工程力学习题册答案.docx
第一章静力学基础一、是非判断题1.6 ( X )(耳)=-2.5 后KN nunMo(E)= 25V3-15 = 28.3 KNmm1.11(X)1.12(X)1.13(V)1.14 ( X )1.15 ( V )1.16(V)1.17(X)1.18(X)二、填空题2.1 -Fi sin6i； Fi cos(zi； F2 cosg； F2 sin(z2 ； 0F3 ； F4 sin-4；F4 cos-4 o2.2 120°, 0 o外 o2.3 约束 ； 相反 ； 主动3,2.4 力偶矩代数值相等（力偶矩的大小相等，转向相同）三、选择题3.1(c) o 3.2 A 03.3 D 0 3.4 D 0 3.5 A 。3.6 B 。 3.73.8M。(冗)=180KN-mm4.24.2心国)=0Mv(E)=2N-m人 乙MxE)=2"2NmMy(Fi) = -50N-mMv(F2) = 25y/2N-m"（月）=。此出）=2助NM(E) = 2542N-m y 3丝(£)=25&Vi五、受力图60kN4.34.44.2122CkN1 2alOkN(+)2F2FB 1/3F(+)lOOkN160kNi 3m1.51/3F(十)。2-203-3(-)FlOOkN解：CDF1 NAC(2)AC(-)20kNA-Fn 2-2 _4 - 2FN 3-3 _&_330kN(+)x 103200 x 10-6-10 x IO313yAa(+)1 yAayAa300 x 10 一610 X 103400 x IO-6IAD 'IaB+ /ADp1 NAB3 EAFl3EA=-100 MPa=33 .3MPa25 MPaBC + ''cdF I/ NBC "3 EAF1 NCD3 EA=100 kNFnbc = 。 160 = 260&N着=20消);(-)260kN-260 x 103200 x 200 x 10-6=-6.5 MPa(-)(3)/"IO-厂(4) / =火 ac +、Ibc = £ a/ ac + e bJ bc 1.35 x 10 4 (m)o-yEo- w 2- o 30=& = 4W = 4 x 15 = 60 左 N查表(P370)得不等边角钢63X40X4的横截面面积为:A = 4.058 cm2斜杆AB的轴力为：Fnab = Fab =60 kN3=60x10 B93MPa <cr = nOMPa 2x4.058xW4工斜杆A5满足强度条件由（5.由和（5. 4）式得:解：1）为使杆件承受最大拉力，应使胶合面上的。 和T同时到达它们的许用应力，即：aa = a cos 2 a = cr2 cos 2 asin 2acos a=>=ctg a =sin a=> « = 26.57()2）求许可载荷:由：(ya = a cos2 a =4.8 Acos2 a100xl06x4xlQ-4(cos 26.570)2= 50kNn 取方= 50ZNB30°300kN/m解：取ED杆为研究对象 Z知e = 0 2FD -2x300 xl = 0=> 方0 = 300 kN取销钉A为研究对象 Z y = ° FAB sin30°-FD =0 An Fab = 2Fd = 600 %Nrr » A ,r k _ FnAD _,-1由强度条件：aAD = =- -2m£%=Aw - 2: = 882 cm查表(P366)AD杆选等边角钢80X 80X 6mm：=9.397 cm2由强度条件：aABFnab 二 Fab总2A JFn A. 2-A = 17.65。m2 ab 2cr19.261 cm2查表(P367)AB杆选等边角钢100X lOOXIOmm：第六章 材料拉伸和压缩时的力学性能一、是非判断题1.1( V )1.2( X )1.3( X )二、填空题abc o2.1 弹性、屈服、强(硬)化、缩颈 ，Op, 。e, Os, Obo2.2 延伸率3、 断面收缩率w-拉断后的标距长度。2.5 3<5%为脆性材料 ；25%为塑性材料延伸率力 。延伸率力过小2.6 Os(Oo.2) ； Ob oE= a/( £i- f 2)o2.7 标出图示应力一应变曲线上。点的弹性应变味，塑性应变即，及材料的延伸率九2.8 3= 23%1u= 59%规定产生0.2%的塑性应变时对应的应力值来2.1245°大切三、选择题_B_o3.1 B oA.、塑性材料的强度指标B.贝脆性材料的强度指标C刚度指标D.塑性指标3.4 D o4 1 解： / A/ =至=- = 5 x 10-2m/7?K 500AZ _ 5xlQ-2 工100= 5x104。=历=200x 1 ()9 * 5 x 1 (T4 = 1 OOMPa< cr = 20QMPab = 100 MPa 正确Fn3 = 100x106SIE71 X 10 4 r CU 7 AT=7.85 kN4第七章剪切一、是非判断题1.1( X )； 1.2( V )二、填空题许用应力确实定(P143) 。2.2 A, Abs 确实定。2.3 r=2F/nd 皈= F/dti。2.4 。2.5 2二 hb , t= F/hb ； 2bs= cb , %= F/cb。