机设基础力学例题1机设基础力学例题1.doc

《机械设计基础》例题—力学部分： 题一：图示简易吊车结构如图，水平梁用斜拉杆吊起，拉杆用30mm圆钢制，起重最大重量G=8KN，电机驱动卷桶经B、E两滑轮吊升重物。横梁自重P=10KN，且AB梁经校核强度足够，斜拉杆材料的许用应力〔σ〕=60MPa，（注：1.滑轮尺寸较小可略其直径，力看作直接作用在滑轮中心。2.拉杆不计自重） 求（1）铰链A和斜拉杆E处的最大支反力。 （2）校核斜拉杆的强度。 解：1）求A、E处支反力：系统为平面一般力系； 取横梁AB为隔离体，其受力图如图。 3aT?SIN300-Ga–4Ga-2Pa=0 RAY =2G+P-T?SIN30=2?8+10-40SIN30=6 KN RAX =T?COS30=34.64 KN 2）按照拉伸强度条件校核斜拉杆： 3）结论:安全. 题二：试画图示梁的弯矩、剪力图。（要求做出截面写出弯矩和剪力方程） 解：1）求插入端的支反力；系统为平面一般力系； 关键点:根据平面一般力系平衡条件,利用三个平衡方程,分别求取各个支反力. 外伸梁的受力图如图所示(见图中) RV =2P RH =0 MA + PA – 2Pa=0 MA = Pa 2）分别作1-1和2-2截面（如图所示），并求剪力和弯矩方程； 关键点:此部分的分析关键是能够取出断面，暴露出内部的剪力和弯矩，根据它按照静力平衡条件做出该部分的剪力和弯矩方程。 1-1截面上： Q1= RV =2P -M1+ MA -RVX= 0 M1= MA - RVX - = Pa - 2PX 判断符号正负：剪力：左截面向下----正 弯矩：当X小于a/2的时候，式中等于正，说明图中设定方向正确，为向下弯曲，为负号弯矩，当X大于a/2时，式中等于负，说明方向设定反了，应为反向正弯曲，，为正号弯矩。 2-2截面上： Q2= 0 M – M2 = 0 M2= M = Pa 正号弯矩 3）分别按照各段的方程做出对应的图形: 关键点:此部分的关键是: (1)先能做出判断,该段的剪力和弯矩是属于什么性质的(线性,非线性),如果属于线性,就可以找到其中的两个点,直接连线,非线性就应当至少找三个点以上平滑连接各个点. (2)正确运用剪力和弯矩正负号的判断方法,认清某点剪力和弯矩在图中的位置,然后作点画图. 题三：图示轧钢机轧辊结构如图所示，轧辊材料的许用弯曲应力〔σ〕=100Mpa，求轧辊所可以承受的最大轧制力。 解：1）???两个支座的支反力；系统为平面平行力系； 关键点:平面平行力系平衡条件有两个方程，,但因轧制力对称于支座布置，所以，在两个支座上平分该合力。. RA= RB =qb/2 2）在中间（偏开一点）假想取截面（可以不作出），求取最大弯矩； 关键点:此部分的关键是能够假想取出断面，并熟知该受力情况下弯矩图的形状。并能写出对应的最大弯矩。 题四： 力学内容重点： 1．平面一般力系的支反力计算：根据不同受力状况，将真实力学系统合理简化成典型的力学结构，并判断出属于何种力系情况，能正确求算出支点反力。了解：合力矩定理，力的平移定理。平面一般力系的平衡方程的多种形态。考虑摩擦时平衡问题计算应注意的问题。 2．四个图：轴力图，扭矩图，剪力图，弯矩图的作法。要求取出截面，表示出截面上受到的内力，写出对应的内力表达式，并能够正确做出对应图形。 3．拉伸（压缩）的强度计算：熟知内部应力分布情况，牢记强度计算公式，并能够判断危险截面的位置，能够准确进行对应的强度计算。 5. 圆轴扭转时强度计算：熟知圆周扭转时候的内部应力分布情况，以及进行强度计算时所控制应力点的位置。能够熟练掌握扭转强度计算公式进行准确计算。要求牢记圆轴扭转时极惯矩和抗扭截面模量。 6. 梁弯曲强度的计算：（1）了解平面弯曲的概念，梁的内力概念。（2.）弯矩图的有关概念；如何分段取截面，分段做出弯矩和剪力方程；根据剪力和弯矩的正负号规定方法正确判断出剪力和弯矩的正负号，并能根据方程正确地画出对应图形；熟悉几种受力情况下剪力图和弯矩图的基本形式。（3）牢记梁弯曲强度计算公式，并同时牢记圆截面和矩形截面梁不同方向时的抗弯截面模量和惯矩。用该公式熟练进行强度计算。（4）熟知梁受弯曲的时候内部应力分布情况，并能根据弯矩图正确判断若干危险截面。