工程力学习题参考.doc

填空与问答题： 强度失效：构件在外力作用下发生不可恢复的塑性变形或断裂 刚度失效：构件在外力作用下产生过量的弹性变形 稳定失效：构件在外力作用下其平衡形式发生突然改变 工程力学的任务：提出保证构件具有足够强度、刚度和稳定性的设计准则和方法。 静力学的任务：研究物体的受力和平衡的规律。 材料力学的任务：研究物体在外力作用下的内力、变形和失效的规律。 静力学——研究作用于物体上的力及其平衡的一般规律。 平衡——是指物体相对于惯性参考系处于静止或匀速直线运动状态。工程上一般把惯性系固结在地球上，研究物体相对于地球的平衡问题。 力的三要素：力的大小、力的方向、力的作用点 刚体：是指在力的作用下，其内部任意两点之间的距离始终保持不变。 合力矩定理：合力对平面内任一点的矩，等于所有分力对该点的矩的代数和。 由大小相等、方向相反且不共线的两个平行力组成的力系，称为力偶 力偶的特点：①力偶不能合成为一个合力，也不能用一个力来平衡，力偶只能有力偶来平衡。②力偶中两个力在任一坐标轴上的投影的代数和恒为零。③力偶对其作用面内任一点的力矩的代数和恒等于力偶矩。即：力偶对物体转动效应与矩心无关。 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是这两个力的大小相等，方向相反，且在同一直线上。 力的可传性原理：作用于刚体上某点的力，可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点，并不改变该力对刚体的作用。 三力平衡汇交定理： 作用在刚体上三个相互平衡的力，若其中两个力作用线汇交于一点，则此三个力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。 约束：对非自由体某些方向运动（或运动趋势）起限制或阻碍作用的周围物体为非自由体的约束。 约束力特点：方向：总是与约束所能阻碍的运动方向相反； ? 作用点：一般在约束与被约束物体的接触点； ? 大小：由平衡条件来确定。 材料拉伸时的力学性能分为明显的四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、强化阶段 剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大小相等、方向相反且作用线很近。 剪切变形特点：位于两力之间的截面发生相对错动。 ? 作图与计算题： 1、如图，P=10kN。两杆自重不计。求两杆的受力。 ? 解： 2 刚架如图所示，受水平力作用， P=20kN，不计刚架自重，求A、D 处的约束反力。 解： 3、已知如图，不计杆和滑轮重力及滑轮大小。求二杆的受力。 解： 4、用多轴钻床在水平工件上钻孔时，每个钻头对工件施加一压力和一力偶，如图所示。已知三个力偶矩分别为： m1＝m2＝10Nm，m3＝20Nm。固定螺钉A、B的间距为l＝200mm。 求两个螺钉所受的水平力。 解： 5、水平梁AB长为l为1m，受三角形分布载荷的作用，分布载荷q的最大值为100(N/m），试求合力的大小及作用线的位置。 6、水平梁长为4m，重P=10kN，作用在梁的中点C。承受均布载荷q=6kN/m ，力偶矩M＝8kNm。试求A、B处的约束力 7、塔式起重机如图。机架重力W，吊起的最大重物重力P，欲使起重机在满载和空载时都不致翻倒，求平衡配重的重量Q 8、物体重为P，放在倾角为a（足够大）的斜面上，它与斜面间的摩擦因数为fS。当物体处于平衡时，试求水平力F1的大小。 解：力F1太大，物块将上滑；力F1太小，物块将下滑。因此，F1的数值必在一范围内。 9、曲轴冲床由轮I、连杆AB和冲头B组成。OA＝R，AB＝l。当OA水平、冲压力为F时系统处于平衡。求：(1) m；(2) O点约束力；(3) AB受的力；(4)冲头给导轨的侧压力。 10、已知F＝20kN，q＝10kN/m，m＝20kN m，l＝1m。求固定端A和链杆约束B的约束力 11、已知F1=10kN；F2=20kN； F3=35kN；F4=25kN;试画出图示杆件的轴力图 12、图示结构，试求杆件AB、CB的应力。已知 F=20kN；斜杆AB为直径20mm的圆截面杆，水平杆CB为15×15的方截面杆。 解：1、计算各杆件的轴力。（设斜杆为1杆，水平杆为2杆）用截面法取节点B为研究对象 13、悬臂吊车的斜杆AB为直径d=20mm的钢杆，载荷W=15kN。当W移到A点时，求斜杆AB横截面上的应力。 解：当载荷W移到A点时，斜杆AB受到拉力最大，设其值为Fmax。 讨论横梁平衡 14、油缸盖与缸体采用6个螺栓连接。已知油缸内径D=350mm，油压p=1MPa。螺栓许用应力[σ]=40MPa， 求螺栓的内径 15、AC为50×50×5的等边角钢，AB为10号槽钢，〔σ〕=120MPa。确定许可载荷F 16、AB长2m, 面积为200mm2。AC面积为250mm2。E=200GPa。F=10kN。试求杆的伸长或缩短长度。 7、已知三角拱的