[工学]安工大工程力学习题合订new.doc

《[工学]安工大工程力学习题合订new.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[工学]安工大工程力学习题合订new.doc（79页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、工 程 力 学 练 习 册 学 院 专 业 学 号 教 师 姓 名 工程力学练习册 3静力学基础（1） 班级 姓名 学号 1-1 画出下列各图中物体A，构件AB，BC或ABC的受力图，未标重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑接触。（a） （b） （c） （d）（e） （f）（g） 1-2 试画出图示各题中AC杆（带销钉）和BC杆的受力图 （a） （b） （c）静力学基础（2） 班级 姓名 学号 1-3 画出图中指定物体的受力图。所有摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。（a） （b）（c） （d） （e） （f） （g） 工程力学练习册 17平面力系（1） 班级 姓名 学号 2-1

2、电动机重P=5000N，放在水平梁AC的中央，如图所示。梁的A端以铰链固定，另一端以撑杆BC支持，撑杆与水平梁的夹角为30 0。如忽略撑杆与梁的重量，求绞支座A、B处的约束反力。 题2-1图 2-2 物体重P=20kN，用绳子挂在支架的滑轮B上，绳子的另一端接在绞车D上，如图所示。转动绞车，物体便能升起。设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆重不计，A、B、C三处均为铰链连接。当物体处于平衡状态时，求拉杆AB和支杆BC所受的力。 题2-2图2-3 如图所示，输电线ACB架在两电线杆之间，形成一下垂线，下垂距离CD=f=1m，两电线杆间距离AB=40m。电线ACB段重P=400N，可近视认为沿AB

3、直线均匀分布，求电线的中点和两端的拉力。 题2-3图 2-4 图示为一拔桩装置。在木桩的点A上系一绳，将绳的另一端固定在点C，在绳的点B系另一绳BE，将它的另一端固定在点E。然后在绳的点D用力向下拉，并使绳BD段水平，AB段铅直；DE段与水平线、CB段与铅直线成等角=0.1rad（弧度）（当很小时，tan）。如向下的拉力F=800N，求绳AB作用于桩上的拉力。 题2-4图平面力系（2） 班级 姓名 学号 2-5 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。求平衡时力F1和F2的大小间的关系。 题2-5图 2-6 匀质杆重W=100N，两端分别放在与水平面成30

4、0和600倾角的光滑斜面上，求平衡时这两斜面对杆的约束反力以及杆与水平面间的夹角。 题2-6图 2-7 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的约束反力。 （a） （b）题2-7图2-8 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点处的约束反力。 题2-8图平面力系（3） 班级 姓名 学号 2-9 在图示结构中，各构件的自重略去不计，在构件BC上作用一力偶矩为M的力偶，各尺寸如图。求支座A的约束反力。 题2-9图2-10 四连杆机构ABCD中的AB=0.1m, CD=0.22m,杆AB及CD上各作用

5、一力偶。在图示位置平衡。已知m1=0.4kN.m,杆重不计，求A、D两绞处的约束反力及力偶矩m2。 题2-10图2-11 滑道摇杆机构受两力偶作用，在图示位置平衡。已知OO1=OA=0.4m，m1=0.4kN.m,求另一力偶矩m2。及O、O1处的约束反力。 题2-11图2-12图示为曲柄连杆机构。主动力作用在活塞上。不计构件自重，试问在曲柄上应加多大的力偶矩M方能使机构在图示位置平衡？题2-12图平面力系（4） 班级 姓名 学号 2-13图示平面任意力系中N，。各力作用位置如图所示，图中尺寸的单位为mm。求：（1）力系向O点简化的结果；（2）力系的合力并在图中标出作用位置。题2-13图题2-1

