过程装备基础第二版(朱孝天) 答案.doc

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1、 2-4（省略）2-5 解：（1）根据题意，画受力图如下：BAA G G（2）求解约束反力和杆BC所受的力 （1） （2） （3）由方程（3）解得 代入方程（2）得 代入方程（1）得 （负号表示与假设方向相反）2-6解：（1）根据题意，画受力图如下：DBA q （2）求撑杆CD上的力 解以上方程得 2-7 GCBA解：（1）根据题意，画受力图如下：G （a） （b）其中，图（a）为取整个支架ABC作为研究对象的受力图，而图（b）为取支架AB作为研究对象的受力图。 （2）设两均质杆的长度为l，取整个支架ABC作为研究对象，则有： （1）由方程（1）解得 （2） （3）由方程（3）解得代入方程（2

2、）得（3）取AB杆为研究对象： 2-8 BNAB AP解：（1）取B点为研究对象，画出该点受力图:如下： NBCC （1） （2） 由（2）解得 代入（1）得（2）取C点为研究对象，画出该点受力图如下： NBCNCXCNCY （3） （4）两式联立解得2-9解：（1）取整体为研究对象，画出其受力图如图1（a）所示。A NPTPCCB （a）整体受力分析图 （b）取AC为研究对象的受力图图1 梯子的受力分析图 于是，得： （1）（2）取AC为研究对象 ，画出其受力分析图如图1（b）所示。 则： （2）根据两式（1）、（2）相等，可以求得： 2-10解： 2-12解：Y=G250KN2-13解：2

3、-14解：3-5解：以下所有求解均以梁最左端为坐标原点，以轴中心线为轴，建立坐标系，利用静力平衡方程求解。（a）求支座B的约束反力，由静力平衡方程得：取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（a），从图中可知： 剪力最大值为 弯矩最大值为 （b）先求支座A、B约束反力，由静力平衡方程得： （负号表示方向向下） 取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下： AB段： BC段： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（b），从图中可知： 剪力最大值为 弯矩最大值为 （c）先求支座A的约束反力，由静力平衡方程得： ， 取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程

4、如下： AC段： CB段： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（c），从图中可知： ，（d）求支座A、B的约束反力，由静力平衡方程得： 取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下：AC段： CB段： 即 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（d），从图中可知：出现在处，即处， （e）求支座A的约束反力，由静力平衡方程得： （顺时针）取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下：AC段： CB段： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（e），从图中可知： ，（f）求支座A、B约束反力，由静力平衡方程得： ， 取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下：AC段： CD段： DB段： 作出剪力图和弯

5、矩图，见图P4-1（f），从图中可知： ，（g）求支座A的约束反力，由静力平衡方程得： （顺时针）取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（g），从图中可知： ，（h）求支座A、B的约束反力，由静力平衡方程得： ， 取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下： AB段： BC段： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（h），从图中可知： 则可能出现在或处：， 故 （i）求A、B反约束力，由静力平衡方程得： ， 取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下： AB段： BC段： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（i），从图中可知： （j）求A、B反约束

6、力，由静力平衡方程得：， 取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下： AC段： BC段： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（j），从图中可知： （k）求A、B反约束力，由静力平衡方程得：， 取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下（以下所求的单位均为，单位为） AC段： BC段： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（k），从图中可知：， （）由A、B支座具有完全对称性知，约束反力为：取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下（以下所求的单位均为，单位为）CA段：AE段：EB段：BD段：作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（l），从图中可知：， （m）求支座C、B处的约束反力，对C点取

7、矩，由静力平衡得： 取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下： AC段： CB段： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（m），从图中可知： （处）（n）由对称性求得支座A、B处的约束反力为：取距原点的任意截面，求得剪力方程和弯矩方程如下： AC段： CD段： DB段： 作出剪力图和弯矩图，见图P4-1（n），从图中可知： 5-1321321题2-1图 解：（1）计算钢杆各段内的轴力、应力、绝对变形和应变从左到右取3段，分别为1-1、2-2、3-3截面，则根据轴力的平衡，得各段内的内力：（左）N1=F=10kN （中）N2=F-Q=10-4=6kN （右）N3=F =10=10kN各段内的应

