昆明理工大学工程力学BC练习册一至章答案.docx

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1、昆明理工大学工程力学BC练习册一至章答案工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 第一章 静力学基础 一、是非判断题 1.1 ( ) 1.2 ( ) 1.3 ( ) 1.4 ( ) 1.5 ( ) 1.6 ( ) 1.7 ( ) 1.8 ( ) 1.9 ( ) 1.10 ( ) 1.11 ( ) 1.12 ( ) 1.13 ( ) 1.14 ( ) 1.15 ( ) F 1.16 ( ) 1.17 ( ) 1.18 ( ) F1 C 二、填空题 2.1 F1 sin1； F1 cos1； F2 cos2； F2 sin2 ； 0 ； F3 ； F4 sin4； F4 c

2、os4。 A B 2.2 1200 ， 0 。 是非题1.18图 2.3 外 内 。 2.4 约束 ； 相反 ； 主动 主动 。 2.5 3 ， 2.6 力偶矩代数值相等 。 三、选择题 3.1 (c) 。3.2 A 。 3.3 D 。3.4 D 。3.5 A 。3.6 B 。3.7 C 。 3.8 F B B F B F A B C C C F F C B B A A D A D D A C (b) (c) (e) (a) (d) 四、计算题 4.1 M(F)=-2.52M0(F2)=253-15=28.3KNmmKNmm01M0(F3)=-180KNmm Mz(F1)=0My(F1)=-5

3、0NmMx(F1)=04.2 Mx(F2)=-252NmMx(F3)=252NmMy(F2)=-252NmMy(F3)=-252N m-1- Mz(F2)=252NmMz(F3)=252Nm工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 五 、受力图 5.1 F C q F F C FCC A B A C D B F1 A FB YA qFFFB C C C FAA A B A FBD XA MAF1 FA(c) (b) (a) 5.2 T FAFBA A F A B F F B B FB (b) (a) B YCYBq F B XB A C P1 P2 A (c) (d)

4、B TP2YA P1A XA -2- 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 5.3 B (1) 小球 (1) AB杆 (2) 大球 C (2) CD杆 (3) 两个球合在一起 (3)整体 A B P C P2 P1 (a) TATB A B NC C NCC P2 P1 TATB A B C P2 P1 C PP(1) AC杆 1 1 Y(2) CB杆 AYB(3)整体 A P B XA(c) XB YC C XXCCC P1 YP1 YACYB A XAXB BYAA F E XD (b) A YDB FCC C PYAF,CD A F FFFEXAYDYAq F

5、 F1 (1) AC段梁 C D (2) CD段梁 (3)整体 A MXB AAYB(d) YD YAq F C XCA B MXAAYCYBF1 XC D CYC-3- YD工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 C (1) CD杆 (2) AB杆 (3) OA杆 (i) (1) 滑轮D (2) AB杆 (3) CD杆 C FE ,EPFD (j) D F,CFCFDC P,FBCX,AYA,A A YAXAYAYIA I FBCXIK B XIC Y0O E . XBFEYBI B XAYID ,FDYKX0第二章 力系的简化 一、是非判断题 1.1 ( ) 1.

6、2 ( ) 1.2 ( ) 二、填空题 2.1 平衡 。 2.2 分布载荷图形的面积 ， 合力矩定理 ， 分布载荷图形的形心 。 2.3 平行力系合力的作用点 ； 物体合重力的作用点 ； 物体的几何中心 。 三、计算题 解：由(2.10)式： X=340.98kNY=587.13kN3.1 y F1 FR=(X)2+(Y)2=678.96kN F3 45 30 F2 X=0.502Y=0.865cosa=cosb= FRFR FRFRM0=M0(Fi)=4600.58kNcmF4 x O1 M0 FR=FR=678.96kN5 O Md10 25 d=0=6.78cmFR-4- 工程力学 习题

7、集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 3.2 由(2.14)式： y y 3 3 用负面积法： xc=03 xc=5.12mmyc=10.12mmyc=6.08mmx o 24 o x (a) 20 (b) 第三章 力系的平衡方程及其应用 一、是非判断题 1.1 ( ) ；1.2 ( )；1.3 ( ) ；1.4 ( )；1.5 ( )；1.6 ( ) 二、填空题 2.1 力偶矩的代数值相等 ； M = 0 。 Y =2.2 力多边形自行封闭 ； X = 0 0 。 = 0= 02.3 X = 0 M A M B ， A、B的连线不垂直x轴 。 2.4 M A = 0 M B =

