有力F1和F2，機構在圖示位置平衡。試求平衡時力F1和F2的大小之間的關系。DCAB60o30o45o90oF1F2解：（1）取鉸鏈B為研究對象，AB、BC均為二力桿，畫受力圖和封閉力三角形；BF1FBCBCFABFBCBCFABF145oCF2FCBFCDF2FCBFCD(2) 取鉸鏈C為研究對象，BC、CD均為二力桿，畫受力圖和封閉力三角形；由前二式可得：29 三根不計重量的桿AB，AC，AD在A點用鉸鏈連接，各桿與水平面的夾角分別為450，450和600，如圖所示。試求在與OD平行的力F作用下，各桿所受的力。已知F= kN。zDCBAO45o45o60oyxFFADFACFAB解：(1) 取整體為研究對象，受力分析，AB、AB、AD均為二力桿，畫受力圖，得到一個空間匯交力系；(2) 列平衡方程：解得：AB、AC桿受拉，AD桿受壓。31 已知梁AB上作用一力偶，力偶矩為M，梁長為l，梁重不計。求在圖a，b，c三種情況下，支座A和B的約束力l/3ABl(b)Ml/2ABl(a)Mθl/2ABl(c)M解：(a) 受力分析，畫受力圖；A、B處的約束力組成一個力偶；l/2ABlMFAFB列平衡方程：(b) 受力分析，畫受力圖；A、B處的約束力組成一個力偶；l/3ABlMFAFB列平衡方程： (c) 受力分析，畫受力圖；A、B處的約束力組成一個力偶；l/2ABlMFBFAθ列平衡方程：32 在題圖所示結構中二曲桿自重不計，曲桿AB上作用有主動力偶，其力偶矩為M，試求A和C點處的約束力。CABa3aM2aa解：(1) 取BC為研究對象，受力分析，BC為二力桿，畫受力圖；BFBFCC(2) 取AB為研究對象，受力分析，A、B的約束力組成一個力偶，畫受力圖；ABF’BFAM233 齒輪箱的兩個軸上作用的力偶如題圖所示，它們的力偶矩的大小分別為M1=500 Nm，M2 =125 Nm。求兩螺栓處的鉛垂約束力。圖中長度單位為cm。M2M1AB50FBFA解：(1) 取整體為研究對象，受力分析，A、B的約束力組成一個力偶，畫受力圖；(2) 列平衡方程：35 四連桿機構在圖示位置平衡。已知OA=60cm，BC=40cm，作用BC上的力偶的力偶矩大小為M2=，試求作用在OA上力偶的力偶矩大小M1和AB所受的力FAB所受的力。各桿重量不計。OACBM2M130o解：(1) 研究BC桿，受力分析，畫受力圖：CBM230oFBFC列平衡方程：(2) 研究AB（二力桿），受力如圖：ABF’BF’A可知：(3) 研究OA桿，受力分析，畫受力圖：OAM1FAFO列平衡方程：37 O1和O 2圓盤與水平軸AB固連，O1盤垂直z軸，O2盤垂直x軸，盤面上分別作用力偶（F1，F’1），（F2，F’2）如題圖所示。如兩半徑為r=20 cm, F1 =3 N, F2 =5 N,AB=80 cm,不計構件自重，試計算軸承A和B的約束力。BzyxAOF1F2F’2F’1O1O2FBzFAzFAxFBx解：(1) 取整體為研究對象，受力分析，A、B處x方向和y方向的約束力分別組成力偶，畫受力圖。(2) 列平衡方程：AB的約束力：38 在圖示結構中，各構件的自重都不計，在構件BC上作用一力偶矩為M的力偶，各尺寸如圖。求支座A的約束力。AM2BCDllll解：(1) 取BC為研究對象，受力分析，畫受力圖；M2BCFBFC(2) 取DAC為研究對象，受力分析，畫受力圖；ACDF’CFAFD畫封閉的力三角形；FAF’CFD解得ABCD2(b)ABC12q =2(c)M=330oABCD20M=8q=20(e)41 試求題41圖所示各梁支座的約束力。設力的單位為kN，力偶矩的單位為kNm，長度單位為m，分布載荷集度為kN/m。(提示：計算非均布載荷的投影和與力矩和時需應用積分)。解：(b)：(1) 整體受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；ABCD2FBFAxFA yyx(2) 選坐標系Axy，列出平衡方程；約束力的方向如圖所示。ABC12q =2M=330oFBFAxFA yyxdx2180。dxx(c)：(1) 研究AB桿，受力分析，畫出受力圖(平面任意力系)；(2) 選坐標系