2.6 2= lb ， r F/2lb ； 2bs= 6 b , 0bs= F/2 6 b 。三、计算题3.1试校核图示连接销钉的剪切强度。产二500kN,销钉直径d=30mm,材料的许用切应力=60MPa。假设强度不够，应改用多大直径的销钉?解:F/2 _ 2F 7id2 /471d22F_7id23.2= 353.67MPa >r= 60MPa销钉强度不够2F _2x500x1()37rr V 乃 x 60 x IO,=0.0728 m = 72.8mm取：d = 73mmIn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R。2>。= °2D。2002 x 0.08= 1.25kNp 494X1250i7 =工=一= = 15.92MPa< T = 60MPaA nd1 xO.Ol2Jp 494X1250i7 =工=一= = 15.92MPa< T = 60MPaA nd1 xO.Ol2J螺栓满足强度条件解：由(7.1)式:解：由(7.1)式:3.3DV当压力机的压力F (=Fs)到达最大许可压力 F=630kN时，剪切面上的切应力t也到达了剪 切极限应力官,即： FsT = = Tu 7iD5 "n。=- =630x10-=50.12 x 10-3m = 50.13mm71§TU X 0.02 X 200 xio6解：由拉伸强度:尸 4月 iCT = = - < I CT IA32 L二d 24F »cr4x50x1"= o.O23 m »xl20 x 106由剪切强度:A 7idh=23 mm由挤压强度:I 4x50xlQ3 M »x240x1()6F"r""i =7ldT50xl030.023 xlOO xlO6=692 mm;Fb4F4s 7T(D2-d2)n D2-d2> 4F一不加+ 0.0232 = 0.0282m = 28.2mm；取：。=29mm第八章杆件的扭转一、是非判断题1.1 ( X )； 1.2 ( X )； 1.3 ( X )； 1.4 ( X )； 1.5 ( X )； 1.6 ( X )二、填空题L等直圆轴；2.T maxW T p。抵抗扭转变形的。2.6 _±_, 大。L等直圆轴；2.T maxW T p。抵抗扭转变形的。2.6 _±_, 大。2.11/8 ， 1/16 o 2.2 相等，不同。2.32.4 空心轴>实心轴；相同。2.5 .扭转刚度二2.7 C, D轮位置对调。2.8题2.8图三、选择题3.1 D o 3.2 D o 3.33.4A, C oU!4试画出以下各轴的扭矩图。1.5m2m(+)0.5m7TF4kN m()6kN m2kN -m4.22)解:1),；TAB=TBc=Me=14kN.ms Jbab =32x14x103 x1Wab GIp 79x109 xx0.14=1.805 xW2ra =1.034°= 42.8MPa2公"2x14x103.：AC GIp 79x109 xx0J4maxT 1A 7=- = 71.3MPaWf 叔3=2.708 x 炉叔=1.551。()T“ maxBCThc 16 X 1765WtBC - "x 0.053=41.7 MPa=41.7 MPa作用在BC段内任一截面的周边各点2936N m1765N 加解：（1）画扭矩图：T = 2936 N - mIImIX(2)max ABTab 16 X 2936A* WtAB ttxO.0732936 x0.7x321765 x 0,5x3280.4 x 109 x 7 x 0.074 + 80.4 x 109 x 7 x 0.054= 43.6 MPa= 0.01085 +0.01789 =0.0287&Z = L64°解：设3个轮上的扭力矩分别为Mi, M2, M3。由(8.3a)式:= 9549N(kW) Nm n(r/min)M.-M, -M.=Q41JAT nM 2 n N =9549= M.+ M241J(b)主动轮输入最大功率时,两段轴上的T max = T,即:T maxiZ 16M可一就T “ max 23 - 16代入(b)式得:M2=Mx + M3 =代入(a)式得:2 此N =-=9549n x 9549梁4、止黑*弋四即+。网;769%卬解：由(8.3b)式:Me= 7024N(HP) : = 7024/min)空一=1756 N m 240如果:T = Me= 17561)按强度条件,由(8.22)式:16 T < 7id 31)按刚度条件，由(8.26)37 max"I". = 6.07 x 102 m = 60.7 mm ttx40x106式:180x7132T180X 4G» 句 7132x17,6xy0 = 5.98 xl0-2m = 59<8mm 80x109xtt2x1取 d = 61mm5.1q=2kN/mM=8kNmF=20kN5.2TAFB1及5.3北 及无1c .cPAXb<3CD用负面积法: xr = 0X个yxr = 5.12 mm第二章力系的简化是非判断题1.1 ( X )1.2 ( V )1.2 ( X )二、填空题平衡 o2.1 分布载荷图形的面积，合力矩定理 ，分布载荷图形的形心 o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3J解：由（2.10）式： ZX =340.98ZN工丫 =58713kNFr = J（Zx）2+（Zy）2 : 678 .96kNYxYycos a =乙、=0.502 cos 0 = 0.865FrFra/。