8、 0 M C = 0 ， A、B、C三点不共线 。 2.5 (a)、(b)、(c)、(d) 。 三、计算题 3.1 F 解：取锻锤为研究对象 力偶只能用力偶平衡，FA = FB FB B M=0Fe-FAh=0C Fe10020F=F=10kNABA h200FAF 方向如图。 e 3.2 d T=196.6kN TFA=47.54kN xyC P e b a -5- B 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 FB=90.12kN FB FA 3.3 YAF2 YBM YAF=20kN M=8kNm q=2kN/m XAA B B C D A F 1XA2a MA0

9、.8m 0.8m 0.8m 0.8m 3a (a) (b) XA=0YA=-3kN()XA=0YA=F2-F1 YB=24.6kNMA=M+2aF2-3aF1 F1 YAF2 YBYAM F XAA B XAB 30 A C a a a a 2a FB (c) (d) MF13X=0Y=-Y=(F+2F)AAA12 XA=9(2F1+F2)2a23 3FM23Y=- FB=B(2F1+F2)22a9 3.4 解：取CD为研究对象 q M XC=0X=0D A B C MC=0YD=15kN 2m 2m 2m 2m YC=5kNY=0M y XC D 取ABC为研究对象 xC Y2m 2m XA

10、=XC=XC=0C YDX=0-6- 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 YAq XAA B 2m 2m YB 3.5 1m B E P2 y x 1m B E P2 XBYB3.6 XA YA P yFC ax XD P XCC MB=0YA=-15kNYB=40kNY=0YC2.5m 2m 60 C D 解：取EBCD为研究对象 P21+FACsin6002-P12.5=01FAC=(2.5P1-P2)=6.64kN3FAC=6.64kN杆AC受压 MB=0P1 A 2.5m 2m 60 C D P1 X=0XB+FACcos600=0XB=-FACcos60

11、0=-3.32kN()Y=0FACYB-P2+FACsin600-P1=0YB=P2+P1-6.643=0.25kN()2解：取整体为研究对象，设滑轮E的半径为r 。 MYB4YB-(2+r)P-(1.5-r)P=01YB=(2P+1.5P)=10.5kN()4X=0XA-P=0XA=P=12kN()A=0Y=0CYA-P+YB=0YA=P-YB=1.5kN()取CE杆、滑轮E和重物为研究对象。 MD=01.5FCcosa-rP-(1.5-r)P=0(a)DYDEP1.5FCcosa-1.5P=022Qcosa=22+1.522.5FC=P2.5P=15kNcosa2杆BC的内力为压力等于15

12、kN。 -7- 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 3.7 B Q 解：取AB杆为研究对象。 P MA=0 H 2rcos300FE-2.5rcos600P-5rQ=0 E 12.5F=(P+5Q)=1125NE r O 32 2rW 030 A B D 取圆柱为研究对象： Q P FE 23FEE T=(FE)=1125NyH 23 0O 30E QT=1125N1000NxYAT 600W 绳子会断。 D YDA XA3.8 解：取传动轴为研究对象。 z 22cm 12.2cm 传动轴绕y轴匀速转动 ZB dM ZFcosa-M=0M=0A yB 2A y E

13、 2M21030 F=12.67kN0XD XBA dcosa0.173cos20x aF 0.22Fsin200Mx=0 0.22Fsina+0.342ZB=0ZB=-=-2.79kN() 0.342 00.22Fcos20Mz=00.22Fcosa-0.342XB=0XB=7.66kN 0.342X=0XA-Fcosa+XB=0XA=Fcos200-XB=4.25kN Z=0ZA+Fsina+ZB=0ZA=-Fsin200-ZB=-1.54kN()第四章 材料力学的基本假设和基本概念 -8- 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 一、是非判断题 1.1 ( )

14、1.2 ( ) 1.3 ( ) 1.4 ( ) 1.6 ( ) 1.7 ( ) 1.8 ( ) 二、填空题 2.1 强度 ， 刚度 。 2.2 强度 ， 刚度 稳定性 。 2.3 连续性 ， 均匀性 ， 各向同性 。 2.4 连续性假设 。 应力 、 应变 变形等 。 2.5 拉伸 压缩 弯曲 。 2.6 弯曲 剪切 压弯组合 。 2.7 2 ； - ； 0 。 1.5 ( ) 第五章 轴向拉压的应力与变形 一、是非判断题 1.1 ( ) 1.2 ( ) 1.3 ( ) 1.4 ( ) 1.5 ( ) 1.6 ( ) 1.7 ( ) 1.7 ( ) 二、填空题 2.1 外力合力的作用线与杆轴向

