工程力学作图题计算题(打印版)

Fourshortwordssumupwhathasliftedmostsuccessfulindividualsabovethecrowd:alittlebitmore.------------------------------------------author------------------------------------------date工程力学作图题计算题(打印版)第一章静力学基础第一章静力学基础PAGEPAGE60第一章静力学基础PAGE第一章静力学基础1-1画出下列各图中物体A，构件AB，BC或ABC的受力图，未标重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑接触。（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）1-2试画出图示各题中AC杆（带销钉）和BC杆的受力图（a）（b）（c）（a）1-3画出图中指定物体的受力图。所有摩擦均不计，各物自重除图中已画出的外均不计。（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）第二章平面力系2-1电动机重P=5000N，放在水平梁AC的中央，如图所示。梁的A端以铰链固定，另一端以撑杆BC支持，撑杆与水平梁的夹角为300。如忽略撑杆与梁的重量，求绞支座A、B处的约束反力。题2-1图解得:2-2物体重P=20kN，用绳子挂在支架的滑轮B上，绳子的另一端接在绞车D上，如图所示。转动绞车，物体便能升起。设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆重不计，A、B、C三处均为铰链连接。当物体处于平衡状态时，求拉杆AB和支杆BC所受的力。题2-2图解得:2-3如图所示，输电线ACB架在两电线杆之间，形成一下垂线，下垂距离CD=f=1m，两电线杆间距离AB=40m。电线ACB段重P=400N，可近视认为沿AB直线均匀分布，求电线的中点和两端的拉力。题2-3图以AC段电线为研究对象，三力汇交2-4图示为一拔桩装置。在木桩的点A上系一绳，将绳的另一端固定在点C，在绳的点B系另一绳BE，将它的另一端固定在点E。然后在绳的点D用力向下拉，并使绳BD段水平，AB段铅直；DE段与水平线、CB段与铅直线成等角=0.1rad（弧度）（当很小时，tan）。如向下的拉力F=800N，求绳AB作用于桩上的拉力。题2-4图作BD两节点的受力图联合解得：2-5在四连杆机构ABCD的铰链B和C上分别作用有力F1和F2，，机构在图示位置平衡。求平衡时力F1和F2的大小间的关系。题2-5图以B、C节点为研究对象，作受力图解得：2-6匀质杆重W=100N，两端分别放在与水平面成300和600倾角的光滑斜面上，求平衡时这两斜面对杆的约束反力以及杆与水平面间的夹角。题2-6图2-7已知梁AB上作用一力偶，力偶矩为M，梁长为l，梁重不计。求在图a,b,两三种情况下，支座A和B的约束反力。（a）（b）题2-7图（a）(注意，这里，A与B处约束力为负，表示实际方向与假定方向相反，结果应与你的受力图一致，不同的受力图其结果的表现形式也不同)(b)2-8在题图所示结构中二曲杆自重不计，曲杆AB上作用有主动力偶，其力偶矩为M，试求A和C点处的约束反力。题2-8图作两曲杆的受力图，BC是二力杆，AB只受力偶作用，因此A、B构成一对力偶。即2-9在图示结构中，各构件的自重略去不计，在构件BC上作用一力偶矩为M的力偶，各尺寸如图。求支座A的约束反力。