工程力学 第2版 习题答案汇总 王亚双 第1--10章 静力学基础----压杆的稳定.docx

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1、工程力学习题参考答案第1章静力学基础1-1(1) 刚体(2) 等值、反向、共线(3) 二力构件(4) 平衡力系(5) 平衡力系(6) 大小、方向、作用线(7) 合力(8) 作用线(9) 作用与反作用(10) 约束约束反力约束与被约束物体相互连接或接触处约束所限制的运动方向1-2Dadadcacab1-3X1-4题1-7答案图工程力学习题参考答案第2章平面汇交力系2-1(11)汇交(12)力系的合力等于零首尾相连、自行封闭(13) 垂线投影代数量(14) F=QF；+4：tana=(15) 合理投影(16) 三角形(17) 汇交点封闭边(18) 在任意两个坐标轴上投影的代数和均为零(19) 两两

2、(20) Fi=F+FiF1+F2+F3=OF4=Fi+/2+尸3F1=F+F3+F42-2DBAACDDAB2-32-4解由公式FX=土/COSa得，各力在X轴上的投影为Fix=-Ficos300=-200cos300N=-173.2NFixFicos90=0F3X=F3cos45=200cos45oN=14I.4NF4X=-F4cos6O0=-1OOcos6()0N=-50N由公式Fy=/Sina各力在y轴上的投影为Fy-Fisin30o=-200sin30oN=-1OONF2y=-F3=-150NF3j=F3sin45o=200sin45oN=141.4NF4y=F4sin6O0=86.

3、6N2-5解(一)几何法如图题2-5答案图a题2-5答案图R为三力合力，量出长度通过换算合力E=Fy+F2.v+F3y=(1sin60o+0-1.732sin30o)N=O再根据FR=J(F)2+(ZFyY求得FR=3KNYFtana=-=()=0EFX2-6解以重物为研究对象，受力图、建立坐标系如题2-6答案图所示列平衡方程ZFX=O-Fcos450+F2cos6=(a)Fy=0FT1Sin450+F2Sin600-G=0(b)解方程求得Fti=103.6NFt2=146.5N工程力学习题参考答案第3章力矩和平面力偶系3-1(21) 转动效应力臂(22) Mo(F)=Fd(23) 正负(24

4、) 代数和(25) 转动效应(26) 恒为零无合力等效平衡力偶(27) 力偶矩的大小力偶的转向力偶作用面的方位(28) 力偶矩大小相等、转向一致(29) 力偶系中各力偶矩的代数和为零(30) 力偶3-2Bbadbcdccc3-3JXJXX3-4a)Mo(F)=F1b)Mo(F)=F1sinac)Mo(F)=-Fad)Mo(F)=FyJa2+b2sina3-5解选杆为研究对象，受力图如图题3-5答案图根据力偶的平衡条件，A、B处约束反力形成顺时针力偶，故尸NA=FN8列平衡方程M=0得Fna1sina-M=OFn=21IsinaFna=Fnb=MIsina3-6解(1)选研窕时象，受力分析，画受

5、力图如图题3-6答案图根据作用力与反作用定律、力偶的性质及平面力偶系的平衡条件，得Fno=Fna,=Fna=Fnb=FfiBf=Fnco列平衡方程对于。力杆ZM=OFha,OA-M=0得Fna=电1=5NOA故Fna1=Fna=Fnb=Fnbz=5N对于BC杆M=0Mi-Fnb1OIBsin=0得Mi=FnetO1BsinB=0.5N工程力学习题参考答案第4章平面任意力系4-1(31)平面一般力系(32)主矢主矩(33)力力偶主矢(34)移动转动(35)零零(36)三三(37)平面平行力系(38)两两(39)(40)静定超静定DdbccccbadI：；4-4解将Fh尸2、尸3、尸4各力向。点平

6、移，得到一平面汇交力系尸、尸2、尸3、FV和一附加力偶系Mi、M2、Ma,如题4-4a图所示。且有F,=F1=IONF2,=F2=ION尸3=尸3=10在NF4*=F4=102NMi=Mo(Fi)=105Ncm=50NcmM2=Mo(F2)=105Ncm=50NcmM3=M0(F3)=TO亚X1()亚Ncm=-200NcmM4=Mo(F4)=10亚X10亚Ncm=200Ncm建立直角坐标系Oxy,如题4-4a答案图所示。%=%+F2x/+EJ=-ION+0-10亚n+10EXIN=ToNI-R厂6Fy=F1yF2y+F3y+F1y=0-10N+102yN+102X-N=ION主矢F一的大小和方

7、向为-=J.j+及y2=J(-10)2+1()2N=10N%51tana=-=1=45oFG5主矩M。为MO=MI+M2+M3+M4=5Ncm+5Ncm-200Ncm+200Ncm=50Ncm主矢尸7和主矩Mo的方向如题4-4答案图b所示。题4-4答案图4-5解选钢架AC为研究对象，受力图如图题4-5b答案图所示。建直角坐标系AXx列平衡方程ZFX=Of,y=OFRAx=0Fg-q1-F=0M(F)=0/Ma-QI-FI=O2解得RAX=OFra=35kNMA=60kNm46解先选整个物体系统为研究对象受力图如题4-6b答案图a)所示。题4-6答案图列平衡方程Fv=0-Fna+Fnb+Fnd-