6、4图2-14某桥墩顶部受到两边桥梁传来的铅直力，水平力，桥墩重量，风力的合力。各力作用线位置如图所示。求力系向基底截面中心O的简化结果；如能简化为一合力，求合力作用线位置并在图中标出。2-15 试求图示各梁支座的约束反力。设力的单位为kN，力偶矩的单位为kN.m，长度的单位为m，分布载荷集度为kN/m。 题2-15图 （a） （b） 2-16 在图示刚架中，已知，不计刚架自重。求固定端A处的约束力。题2-16图题四图平面力系（5） 班级 姓名 学号 2-17 在图示a，b两连续梁中，已知q，M，a，及，不计梁的自重。求各连续梁在A，B，C三处的约束反力。题2-17图（a） （b） 2-18 如

7、图所示，三绞拱由两半拱和三个铰链A，B，C构成，已知每个半拱重P=300kN，l=32m，h=10m。求支座A、B的约束反力。 题2-18图2-19 图示构架中，物体重1200N，由细绳跨过滑轮E而水平系于墙上，尺寸如图所示，不计杆和滑轮的重量。求支承A和B处的约束反力以及杆BC的内力FBC。 题2-19图2-20 在图示构架中，各杆单位长度的重量为300N/m，载荷P=10kN，A处为固定端，B，C，D处为绞链。求固定端A处及B，C为绞链处的约束反力。 题2-20图 平面力系（6） 班级 姓名 学号 2-21 试用节点法求图示桁架中各杆的内力。F为已知，除杆2和杆8外，其余各杆长度均相等。题

8、2-21图2-22 平面桁架结构如图所示。节点D上作用一载荷F，试求各杆内力。题2-22图2-23桁架受力如图所示，已知，。试求桁架4，5，7，10各杆的内力。题2-23图2-24 平面桁架的支座和载荷如图所示，求杆1，2和3的内力。（提示：先截断AD、3、2杆，用截面法分析；再取C节点）题2-24图平面力系（7） 班级 姓名 学号 PP2-25 两根相同的均质杆AB和BC，在端点B用光滑铰链连接，A，C端放在不光滑的水平面上，如图所示。当ABC成等边三角形时，系统在铅直面内处于平衡状态。求杆端与水平面间的摩擦因数。 题2-25图2-26 图示两无重杆在B处用套筒式无重滑块连接，在AD杆上作用

9、一力偶，其力偶矩MA=40N.m，滑块和AD间的摩擦因数fs=0.3。求保持系统平衡时力偶矩MC的范围。 题2-26图 2-27 尖劈顶重装置如图所示。在B块上受力P的作用。A与B块间的摩擦因数为fs（其他有滚珠处表示光滑）。如不计A和B块的重量，求使系统保持平衡的力F的值。 题2-27图2-28 砖夹的宽度为25cm，曲杆AGB与GCED在G点铰接。砖的重量为W，提砖的合力F作用在砖夹的对称中心线上，尺寸如图所示。如砖夹与砖之间的摩擦因数fs=0.5，试问b应为多大才能把砖夹起（b是G点到砖块上所受正压力作用线的垂直距离） 题2-28图2-29 均质长板AD重P，长为4m，用一短板BC支撑，

10、如图所示。若AC=BC=AB=3m，BC板的自重不计。求A、B、C处的摩擦角各为多大才能使之保持平衡。 题2-29图 工程力学练习册 25空间力系（1） 班级 姓名 学号 3-1 在正方体的顶角A和B处，分别作用力F1和F2，如图所示。求此两力在x,y,z轴上的投影和对x,y,z轴的矩。并将图中的力系向点O简化，用解析式表示主矢、主矩的大小和方向。 题3-1图 3-2 图示力系中，F1=100N，F2=300N，F3=200N，各力作用线的位置如图所示。将力向原点O简化 题3-2图3-3 边长为a的等边三角形板，用六根杆支持在水平面位置如图所示。若在板面内作用一力偶，其矩为M，不计板重，试求各