15、重合 ； 杆沿轴线方向伸长或缩短 。 2.2 产生拉伸变形的轴力为正；反之为负 。 2.3 横 ， = F N / A ； 450斜 ， /2 。 2.4 校核 ； 设计界面尺寸 ； 确定许可载荷 。 2.5 2 ， p 。 2.6 _大于1的_， _小_。 三、选择题 3.1 _D_。3.2 B 。3.3 B 。3.4 B 。3.5 _D_。3.6 B 。3.7 A 。 四、计算题 4.1 -9- 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 F 2F F 2F 2F (+) (-) F F= qa q F=qa a a a qa (+) (-) qa 4.2 4.3 3

16、 20kN 2 10kN 1 20kN 3 2 1 a a a 4.4 A 2F 2F D F l/3 B l/3 C -10- l F 3F 2F F (+) (-) 2F 80kN 50kN 30kN 60kN (+) 30kN (+) (-) 20kN 13gAa(+) 11gAaF gAasFN1-1-201031-1=A=10-6=-100MPa1-1200s2-2=FN2-2A=-10103-6=-33.3MPa2-230010s3-3=FN3-3A=1010310-6=25MPa3-3400DlAD=DlAB+DlBC+DlCD工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要

17、传播 李鹏程 FlFlFl =NAB+NBC+NCD3EA3EA3EA FlF = F (+) (+) 3EA (-) F 4.5 100kN FNBC=-100-160=-260kN解： (1)FNAC=-100kN100kN A FNAC-100103 (2)sAC=-2.5MPa-6(-) A20020010 AC260kN 160kN 3m C FNBC-260103sBC=-6.5MPa ABC20020010-6 1.5(-) sBCsAC m -5e=-6.510-5(3)e=-2.510BCACB EE ( 4)Dl=DlAC+DlBC=eAClAC+eBClBC=-1.351

18、0-4(m) 4.6 yB FAB FABsin300-2W=0Y=0x FAB=4W=415=60kN FCA 30 查表得不等边角钢63404的横截面面积为： C F A=4.058cm2 斜杆AB的轴力为： FNAB=FAB=60kN W FNAB60103sAB=73.93MPas=170MPa -4AAB24.05810 斜杆AB满足强度条件 4.7 m 解：1）为使杆件承受最大拉力，应使胶合面上的F F 和同时达到它们的许用应力，即： n -11- 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 sa=scos2a=s由(5.3)和(5.4)式得： 2cos2as

19、cosa =2=ctga=2sin2atsina 2）求许可载荷： F2cos2as 由：sa=scosa= ta=s2sin2a=ta=26.570AsA100106410-4F=cosa24.8 B C E E FAB 30 FAC 4.9 (cos26.57)02=50kN取 F=50kN解：取ED杆为研究对象 ME=02FD-23001=0FD=300kN30 300kN/m 取销钉A为研究对象 A Y=0FABsin300-FD=0FAB=2FD=600kND 2m 300kN/m 由强度条件： sAD=FNADFD=s2AAD2AADFDD AADFD=8.82cm22s22m 查

20、表(P366)AD杆选等边角钢80806mm： AAD=9.397cm由强度条件： yA xsAB=FNABF=ABs2AAB2AABFDAABFAB=17.65cm22sAAB=19.261cm2查表(P367)AB杆选等边角钢10010010mm： D 1 A a C a F 2 E a 解：取刚性杆AB为研究对象；为1次超静定 -12- B 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 A F1=30kNF1a F2=60kNC a E F2a FN1F130103s1=30MPaA1A1100010-6B F FN2F260103s2=60MPaA2A2100010

21、-6第六章 材料拉伸和压缩时的力学性能 一、是非判断题 1.1 1.2 1.3 二、填空题 2.1 a ， b ， c 。 2.2 弹性 、 屈服 、 强(硬)化 、 缩颈 ， p， e， s， b 。 2.3 延伸率 、 断面收缩率 。 2.4 拉断后的标距长度 。 2.5 5%为脆性材料 ； 5%为塑性材料 。 2.6 延伸率 。 延伸率 过小 。 s 2.7 s (0.2) ； b 。 2.8 E= /(12) 。 2.9 标出图示应力应变曲线上D点的 弹性应变 e，塑性应变 p，及材料的延伸率。 O 2.10 23% ，_59%_。 2.11 规定产生0.2%的塑性应变时对应的应力值来

