《工程力学课程练习题
- 格式：doc
- 大小：1.18 MB
- 文档页数：9
《工程力学》课程练习题
适用层次本科、专科适应专业油气储运工程使用学期
自学学时116 面授学时40 实验学时0
使用教材
教材名称
工程力学(静力学) 侯密山
材料力学(Ⅰ) 吕英民
编者侯密山，吕英民
出版社石油大学大出版社
练习题
1.气动夹具简图如图所示。
气缸固定在工作台上，设活塞受到的向下总压力为P。
连杆AB、BC、AD、DE均为铰链连接，B、D为两个滚轮，杆和轮的重量均略
去不计，且所有接触均光滑。
画出各构件的受力图。
练习题
2.起重机架ABC在铰链A处装有滑轮，由绞车D引出的钢索经过滑轮A起吊
重物。
重物的重量W=20kN。
试求杆AB、AC所受的力，如图所示。
3.平衡桁架的尺寸和受力如图所示。
试求1、2、3、4杆所受的力。
4.锻锤在工作时，如果工作位置偏心，工件对锤头的反作用力将使锤头发生偏
斜，从而对导轨产生很大的压力，致使导轨加速磨损，并将影响锻件的精度。
若已知锤头对工件的打击力P=1000kN,偏心矩e=20mm，锤头高度h=200mm，
试求锤头施加于两侧导轨的压力各为多大，如图所示。
练习题
5.回转式起重机简图如图所示。
其中结构ABC可绕AB轴转动。
起重机重量
W=3.5kN，重心在D处，在C处吊有重物，其重量Q=10kN。
试求轴承A和止
推轴承B处的约束力。
6.图中所示之三支架尺寸相同，已知载荷P。
求固定端A处的约束力。
7.图中桁架结构在C、D、E、F、H处均为铰接。
已知P1=60kN，P2=40kN，P3=70kN，
各部分的尺寸示于图中。
求各杆所受的力。
练习题
8.胶带轮传动轴如图所示，大皮带轮的直径D1=360mm，小皮带轮的直径
D2=300mm。
试求两轴承处的约束力以及轴所传递的力偶矩m。
练习题
9.图所示由两种材料组成的圆杆，直径d=40mm，杆的总伸长△l=0.126mm。
钢
和铜的弹性模量分别为E钢=210GPa，E铜=100GPa。
试求载荷P及在P力作用下
杆内的σmax。
10.蒸汽机的气缸如图所示。
气缸内经D=560mm，内压强p=2.5MPa，活塞杆直
径d=100mm。
所有材料的屈服极限σs=300MPa。
（1）试求活塞杆的正应力及工作安全系数。
（2）若连接气缸和气缸盖的螺栓直径为30mm，其许用应力[σ]=60MPa，求连
接每个气缸盖所需的螺栓数。
11.两钢杆如图a和b所示，已知截面积A1=1×102mm2，A2=2×102mm2。
试求当
温度升高30℃时，各杆横截面上的最大正应力。
练习题
12.冲床的最大冲压力为400kN，冲头材料的[σ]=440MPa，被冲剪钢板的
τmu=360MPa，如图所示。
求在最大冲压力作用下所能冲剪的圆孔的最小直径
d min，以及这时所能冲剪的钢板的最大厚度t max。
13.销钉式安全联轴器如图所示，当传递的力偶矩超过规定数值时，机构因销钉
剪断而自动停机。
若允许传递的最大扭转力偶矩T=300N·m，销钉之
τmu=140MPa，轴的直径D=30mm，为保证机构不致超载，试设计销钉的直径d。
练习题
14.绘制图所示各杆的扭矩图。
15.钢质实心轴和铝制空心轴（内外径比值α=0.6）的横截面面积相等。
[τ]钢
=80MPa，[τ]铝=50MPa，若仅从强度条件考虑，哪一根轴能承受较大的扭矩？