11、杆的内力。 题3-3图 3-4 如图所示的空间构架由三根杆件组成，在D端用球铰链连接，A、B和C端也用球铰链固定在水平地板上。今在D端挂一重物P=10kN，若各杆自重不计，求各杆的内力。 题3-4图 空间力系（2） 班级 姓名 学号 3-5 均质长方形板ABCD重W=200N，用球铰链A和蝶形铰链B固定在墙上，并用绳EC维持在水平位置。求绳的拉力和支座的约束反力。 题3-5图3-6 挂物架如图所示，三杆的重量不计，用球铰链连接于O点，平面BOC是水平面，且OB=OC，角度如图。若在O点挂一重物G，重为1000N，求三杆所受的力。 题3-6图 3-7 一平行力系由五个力组成，力的大小和作用线的位

12、置如图所示。图中小正方格的边长为10mm。求平行力系的合力。 题3-7图3-8 图示手摇钻由支点B、钻头A和弯曲的手柄组成。当支点B处加压力、和以及手柄上加力后，即可带动钻头绕轴AB转动而钻孔，已知Fz=50N，F=150N。求：（1）钻头受到的阻力偶的力偶矩M；（2）材料给钻头的反力FAx、FAy和FAz；（3）压力Fx和Fy。题3-8图空间力系（3） 班级 姓名 学号 3-9 求下列各截面形心的位置。(半圆形心公式为） (a) (b) 题3-9图3-10 试求振动打桩机中的偏心块（图中阴影线部分）的重心。已知，。题3-10图 3-11 试求图示型材截面形心的位置。题3-11图3-12 试求

13、图示两平面图形的形心位置。题3-12图材料力学基本概念 班级 姓名 学号 4-1 何谓构件的承载力？它由几个方面来衡量？4-2 材料力学研究那些问题？它的主要任务是什么?4-3 材料力学的基本假设是什么？均匀性假设与各向同性假设有何区别？能否说“均匀性材料一定是各向同性材料”？4-4 杆件的轴线与横截面之间有何关系?4-5 试列举五种以上不是各向同性的固体。4-6 杆件的基本变形形式有几种？请举出相应变形的工程实例。4-7 是非题（1） 固体材料在各个方向相同力学性质的假设，称为各向同性假设。所有工程材料都可应用这一假设。（ ）（2） 任何物体都是变形固体，在外力作用下，都将发生变形。当物体的

14、变形很小时，就可视其为刚体。（ ）（3） 在图示受力构件中，由力的可传原理，可将力F由位置B移至C。（ ）（4） 构件的强度、刚度、稳定性与构件的形状尺寸有关，还与材料的力学性质有关。（ ）（5） 实际中，旗杆由于风力过大而产生不可恢复的永久变形属于刚度问题。（ ）（6） 产生轴向拉压变形的外力条件是外力的合力作用线与杆件的轴线重合。（ ）工程力学练习册 69杆件的内力（1） 班级 姓名 学号 5-1 试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力，并作轴力图。 题5-1图5-2 试求图示各杆在1-1、2-2截面上的扭矩。并作出各杆的扭矩图。 题5-2图5-3 在变速箱中，低速轴的直径比高速轴

15、的大，何故？5-4 某传动轴，由电机带动，已知轴的转速（转/分），电机输入的功率，试求作用在轴上的外力偶矩。5-5 某传动轴，转速，轮1为主动轮，输入功率，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为，。（1） 试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩；（2） 若将轮1和轮3的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。题5-5图杆件的内力（2） 班级 姓名 学号 5-6 图示结构中，设、均为已知，截面1-1、2-2、3-3无限接近于截面或截面。试求截面1-1、2-2、3-3上的剪力和弯矩。 题5-6图题5-6图5-7 设图示各梁上的载荷、和尺寸皆为已知，（1）列出梁的剪力方程和弯矩方程；（2）作