题2-9图1作受力图2、BC只受力偶作用，力偶只能与力偶平衡3、构件ADC三力汇交2-10四连杆机构ABCD中的AB=0.1m,CD=0.22m,杆AB及CD上各作用一力偶。在图示位置平衡。已知m1=0.4kN.m,杆重不计，求A、D两绞处的约束反力及力偶矩m2。题2-10图2-11滑道摇杆机构受两力偶作用，在图示位置平衡。已知OO1=OA=0.4m，m1=0.4kN.m,求另一力偶矩m2。及O、O1处的约束反力。题2-11图2-12试求图示各梁支座的约束反力。设力的单位为kN，力偶矩的单位为kN.m，长度的单位为m，分布载荷集度为kN/m。（a）（b）题2-12图受力分析如图：受力分析如图：2-13在图示a，b两连续梁中，已知q，M，a，及，不计梁的自重。求各连续梁在A，B，C三处的约束反力。（a）（b）题2-13图1作受力图，BC杆受力偶作用2.对AB杆列平衡方程所以：1.以BC为研究对象，列平衡方程1.以AB为研究对象，列平衡方程2-14水平梁AB由铰链A和杆BC所支持，如图所示。在梁上D处用销子安装半径为r=0.1m的滑轮。有一跨过滑轮的绳子，其一端水平地系于墙上，另一端悬挂有重P=1800N的重物。如AD=0.2m，BD=0.2m，，且不计梁、杆、滑轮和绳的重量。求铰链A和杆BC对梁的约束反力。题2-14图以滑轮和杆为研究对象，受力分析如图列平衡方程：解得：2-15如图所示，三绞拱由两半拱和三个铰链A，B，C构成，已知每个半拱重P=300kN，l=32m，h=10m。求支座A、B的约束反力。题2-15图以整体为研究对象，由对称性知：以BC半拱为研究对象2-16构架由杆AB，AC和DG组成，如图所示。杆DG上的销子E可在杆AC的光滑槽内滑动，不计各杆的重量，在水平杆DGF的一端作用铅垂力F。求铅直杆AB上铰链A，D和B所受的力题2-16图解：以整体为研究对象2.以DG杆为研究对象，列平衡方程解得：3.以AB杆为研究对象，列平衡方程2-17图示构架中，物体重1200N，由细绳跨过滑轮E而水平系于墙上，尺寸如图所示，不计杆和滑轮的重量。求支承A和B处的约束反力以及杆BC的内力FBC。题2-17图以整体为研究对象解得：以CDE杆和滑轮为研究对象解得：2-18在图示构架中，各杆单位长度的重量为300N/m，载荷P=10kN，A处为固定端，B，C，D处为绞链。求固定端A处及B，C为绞链处的约束反力。题2-18图2-19两根相同的均质杆AB和BC，在端点B用光滑铰链连接，A，C端放在不光滑的水平面上，如图所示。当ABC成等边三角形时，系统在铅直面内处于平衡状态。求杆端与水平面间的摩擦因数。题2-19图2-20简易升降混凝土料斗装置如图所示，混凝土和料斗共重25kN，料斗与滑道间的静摩擦和动摩擦因数均为0.3。（1）如绳子的拉力分别为22kN与25kN时，料斗处于静止状态，求料斗与滑道间的摩擦力；（2）求料斗匀速上升和下降时绳子的拉力。题2-20图2-21图示两无重杆在B处用套筒式无重滑块连接，在AD杆上作用一力偶，其力偶矩MA=40N.m，滑块和AD间的摩擦因数fs=0.3。求保持系统平衡时力偶矩MC的范围。题2-21图2-22均质箱体A的宽度b=1m，高h=2m，重P=200kN，放在倾角的斜面上。箱体与斜面间的摩擦因数fs=0.2。今在箱体的C点系一无重软绳，方向如图所示，绳的另一端绕过滑轮D挂一重物E，已知BC=a=1.8m。求使箱体处于平衡状态的重物E的重量。题2-22图2-23尖劈顶重装置如图所示。在B块上受力P的作用。A与B块间的摩擦因数为fs（其他有滚珠处表示光滑）。如不计A和B块的重量，求使系统保持平衡的力F的值。