工程力学与材料期中复习题目.ppt

北京邮电大学自动化学院 二力杆 分离体和受力图 平面力系向一点简化 平面力系的平衡条件和平衡方程 平行分布线荷载的简化 刚体系统的平衡 自锁 对构件的三项基本要求 材料力学中的基本法－截面法 低碳钢拉伸时的力学性能 应力应变图 拉伸压缩强度条件 轴向拉（压）杆件的变形 扭矩 扭矩图 剪应力互等定理 圆轴扭转时的强度条件 圆轴扭转时的刚度条件 复习题1 * 期中考试安排 考试时间：2011年11月11日（星期五）13：30—15：30 考试地点：教3-519 答疑地点：教四-339，答疑时间：？ 请相互转告！ 考试试题形式 1、填空题（20分，共10题） 2、计算题（80分，共5题） 期中考试重点 静力学部分 1、受力图（约束反力、画图注意事项） 2、刚体系平衡方程 材料力学部分 1、内力（轴力、扭矩） 2、轴力图、扭矩图 3、低碳钢应力应变曲线 4、拉压强度刚度计算 5、扭转强度刚度计算 约束的类型及其约束反力： 柔索 光滑面 铰链 滚动支座 固定端 力和力偶 静力学部分 约束结构： 两端用光滑铰链与其他物体相连的杆件(直的或弯的),并且假设其自重不计。 约束性质： 可承受拉力或压力.因此链杆属于二力构件（在两力作用下处于平衡的构件）。 约束反力: 　沿着两端铰链中心的连线,等值、反向、共线。 分离体：解除了约束的物体 受力图: 表示研究物体上所受全部力的图形，称为研究对象的受力图。　　　画受力图的步骤： 1、选定研究对象，画出所选研究对象的分离体图；2、画研究对象上受的所有主动力、主动力偶；3、根据所受约束类型画所有的约束反力。 平面力系平衡的必要且充分条件是：力系的主矢以及力系对任一点的主矩都等于零。即：FR＝0，ＭO＝0　　　　　 而　FR＝((∑Fxi）2+（∑Fyi）2 )1/2 ，ＭO＝∑ＭO（F ）于是得：平面力系的平衡方程（基本形式） 　　　∑Fxi ＝0 　　　∑Fyi ＝0 　　　 　　　∑ＭO（F ）＝0 即：力系中各力在任选的两直角坐标轴上投影的代数和都等于零，以及力系中各力对任一点之矩的代数和也等于零。 3、梯形荷载 Q=(q1+q2)l /2 (自己求合力的位置) 2、三角形荷载 Q=ql /2 1、均布荷载 Q=ql 刚体系统的平衡:　 是指组成系统的每一个刚体都处于平衡状态。这类问题是常见的工程实际问题。 在研究刚体系统平衡问题时，应区分两种力：外力：刚体系统以外的物体作用在系统上的力；内力：组成系统的物体间相互作用的力。 自锁：如果主动力的合力的作用线在摩擦角（锥）之 内，则不论合力大小如何，物体总能平衡，这 种情况称为自锁。如图所示。与主动力的大小无关而只与摩擦角有关的这一平衡条件， 称为自锁条件：即 φ ≤φm 工程实例：千斤顶、固定螺纹等都是自锁条件的利用。 材料力学部分 强度： （韧性－坚韧不拔）　　构件在外载作用下，具有足够的抵抗断裂破坏的能力。例如储气罐不应爆破；机器中的齿轮轴不应断裂失效等。 刚度： （刚性－刚正不婀）　　构件在外载作用下，具有足够的抵抗变形的能力。如机床主轴变形不应过大，否则影响加工精度。 稳定性： （平衡能力）　　某些构件在特定外载，如压力作用下，具有足够的保持其原有平衡状态的能力。例如千斤顶的螺杆，内燃机的挺杆等。 　　假想用截面把构件分成两部分，以显示并确定内力的方法。如图1-5所示：　（1）截面的两侧必定出现大小相等，方向相反的内力；　（2）被假想截开的任一部分上的内力必定与外力相平衡。 设 是发生在轴力最大处的应力（等直截面杆），则拉伸（压缩）强度条件为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 根据上述强度条件可以解决以下三方面问题： 　　1）校核强度 　　2）设计截面 　　3）确定最大安全载荷 1. 轴向变形 2. 横向变形 泊松比（P124 表6-1） 用截面法求扭转内力--扭矩。 如图4-4所示圆轴，由Σm=0，从而可得A-A截面上扭矩T 　T-m=0=T=m扭矩的正负号规定为：按右手螺旋法则，T矢量离开截面为正，指向截面为负。 剪应力互等定理：在一对相互垂直的微面上，与棱线正交的剪应力应大小相等，方向共同指向或背离棱线。 抗扭截面系数 （实心截面） （空心截面） 工程上采用空心截面构件：提高强度，节约材料，重量轻。 对于等截面、等扭矩轴： 多跨静定梁由AB梁和BC梁用中间铰B连接而成，支撑和荷载情况如图所示，已知P = 20kN，q=5kN?m，α = 45°。求支座A、C的反力和中间铰B处的反力。 课本 P34 习题1-8 课本 P65 习题3-9 《工程力学学习指导（上）》北理工 P190 例7.5 《工程力学题典》上海交大 P179 例7-9