16、剪力图和弯矩图；（3）判定和。 题5-7图 题5-7图杆件的内力（3） 班级 姓名 学号 题5-7图 题5-7图5-8 图示各梁，试利用剪力、弯矩与载荷集度间的关系画剪力图与弯矩图。 题5-8图 题5-8图杆件的内力（4） 班级 姓名 学号 题5-8图 题5-8图5-9 已知梁的弯矩图如图所示，试作载荷图和剪力图。题5-9图5-10 图示外伸梁，承受集度为的均布载荷作用。试问当为何值时梁内的最大弯矩之值（即）最小。 题5-10图 杆件的应力（1） 班级 姓名 学号 6-1 图示的杆件，若该杆的横截面面积，试计算杆内的最大拉应力与最大压应力。 题6-1图6-2 图示阶梯形圆截面杆，承受轴向载荷与

17、作用，与段的直径分别为与，如欲使与段横截面上的正应力相同，试求载荷之值。 题6-2图 6-3 题6-2图所示圆截面杆，已知载荷，段的直径，如欲使与段横截面上的正应力相同，试求段的直径。6-4 设图示结构的1和2 两部分皆为刚体，刚拉杆的横截面直径为，试求拉杆内的应力。 题6-4图杆件的应力（2） 班级 姓名 学号 6-5 某受扭圆管，外径，内径，横截面上的扭矩，试计算圆管横截面与纵截面上的扭转切应力。6-6 直径的圆轴受扭矩的作用。试求距轴心处的切应力，并求横截面上的最大切应力。6-7 空心圆截面轴，外径，内径，扭矩，试计算距轴心处的扭转切应力，以及横截面上的最大与最小扭转切应力。6-8 图示

18、简支梁，求跨中截面、三点正应力。 题6-8图6-9 图示圆轴的外伸部分系空心轴。试作轴的弯矩图，并求轴内最大正应力。 题6-9图 杆件的应力（3） 班级 姓名 学号 6-10 均布载荷作用下的简支梁如图所示。若分别采用截面面积相等的实心和空心圆截面，且，试分别计算它们的最大正应力。并问空心截面比实心截面的最大正应力减小了百分之几？ 题6-10图6-11 图示梁，由槽钢制成，弯矩，并位于纵向对称面（即平面）内。试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。 题6-11图6-12 求图示形铸铁梁的最大拉应力和最大压应力。 题6-12图6-13 均布载荷作用下的简支梁由圆管和实心圆杆套合而成，如图所示，

19、变形后仍紧密接触。圆管及圆杆的弹性模量分别为和，且。试求两杆各自承担的弯矩。 题6-13图 6-14 梁截面如图所示，剪力，试计算该截面上最大弯曲切应力。 题6-14图应力状态分析（1） 班级 姓名 学号 7-1 单元体各面应力（单位）如图所示，试用解析法求解指定斜截面上的正应力和切应力。 题7-1图 7-2 已知应力状态如图所示，应力单位为。试用解析法和应力圆分别求：（1）主应力大小，主平面位置；（2）在单元体上绘出主平面位置和主应力方向；（3）最大切应力。 题7-2图 应力状态分析（2） 班级 姓名 学号 7-3 图示木制悬臂梁的横截面是高为、宽为的矩形。在点木材纤维与水平线的倾角为。试求

20、通过点沿纤维方向的斜面上的正应力和切应力。 题7-3图7-4 图示二向应力状态的应力单位为，试作应力圆，并求主应力。 题7-4图7-5 在通过一点的两个平面上，应力如图所示，单位为。试求主应力的数值和主平面的位置，并用单元体草图来表示。 题7-5图7-6 试求图示各应力状态的主应力和最大切应力，应力单位为。题7-6图应力状态分析（3） 班级 姓名 学号 7-7 列车通过钢桥时，用变形仪测得钢桥横梁点（见图）的应变为，。试求点在和方向的正应力。设，。 题7-7图7-8 图示微体处于平面应力状态，已知应力，弹性模量，泊松比，试求正应变，与切应变，以及方位的正应变 题7-8图7-9 边长为的立方体铝