题2-23图以整体为研究对象，显然水平和铅直方向约束力分别为以A滑块为研究对象，分别作出两临界状态的力三角形2-24砖夹的宽度为25cm，曲杆AGB与GCED在G点铰接。砖的重量为W，提砖的合力F作用在砖夹的对称中心线上，尺寸如图所示。如砖夹与砖之间的摩擦因数fs=0.5，试问b应为多大才能把砖夹起（b是G点到砖块上所受正压力作用线的垂直距离）题2-24图2-25均质长板AD重P，长为4m，用一短板BC支撑，如图所示。若AC=BC=AB=3m，BC板的自重不计。求A、B、C处的摩擦角各为多大才能使之保持平衡。题2-25图第三章空间力系3-1在正方体的顶角A和B处，分别作用力F1和F2，如图所示。求此两力在x,y,z轴上的投影和对x,y,z轴的矩。并将图中的力系向点O简化，用解析式表示主矢、主矩的大小和方向。题3-1图3-2图示力系中，F1=100N，F2=300N，F3=200N，各力作用线的位置如图所示。将力向原点O简化题3-2图3-3边长为a的等边三角形板，用六根杆支持在水平面位置如图所示。若在板面内作用一力偶，其矩为M，不计板重，试求各杆的内力。题3-3图3-4如图所示的空间构架由三根杆件组成，在D端用球铰链连接，A、B和C端也用球铰链固定在水平地板上。今在D端挂一重物P=10kN，若各杆自重不计，求各杆的内力。题3-4图3-5均质长方形板ABCD重W=200N，用球铰链A和蝶形铰链B固定在墙上，并用绳EC维持在水平位置。求绳的拉力和支座的约束反力。题3-5图3-6挂物架如图所示，三杆的重量不计，用球铰链连接于O点，平面BOC是水平面，且OB=OC，角度如图。若在O点挂一重物G，重为1000N，求三杆所受的力。题3-6图3-7一平行力系由五个力组成，力的大小和作用线的位置如图所示。图中小正方格的边长为10mm。求平行力系的合力。题3-7图3-8求下列各截面重心的位置。1.建立图示坐标系(a)(b)题3-8图3-9试求振动打桩机中的偏心块（图中阴影线部分）的重心。已知，，。题3-9图第四章材料力学基本概念何谓构件的承载力？它由几个方面来衡量？材料力学研究那些问题？它的主要任务是什么?材料力学的基本假设是什么？均匀性假设与各向同性假设有何区别？能否说“均匀性材料一定是各向同性材料”？杆件的轴线与横截面之间有何关系?杆件的基本变形形式有几种？请举出相应变形的工程实例。第五章杆件的内力试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力，并作轴力图。题5-1图试求图示各杆在1-1、2-2截面上的扭矩。并作出各杆的扭矩图。题5-2图在变速箱中，低速轴的直径比高速轴的大，何故？变速箱中轴传递的扭矩与轴的转速呈反比，低速轴传递的扭矩大，故轴径大。某传动轴，由电机带动，已知轴的转速（转/分），电机输入的功率，试求作用在轴上的外力偶矩。某传动轴，转速，轮1为主动轮，输入功率，轮2、轮3与轮4为从动轮，输出功率分别为，。试画轴的扭矩图，并求轴的最大扭矩；若将轮1和轮3的位置对调，轴的最大扭矩变为何值，对轴的受力是否有利。题5-5图对调后，最大扭矩变小，故对轴受力有利。图示结构中，设、、均为已知，截面1-1、2-2、3-3无限接近于截面或截面。试求截面1-1、2-2、3-3上的剪力和弯矩。题5-6图题5-6图设图示各梁上的载荷、、和尺寸皆为已知，（1）列出梁的剪力方程和弯矩方程；（2）作剪力图和弯矩图；（3）判定和。题5-7图题5-7图题5-7图题5-7图图示各梁，试利用剪力、弯矩与载荷集度间的关系画剪力图与弯矩图。题5-8图题5-8图题5-8图题5-8图已知梁的弯矩图如图所示，试作载荷图和剪力图。