8、力：（左） （中）（右）各段内的绝对变形：（左） （中） （右） 各段内的应变：（左） （中）（右）（2）计算钢杆的总变形 mm（3）画出钢杆的轴力图钢杆的轴力图见下图。10kN N6kN x 5-212解：（1）计算钢杆各段内的应力从左到右取2段，分别为1-1、2-2截面，则各段内各段内轴力： N1=F=10kN N2=F+Q=10+2=12kN 各段内应力： （2）计算钢杆的总变形各段内应力： 故钢杆的总变形 mm5-3 题2-4图解：（1）取B点作为研究对象，画出其受力图如下：B （2）根据其力的平衡方程求未知力 于是 （3）计算各杆应力 故构件AB和BC均安全。5-8解：（1）按剪切强

9、度设计销钉具有两个剪切面，即m-m和n-n截面，各剪切面上的剪力均为，则剪切应力为根据剪切强度条件式有：故 （2）按挤压强度设计 若按销钉中段考虑挤压强度，其挤压力，挤压计算面积按销钉圆柱面正投影面积计算，；若按照销钉侧段考虑挤压强度，其挤压力，挤压面积。因，所以销钉中段受到的挤压应力更大，需对此段进行强度核算。据挤压强度条件式有：故 综合考虑销钉的剪切强度和挤压强度，按销钉直径d13.82mm，取d=14mm。5-9解：（1）键受到的剪切力如下图所示。可将剪切力近似看作集中作用在剪切面m-m上，则其传递的力偶矩为所以 （2）校核键的剪切强度，易知剪切面上剪力Q=P，剪切面积，则剪切应力由于

10、，剪切强度足够。 （3）校核键的挤压强度因为键与轴，键与齿轮接触的面积相等，故任取一挤压面校核即可。由力的平衡条件知：挤压力 ，挤压计算面积 ，则挤压应力 由于 ，挤压强度也足够。 所以，键的强度足够。5-15解：求支座A的约束反力，由静力平衡方程得：以A为原点，AB方向为x轴正方向建立坐标系，取距原点为 的任意截面，求得弯矩方程如下：AC段：CD段： DB段：作出梁的弯矩图如图P4-2示可见，最大弯矩出现在支座A处 对单根槽钢，其最大弯矩为：由于梁为等截面梁，各段的抗弯模量相同， 故 根据普通槽钢的几何性质标准（GB/T 707），选择8号槽钢，其，总高为80mm，总宽为43mm，具体尺寸见

11、标准。5-16解：（1）计算梁受到的最大弯矩由梁受力的对称性可知支座C、D的约束反力相等，即：设集中力的作用点为E，将梁分为CE、ED两段，以C点为原点，CD方向为x轴正方向建立坐标系，求得弯矩方程：CE段：ED段：因CE段与ED段受力对称，截面受到的弯矩也应对称。CE段（），单调递增，ED段弯矩自然递减。故 由于是等截面梁，且可得危险截面的最大正应力： 危险截面为集中力F作用的截面。（2）由前面已求弯矩方程得：梁各处的惯性矩都一样，其值为 （拉应力）（压应力）也即：由于A、B两点的弯矩均为正值，而A、B点分别位于对称中心线的下、上方，因此，A点的应力应为拉应力，B点的应力应为压应力。5-19解：由静力平衡方程知，简支梁两端的约束反力均为：以梁左端为原点，梁中心线为x轴建立坐标系，可求得承受均布载荷的简支梁的弯矩方程为：最大弯矩产生于处 （1）梁的截面为实心圆时，设截面圆直径为d，因为梁为等截面梁，由强度条件得： 截面面积 （2）同理，若梁为的矩形时，有 截面面积 （3）梁为工字梁时，有查工字钢标准，选择16号工字钢，其截面几何尺寸，。其截面面积由此可见，达到相同效果时，工字梁的截面积最小，即最省材料。