=Zo（E）二 =46OO .58 kN - cmFr = Fr = 678 .96 kN由（2.14）式： d ="2 = 6.78 cmFr= 6.08 mmy c = 10 .12 mm第三章力系的平衡方程及其应用一、是非判断题1.1 ( V ); 1.2 ( X )； 1.3 ( V );1.4 ( X )；1.5 ( X )；1.6 ( V )二、填空题力偶矩的代数值相等；X"。o2.1 力多边形自行封闭；少=。2.2 *=()。 =。E m b=o,A、-的连线不垂直 x 轴Z加入=。£ M ” o£叫、=o,A、B、C三点不共线2.3 (a)、(b)、(c)、 o取锻锤为研究对象力偶只能用力偶平衡，一a = AM = 0 F - e FA - h = Q方向如图。F e _ 100 x 20h 200-=10ZNT = 196.6kNFa = 47.54ZN 丹=9Q12左N匕Xa=o ，=6耳Ma =M + 2aF2 -3%XA=0 Ya= -3kN(l)Yb = 24.6 左NV3 XA=-(2Fi + F2) y 的考(2£ +用x4=oM F2a 23F2a解：取CD为研究对象Zx =0=。£y = 0Xr = 0Yd = 5kNYc = 5kN取ABC为研究对象Z x = °XA = Xc = Xc = 0£Mb=。YA=-15kN2丫 = 0%=40kN3.5B I2.5m2 m解：取EBCD为研究对象M H = Q 75 xl+c8*1 x2-7j>x25=0=Fac杆AC受压1尸2又口DP3.6= ；(2.5-6)= 6.64ZN V3+ Fac cos 60° = 0Zl L=-Fac cos60° = -3.32ZN(一)0 Yb-P2 + 7csin60° -6=0 =为二鸟+ 6.64x曰 = 0.25 左 M。解：取整体为研究对象，设滑轮E的半径为。=>4yB-(2 + r)P-(1.5-r)P = 0% = ；(2P + 1.5P) = 10.5%N(T)Xa-P = QXa = P = 124N(一)Ya-P + Yb=0 =% =P % =1.5ZN(T)取CE杆、滑轮E和重物为研究对象。Z = 0 1.5 Fc cos a-rP-(l .5-r)P = 0=> i.5Fc cos a-1.5P = 0(。)cos a = /=a/22 +1.522.5p 2 5P. Fc = = 5kN cos a2杆BC的内力为压力等于15kN。解：取AB杆为研究对象。2厂cos 30° Fe - 2.5rcos 60° P5rQ = 012 5n Fe = -7=(P + 5。)= 1125 N a/3 2取圆柱为研究对象:=>n6T = -(F'-) = 1125 NV32 T = 1125 N > 1000 N绳子会断。解：取传动轴为研究对象。:传动轴绕y轴匀速转动1.11.65=0Zx = oSz = 0是非判断题工叫,=0 Fcosa-M = 0厂 2M2 x 1030 s -F = = 12.67 kNd cos a 0.173 cos 200.22 Fsincr + 0.342 Z. = 0l50.22 F cos cif -0.342=0XA-Fcosa + XB=0ZA + Fsina += 0第四章1.2(V1.7(Vn Xb022 / sin20°0.3420.22 / cos 200 0.342=2.79 左 N(J)=7.66kNn Xa = Feos 20° = 4.25/Nn 工人=-Fsin20° Z。= L54 左 M)材料力学的基本假设和基本概念)1.3(X)1.4 ( X )1.8(X)1.5 ( V )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。2.2 连续性假设。 应力、 应变 变形等。2.3 拉伸 压缩 弯曲。2.4 弯曲 剪切压弯组合。2.5 尸 2a； y= a-/3 ； y= 0 0第五章轴向拉压的应力与变形一、是非判断题1.1(X )1.2(X)1.3(X )1.4 ( X )1.5 ( X )1.6(X )1.7(X)1.7(X )二、填空题2.1 外力合力的作用线与杆轴向重合；杆沿轴线方向伸长或缩短产生拉伸变形的轴力为正；反之为负 o2.2 横， "产 n/A ；45。斜,”2(1) 校核 ；(2)设计界面尺寸；(3)确定许可载荷。2.3 2 , a q p大于1的一,小 o三、选择题3.1 D o 3.2B o 3.3B o 3.4B o 3.5 D o 3.6 Bo 3.7 A oUi、计算题4.1F-aaF（十）2F80kN50kN3QkN