21、块紧密无隙地置于刚性模内，如图所示，模的变形不计。铝的，。若，试求铝块的三个主应力和主应变。 题7-9图7-10 图示直径为d的圆截面轴，其两端承受外力偶矩M作用。设由实验测得轴表面与轴线成方位的正应变，试求外力偶矩M之值。材料的弹性常数E和均为已知。 题7-10图强度设计（1） 班级 姓名 学号 BA1C2题8-1图8-1 现有钢、铸铁两种杆材，其直径相同。从承载能力与经济效益两个方面考虑，图示结构中两种合理选择方案是( )A 1杆为钢，2杆为铸铁 B 1杆为铸铁，2杆为钢C 1、2杆均为钢 D 1、2杆均为铸铁8-2 有A、B、C三种材料，其拉伸应力应变实验曲线如图所示，曲线( )材料的弹

22、性模量E大，曲线( )材料的强度高，曲线( )材料的塑性好。OABC题8-2图8-3 轴力越大，杆件越容易被拉断，因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。（ ）8-4 脆性材料的压缩强度极限远大于拉伸强度极限，故宜于作承压构件。 （ ）8-5 低碳钢试件在拉伸屈服时，其表面出现与轴线成45方向的滑移线，这与最大切应力有关。（ ）8-6 钢材经过冷作硬化以后，其弹性模量基本不变。（ ）8-7 材料的伸长率与试件的尺寸有关。（ ）8-8 图示一正方形截面的阶形混凝土柱。设混凝土的密度为，F=100kN，许用应力。试根据强度条件选择截面宽度a和b。FFF4m4mab题8-8图 CF2mBA题8-9图8

23、-9 三角架ABC由AC和BC二杆组成。杆AC由两根No.12.6的槽钢组成，许用应力为=160MPa；杆BC为一根No.22a的工字钢，许用应力为=100MPa。求荷载F的许可值F。 强度设计（2） 班级 姓名 学号 8-10 已知圆轴受外力偶矩m2kNm，材料的许可切应力t60MPa。（1）试设计实心圆轴的直径D1;（2）若该轴改为a=d/D=0.8的空心圆轴，式设计空心圆轴的内、外径d2 、D2ABCP1P2P3题8-11图8-11 图示传动轴，主动轮A输入功率P1=368kW，从动轮B，C输出的功率分别为P2=147kW, P3=221kW，轴的转速n=500r/min，材料的G=80

24、GPa，许用切应力=70MPa，试设计轴的直径。8-12 阶梯形圆轴直径分别为d1=40mm，d2=70mm，轴上装有三个皮带轮，如图所示。己知由轮3输入的功率为N3=30kW，轮1输出的功率为N1=13kW,轴作匀速转动，转速n=200r/min，材料的许用切应力=60MPa，试校核轴的强度。1d2Cm32B3m1A0.3m1m0.5md1m2题8-12图D 题8-13图8-13 图示传动轴传递的功率为 P=14kW，转速n=300r/min，=40MPa，试根据强度条件计算两种截面的直径：（1）实心圆截面的直径d；（2）空心圆截面的内径d1和外径d2（d1/ d2=3/4）。强度设计（3） 班级 姓名 学号 lABbhq题8-14图8-14 一矩形珙面的简支木梁，梁上作用有均布荷载，已知：=4m，b=140mm，h=210mm，q=2kN/m，弯曲时木材的许用正应力=10MPa，试校核该梁的强度。8-15 图示简支梁上作用两个集中力，已知：=6m，F1=15kN，F2=21kN，如果梁采用热轧普通工字钢，钢的许用应力=170MPa，试选择工字钢的型号。 题8-15图BF1F2A8-16 简支梁AB如图所示。梁上的载荷q=10kN/m，=200kN。材料的许用应力为。试选择适用的工字钢型号。lABPPaaq题8-