题5-9图题5-9图图示外伸梁，承受集度为的均布载荷作用。试问当为何值时梁内的最大弯矩之值（即）最小。题5-10图为保证梁的最大弯矩值最小，即最大正弯矩等于最大负弯矩在桥式起重机大梁上行走的小车（见图）其每个轮子对大梁的压力均为，试问小车在什么位置时梁内弯矩为最大值？并求出这题5-11图；第六章杆件的应力图示的杆件，若该杆的横截面面积，试计算杆内的最大拉应力与最大压应力。题6-1图图示阶梯形圆截面杆，承受轴向载荷与作用，与段的直径分别为与，如欲使与段横截面上的正应力相同，试求载荷之值。题6-2图题6-2图所示圆截面杆，已知载荷，，段的直径，如欲使与段横截面上的正应力相同，试求段的直径。设图示结构的1和2两部分皆为刚体，刚拉杆的横截面直径为，试求拉杆内的应力。题6-4图1做受力图2列平衡方程求解解得F=6kN,FN=3kN,AB杆的应力为:某受扭圆管，外径，内径，横截面上的扭矩，试计算距轴心21mm处圆管横截面与纵截面上的扭转切应力。直径的圆轴受扭矩的作用。试求距轴心处的切应力，并求横截面上的最大切应力。空心圆截面轴，外径，内径，扭矩，试计算距轴心处的扭转切应力，以及横截面上的最大与最小扭转切应力。图示简支梁，求跨中截面、、三点正应力。题6-8图图示圆轴的外伸部分系空心轴。试作轴的弯矩图，并求轴内最大正应力。题6-9图均布载荷作用下的简支梁如图所示。若分别采用截面面积相等的实心和空心圆截面，且，，试分别计算它们的最大正应力。并问空心截面比实心截面的最大正应力减小了百分之几？题6-10图图示梁，由槽钢制成，弯矩，并位于纵向对称面（即平面）内。试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。题6-11图查表得：求图示形铸铁梁的最大拉应力和最大压应力。题6-12图1.作梁的弯曲图2.截面关于中性轴不对称，危险截面为最大正负弯矩两处最大正弯矩处最大负弯矩处：综合得：均布载荷作用下的简支梁由圆管和实心圆杆套合而成，如图所示，变形后仍紧密接触。圆管及圆杆的弹性模量分别为和，且。试求两杆各自承担的弯矩。题6-13图由梁的两部分紧密接触知：两者变形后中性层的曲率半径相同，设圆管和圆杆各自承担的弯矩为M1和M2,抗弯刚度为即：梁截面如图所示，剪力，试计算该截面上最大弯曲切应力。题6-14图第七章应力状态分析体各面应力（单位）如图所示，试用解析法求解指定斜截面上的正应力和切应力。题7-1图（a）(b)题7-1图(c)(d)已知应力状态如图所示，应力单位为。试用解析法和应力圆分别求：（1）主应力大小，主平面位置；（2）在单元体上绘出主平面位置和主应力方向；（3）最大切应力。题7-2图(a)(b)题7-2图(c)(d)图示木制悬臂梁的横截面是高为、宽为的矩形。在点木材纤维与水平线的倾角为。试求通过点沿纤维方向的斜面上的正应力和切应力。题7-3图图示二向应力状态的应力单位为，试作应力圆，并求主应力。题7-4图解法二：（解析法）在通过一点的两个平面上，应力如图所示，单位为。试求主应力的数值和主平面的位置，并用单元体草图来表示。题7-5图试求图示各应力状态的主应力和最大切应力，应力单位为。题7-6图(a)(b)(c)列车通过钢桥时，用变形仪测得钢桥横梁点（见图）的应变为，。试求点在和方向的正应力。设，。题7-7图解得：图示微体处于平面应力状态，已知应力，，，弹性模量，泊松比，试求正应变，与切应变，以及方位的正应变题7-8图边长为的立方体铝块紧密无隙地置于刚性模内，如图所示，模的变形不计。铝的，。若，试求铝块的三个主应力和主应变。题7-9图建立图示坐标，由刚性模知且由广义胡克定律：解得：