16.如图所示，已知钻杆的外径D=60mm，内径d=50mm，功率N p=10马力，转
速n=180r/min，钻杆入土深度l=40m，G=80GPa，[τ]=40MPa。
假设土壤对钻杆
的阻力矩m沿长度均匀分布，试求：
（1）单位长度上土壤对钻杆的阻力矩m；
（2）作钻杆的扭矩图，并进行强度校核；
（3）AB两截面的相对扭转角。
练习题
17.简支梁如图所示。
试求I-I截面上A、B两点处的正应力，并画出该截面上的
正应力分布图。
18.发生平面弯曲的槽形截面（No25a）简支梁如图所示。
在横放和竖放两种情
况下，
（a）比较许用弯曲力偶矩m0的大小，已知[σ]=160MPa；
（b）绘出危险截面上的正应力分布图。
19.图a和b所示为两根悬臂梁。
a梁由两层等厚度的梁自由叠合；b梁由两层
等厚度的梁用螺栓紧固成一体。
两梁的载荷、跨度、截面尺寸均一样。
试求两
梁的σmax之比。
练习题
20.说明什么是梁的挠度和转角以及它们之间的关系。
21.简化后的电机轴受力及尺寸如图所示。
E=200GPa，定子与转子间的空隙
δ=0.35mm，试校核该轴的刚度。
22.试判别图所示各梁是否静不定梁，并判定静不定梁的静不定次数。
23.如图所示，梁AB和CD的长度均为l，并有相同的抗弯刚度EI Z。
CD为简
支梁，AB梁的A端固定，加载前两梁在中点接触。
试求B点的挠度。
练习题
24.用解析法确定图示应力状态中的
（1）主应力；
（2）主平面位置及主应力方向（用微元表示承受主应力的应力状态）；
（3）微元内的最大剪应力；
（4）用应力圆校核所得结果是否正确。
25.N028a普通热轧工字钢简支架如图所示，今由贴在中性层上某点K处、与轴
线夹45°角方向上的应变片测得ε45°=-260×10-6，已知钢材的E=210GPa，μ=0.28。
求作用在梁上的载荷P。
26.圆柱形锅炉的受力情况及截面尺寸如图所示。
锅炉的自重为600kN，可简化
为均布载荷，其集度为q；锅炉内的压强p=3.4MPa。
已知材料为20锅炉钢，
σs=200MPa，规定安全系数n=2，试校核锅炉壁的强度。
练习题
27.承受偏心拉力的矩形截面杆如图所示。
今用实验法测得杆左右两侧的纵向应
变ε1和ε2。
证明偏心距e与ε1、ε2之间满足下列关系：
6
2
1
2
1
h
e
ε
ε
ε
ε
+
-
=
28.矩形截面的铝合金杆承受偏心压力如图所示。
若杆侧面上A点处的纵向应变
=
ε500×10-6，材料的弹性模量E=70GPa，许用应力[σ]=100MPa，试求偏心压
力P，并校核此杆的强度。
29.等截面钢轴如图所示。
轴材料的许用应力[σ]=60MPa。
若轴传递功率N=2.5
公制马力，转速n=12r/min，试按最大剪应力理论确定轴的直径。
练习题
30.图示四根压杆的材料及横截面（直径为d的圆截面）均相同，试判断哪根最
容易失稳，哪根最不容易失稳。
31.三根圆截面压杆的直径均为d=160mm，材料均为A3钢，E=200GPa，
σs=240MPa。
已知杆两端均为铰支，长度分别为1l、2l、3l，且1l=22l=43l=5m。
试求各杆的临界力。
32.图示蒸汽机车摇杆的横截面为工字形，材料为A3钢，σs=235MPa，杆所受
的最大压力为465kN。
摇杆在运动平面（x-y平面）内弯曲时，两端可视为铰支，
而在与运动平面相垂直的平面（x-z平面）内弯曲时，两端可视为固定。
试确定
摇杆的工作安全系数。