8、F=O(1)Ma(F)=0Fnb/+Fnd2/-2.5ZF=O(2)再选杆CE部分为研究对象，受力图如题4-6答案图b列平衡方程Fv=0-Fnc+Fnd-F=O(3)Mc(F)=0Fnd2-2.5F/=0(4)联立，解的尸NA=-0.5KN(负号表示实际方向与图示相反)Fnb=-1.5KN(负号表示实际方向与图示相反)Fnd=2KN第5章轴向拉伸与压缩5-1(41) 强度刚度稳定性(42) 轴向压缩扭转弯曲(43) 重合(44) 截面法(45) 正应力(切应力(T)(46) 塑性材料脆性材料(47) 断后伸长率断面收缩率(48) 弹性阶段屈服阶段强化阶段(49) 应力集中(50) 静定问题超静

9、定问题5-2Cabaacadbb5-3JXJ5-4解（1）求约束反力Frax选杆为研究对象，受力图如题5-4a答案图所示。列平衡方程FRAx=10kN5-5(2)用截面法求轴力1-1截面处轴力Fni如题5-4b答案图FN1=FRAX=IOkN2-2截面处轴力Fn2如题5-4c答案图所示Fn2+20-Frax=0,rN2=-10kN3-3截面处轴力Ab，如题5-4d答案图所示FN3=-20kN(3)绘制轴力图如题5-4e答案图题5-4答案图解（1）求约束反力，受力图如题5-5a答案图（2）绘制轴力图，如题5-5b答案图所示。（3）计算应力FIOx1O48段Oab=MPa=25MPa（拉应力）Ai

10、400FZRr-10108C段c=c=MPa=-33.3MPa（压应力）A2300FZm-20x10,C。段Ocd-=MPa=-IOOMPa（压应力）A32005-6题5-5答案图解（1）计算杆48的轴力杆AS为二力杆受力如5-6a答案图选为研究时象，受力图如题5-6b答案图所示。列平衡方程ZMC（F）=0-2FT+nbsin30=0F,nb=240kN故48杆的轴力FNB=FNA-240kN.（2）校核杆AB的强度对AB杆有OI=脸I240X1O0.2-MPa=6MPa所以杆48的强度足够。5-6答案图5-7解（1）计算48杆、8C杆的轴力选8点为研窕时象，受力图，如题5-7a答案图所示,列

11、平衡方程Fx=O-Fni+Fn2COs53o=0Fv=ON2sin53-尸=0解方程得Fni=34FFn2=54F因为杆1、2都是二力杆，故尸N1和尸N2即为两杆的轴力，且AB杆产生拉伸变形，BC杆产生压缩变形。（2）确定最大许可载荷F对于杆4，其强度条件为.区”|一Omax-AabR113FAB4Aab即F1j-=112kN3对于杆BC,其强度条件为25F(c1二84kN杆48、8C都必须满足强度条件，三角架才能正常工作，故最大许可载荷F=84kN.题5-7答案图工程力学习题参考答案第6章剪切和挤压1-1(51) 平行很近(52) 相对错动(53) 剪切(54) 平行(55) 单剪(56)

12、dt(57) 挤压(58) 正投影(59) 接触表面(60) 比例(61) 弹性6-2Cbbdbbaca6-36-4挤压面面积：be挤压面面积：D1-d2）4a）图剪切面面积：Hb）图剪切面面积：dh题6-5答案图解（1）选销钉为研究对象，受力图如题6-5a答案图所示。剪切面分别m-m截面和截面。2（2）校核钟钉的剪切强度对于n-m截面对于n-n截面由剪切强度条件得MPa=44.8MPar/2_18X1()3/2J241624故销钉的剪切强度足够。（3）校核销钉的挤压强度由图6-5a可见，根据挤压应力的计算公式可知，中间挤压而为危险挤压面，只需对中间的挤压而进行校核。由挤压强度条件得T=Ajy

13、F18IO3dt168MPa=I40.6MPajy故销钉的挤压强度足够。6-6题6-6答案图解（1）分别选钟钉和钢板为研究对象，受力图如题6-6答案图所示。（2）校核钏钉的剪切强度每个枷钉受力均为一，如题66a答案图所示，FQ=一44由剪切强度条件得FQ_FQA兀I?/4F5()XIO3-7=-MPa=62.2MPand1162故钾钉的剪切强度足够。（3）校核钾钉和钢板的挤压强度钾钉和钢板所受的挤压力为F由挤压强度条件得故钢板的拉伸强度足够。工程力学习题参考答案第7章圆轴的扭转7-1(62) 垂直于轴线相等相反(63) 相对转动(64) 扭矩右手螺旋法则(65) 正比(66) 线性垂直于该点转动半径扭矩的转向(67) 抗扭空心(68) 1/16