22、 。 2.12 450 ， 最大切 。 三、选择题 3.1 _B_。 -13- O s a b c e D epeede 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 3.2 _B_。 3.3 A. 塑性材料的强度指标 B. s 脆性材料的强度指标 C. b 刚度指标 D. E 塑性指标 3.4 D 。 四、计算题 -2Dl5102525-24. 1 解： QDl=e=510-4=510mml0100K500 Qs=Ee=200109510-4=100MPat=60MPaApd2/4pd2销钉强度不够 2F由：t=t2pdd2Fpt=2500103=0.0728m=72.8

23、mmp60106取：d=73-14- mmF 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 3.2 m m FSmo解：假想沿n-n面切开，作左视图。由对称性可知，每个螺栓所受的切力相等，设为Fs。 M0=0FS=FSD04-m=02 Fs4Fs41250t=2=15.92MPat=60MPa螺栓满足强度条件 2Apdp0.01m200=1.25kN2D020.083.3 解：由式： t=F dFsF=sApDd当压力机的压力F达到最大许可压力F=630kN时，剪切面上的切应力也达到了剪F切极限应力u，即： t=s=tupDdFsD=pdtu630103=50.1210-3

24、m=50.13mm6p0.02200103.4 F4F s=sD 解：由拉伸强度： 2Apd 4F450103d=0.023m=23mm psp120106 FsFd t=t由剪切强度： ApdhF50103 F h=6.92mm;取h=7mm6 pdtp0.02310010 由挤压强度： sbs=Fb4F=sbsAbsp(D2-15- d2)D2-d24Fpsbs工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 4F45010322D+d=+0.023=0.0282m=28.2mm；取：D=29mm6 psbsp24010第八章 杆件的扭转 一、是非判断题 1.1；1.2；1

25、.3；1.4；1.5；1.6 二、填空题 2.1 1/8 ， 1/16 。 2.2 _相等_，_不同_。2.3 1. 等直圆轴；2. max p 。 2.4 空心轴实心轴 ； 相同 。2.5 _扭转刚度_； 抵抗扭转变形的 。2.6 _大_， 大 。 2.7 C，D轮位置对调 。 2.8 T T T 题2.8图 三、选择题 3.1 D 。 3.2 D 。 3.3 A ， B 。 3.4 A，C 。 四、计算题 4.1试画出下列各轴的扭矩图。 3.5m 1m 0.5m 6KNm 10KNm 2m 4KNm 1.5m 4kNm0.5m -16- 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要

26、传播 李鹏程 4.2 4.3 A 700 B 500 C -17- A B Me6kNm2m2KNm 2KNm 2KNm m 2kNma a ma2kNmC E 2)jAB1m 0.5mTABlAB32141031=GIp79109p0.14 解： 1)QTAB=TBC=-Me=-14kNm=1.80510-2rad=1.0340tE=Tr32Tr=42.8MPa4IppdjACTAClAC32141031.5=GIp79109p0.14tmaxT16T=71.3MPa3Wtpd=2.70810-2rad=1.5510M1 M2 tmaxBC=TBC161765=47.7MPa3WtBCp0.

27、05tmax=tmaxBC=47.7MPa作用在BC段内任一截面的周边各点 1765Nm工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 (1) 画扭矩图： T解：max=2936Nm 4.4 M1 M2M3 (3)jAC=jAB+jBC=TABlABTBClBC+GIpGIp=29360.73217650.532+80.4109p0.07480.4109p0.054(2)tmaxAB=TAB162936=43.6MPaWtABp0.073=0.01085+0.01789=0.0287rad=1.640d1d2解：设3个轮上的扭力矩分别为M1，M2，M3。 x由式： M2=95

28、49N(kW)n(r/min)NmMx=0M2-M1-M3=0nM29549M2=M1+M3N=(a)(b)3tpd2T116M1t=t max13Wt1pd1 代入式得： 代入式得： 4.5 解：由式： 主动轮输入最大功率时，两段轴上的max = ，即： 3T216M3pd1tt=tmax2M1=3Wpdt2216pt33M2=M1+M3=按强度条件，由式： tmax=-18- T16T=t3Wtpd3解：取整体l- 0 2为研究对象 工程力学 习题集 昆明理工大学 只限自己使用，请不要传播 李鹏程 d316Tpt=3161756-2=6.0710m=60.7mm6p4010T18032T180 1）按刚度条件，由式： q=q4GIpppGpd 32T1804321756180-2d4=5.9810m=59.8mm 92Gpqp8010p1 取d=61mm -19-