应用型本科-工程力学 习题答案
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习 题 答 案第1章 (略) 第2章2-1 2F F F C D ==2-2 F R =5kN ,∠(F R ,F 1)=38˚28′ 2-3 αϕ2π50-=.,OA =l sin α2-4 2A F =,方向由C 指向A ,()2D F F =↑2-5 A B F F a==A 指向C 成45°2-6 M =F R ,F ox =-F tan α,F oy =-F ,cos AB F F α=,F N =F tan α2-7 M 2=3N·m ,F BC =5 N 2-8 R 466.5F '=N ,O M =21.44N·m ,F R =466.5N ,d =45.96mm 2-9 2P =333.3kN ,x =6.75m2-10 BC F =848.5N ,A x F =2400N ,Ay F =1200N 2-11 (a)A x F =0,Ay F =6kN ,M A =32kN·m ,N C F =18kN (b)A x F =0,Ay F =N F F =36kN ,N B F =N E F =64kN 2-12 T 34AB F ql=,qlF Cx 43=,0C y F =2-13 N D F =8.333kN ,A x F =0,Ay F =51.667kN ,A M =300kN·m 2-14 (a)F 1 =-F 4=2P ,F 2 =-F 6=-2.24P ,F 3 =P ,F 5=0(b)F AC =F CG =F GK =F BD =F DH =F HK =-10kN(压),其余杆为零。
2-15 DC F =-0.866F2-16 FF 941-=(压),FF 322-=(压),03=F2-17 01=F (拉),F F 22=(拉),F F 53=(拉) 2-181sin cos cos sin f F f αααα-+≤2F ≤1sin cos cos sin f F f αααα+-第9章9-1 (a )kN 50N1=F ,kN 10N2=F ,kN 20N3-=F (b )F F =N1,0N2=F ,F F =N3 (c )0N1=F ,0N2=F ,F F 3N3=(d )F F =N1, F F 2N2-= 9-2 kN 20N1-=F ,MPa 100-=σ kN 10N2-=F ,MPa 333.-=σkN 10N3=F ,MPa25=σ9-3 M P a 25=AB σ,MPa 741.BC -=σ,MPa 333.AC =σ,MPa 25-=CD σ 9-4 EAFl D 3=∆9-5 ()17.14;()27.14;()3MPa 200-=ste σ,MPa 28-=com σ 9-6 ()1m 60.x =;()2kN 200=F 9-7 mm 65.A =∆,与水平轴成 65113. 9-8 29.99mm =δ9-9 130kN N F =-,10.75M Pa σ=- 220k N N F =-,21M Pa σ=- 9-10 []51.2k NP = 9-11 杆AC :2L100⨯10;杆AD:2L80⨯6 9-12 kN 698=F 9-13 略第10章10-1 略10-2 略10-3 m /m kN 01350⋅=.m10-4 ()1M P a 646.max =τ;()2kN 871.P =10-5 ()1M P a 869.max =τ;()2 2=CA ϕ 10-6 pe B GIl m 22=ϕ10-7 30.=μ10-8 G P a 216=E ,GPa 881.G =,320.=μ 10-9 mm 393.d ≥,24.7mm 1≤d ,mm 2412.d ≥ 10-10 mm 3111.d ≥10-11 []ττ<=MPa 449.max AC ,[]ττ<=MPa 321.DB ,[]ϕϕ<m 771/.max ,安全 10-12 kN 226=F 10-13 95.5mm =t10-14 M P a 366.=τ,MPa 102=bs σ 10-15 M P a 330.=τ,MPa 44=bs σ10-16 52.6M P a τ=,90.9M Pa bs σ=,166.7M P a σ= 10-17 mm 1191.d =52.6M P a τ=10-18 mm 200=l ,mm 20=a10-19 N 177≥F ,MPa 617.=τ 10-20 mm 14=d第11章11-1 (a)1S F =0,12kN m M =-⋅,2S F =-5kN ,212kN m M =-⋅(b)1S F =-qa ,21M qa =-,2S F =-qa ,223M qa =-,3S F =-2qa ,23 4.5M qa =- (c)1S F =4kN ,14kN m M =-⋅,2S F =4kN ,26kN m M =-⋅ (d)1S F =-1.67kN ,15kN m M =⋅11-2 (a)最大负剪力:6kN;最大负弯矩: 6kN m ⋅(b)最大正剪力:0; 最大负剪力:0;最大负弯矩:5kN m ⋅(c)最大负剪力:012q l ;最大负弯矩:2016q l(d)最大负剪力:22kN ;最大正弯矩:6kN m ⋅(e)最大正剪力:F ; 最大负剪力:F ;最大正弯矩:Fa (f)最大正剪力:qa ; 最大负剪力:18qa ;最大正弯矩:212qa 11-3 (a)最大正剪力:58ql ; 最大负剪力:38ql ;最大正弯矩:29128q l ;最大负弯矩218q l(b)最大正剪力:0; 最大负剪力:0;最大负弯矩10kN m ⋅ (c)最大正剪力:5kN ;最大负弯矩:10kN m ⋅ (d )最大正剪力:15kN ;最大负弯矩:25kN m ⋅ (e)最大正剪力:32qa ; 最大负剪力:32qa ;最大正弯矩2218qa(f) 最大负剪力:3eMa;最大负弯矩2e M(g)最大正剪力:2kN; 最大负剪力:14kN ;最大正弯矩: 4.5kN m ⋅;最大负弯矩20kN m ⋅ (h)最大正剪力:25kN; 最大负剪力:25kN ;最大正弯矩: 40kN m ⋅ 11-4 (a)最大正剪力:q a ; 最大负剪力:q a ;最大正弯矩212qa ;最大负弯矩2qa(b)最大正剪力:0; 最大负剪力:q a ;最大正弯矩0;最大负弯矩2qa(c)最大正剪力:32qa ; 最大负剪力:12qa ;最大正弯矩0;最大负弯矩2qa(d)最大正剪力:q a ; 最大负剪力:q a ;最大正弯矩2qa ;最大负弯矩212qa11-5 (a)最大正弯矩:32F a(b)最大负弯矩:2qa (c)最大负弯矩:212qa(d)最大负弯矩:2qa11-6 (1)24l a x =-,2m ax22F a M l l ⎛⎫=- ⎪⎝⎭(2)0x =,,m ax 2A F a F F l=-,,m ax ,m ax 2S A F a F F F l==-11-7 []28.9kN F =11-8 61.5m m b ≥,184.5m m h ≥ 11-9 a=1.385mm11-10 a=12.12m ,q=16.4kN m 11-11 []44.3kN F =11-12 截面横放时梁内的最大正应力为3.91MPa 。
空心轴截面比实心轴截面的最大正应力减少了41%11-13 208m m h ≥,138.7m m b ≥11-14 选120a 11-15 3548A qlEIθ=-,324B qlEIθ=-,424A qlw EI=,4384D qlw EI=-11-16 329B Flw EI=11-17 0.152x l =,6l x =11-18 ()()()2223A l a a l a w F EI kl ⎡⎤++=+↓⎢⎥⎢⎥⎣⎦11-19 64101.510z I m m =⨯;选No.32工字钢11-20 ,m ax 109.1AB M Pa σ=,,m ax 31.0BC M Pa σ=,8.03C w m m =11-21 3max391024FlwEI=11-22 212M M =第12章12-1 (a )24A Fdσπ=-(b )79.6A M Pa τ=(c )0.42A M Pa τ=; 2.1B M Pa σ=;0.31B M Pa τ= (d )50A M Pa σ=;50A M Pa τ=12-2 (a )a σ=25Mpa a τ=26Mpa, 1σ=20Mpa, 3σ=-40Mpa (b)a σ=-26Mpa, a τ=15Mpa, 1σ=-3σ=30Mpa (c)a σ=-50Mpa, a τ=0, 2σ=-3σ=-50Mpa(d)a σ=40Mpa, a τ=10Mpa, 1σ=41Mpa, 3σ=-61Mpa, 0α=39.35︒ 12-3 (a) 1σ=160Mpa, 3σ=-30Mpa, 0α=23.5︒-(b) 1σ=36Mpa, 3σ=-176Mpa ,0α=65.6︒ (c )1σ=-16.25Mpa, 3σ=-53.75Mpa, 0α=16.1︒- (d) 1σ=170Mpa, 3σ=70Mpa, 0α=71.6︒-12-4 1σ=141Mpa, 2σ=31Mpa, 3σ=0; 0α=29.7︒,α=75︒12-5 (a)1σ=60Mpa, 2σ=30Mpa, 3σ=-70Mpa, m ax σ=60Mpa, m ax τ=65Mpa(b)1σ=50Mpa, 2σ=30Mpa, 3σ=-50Mpa, m ax σ=50Mpa, m ax τ=50Mpa12-6 x ε=380⨯610-,y ε=250⨯610-,xy γ=y ε=650⨯61012-7 ()45451Eτμεε︒︒-+=-=,0δε=12-8 1σ=121.7MPa, 2σ=0, 3σ=-33.7MPa 12-9 A 点:1σ=14.75MPa, 2σ=0, 3σ=-2.53MPaB 点:1σ=6.11MPa, 2σ=0, 3σ=-6.11MPa12-10 1σ=0, 2σ=-19.8MPa, 3σ=-60MPa;310.37610ε-=⨯,2ε=0, 330.76510ε-=-⨯12-11 按第三强度理论计算p =1.037MPa ,按第四强度理论计算p =1.198MPa 12-12 10.89kN m e M =⋅ 12-13 ()45231e Elbh M εγ︒=+第13章13-1 (1)略;()2MPa 849.max =σ;()3cm 6020.w = 13-2 最大压应力.29MPa 5,最大拉应力.09MPa 5 13-3 最大正应力 4.9MPa 9(压) 13-4 mm 122=d 13-5 略13-6 M P a 5331.=σ,MPa 9593.-=σ,MPa 721.max =τ 13-7 m 102.65-3⨯=δ 13-8 788N =F 13-9 略14-1 图(a )所示柱的cr F 小于图(b )所示图;图(a )所示柱的μ即大于2 14-2 图(e )所示杆cr F 最小,图(a )所示杆cr F 最大 14-3 加强后压杆的欧拉公式为22(1.26)cr EI F l π≈14-4 cr F =595kN ,cr F =303kN (反向时) 14-5 65lD=,247.37cr F D =14-6 236.1cr E I F l=14-7 []302.4kN F = 14-8 d=193.7mm 14-9 []15.5kN F = 14-10 []7.5kN F =14-11 2234cr EI F lπ=14-12 杆(1):[]67.5M P a σσ=<;杆(2):n =2.87st n >,能安全工作I-1 ()a ⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=222h )t h (b t s z ,hb h t h b yc ++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=222()b 319211Ds z =,D .y c 13670=()c ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅-=223h t t b t s z ,()()t b h h t t b y c -++⋅-=22I-2 mm 1111.b =I-3 略 I-4 124aI x =I-5 ()a 47mm 10375⨯=.I x ;()b 47mm 10059⨯=.I x I-6 46411d I X π=I-7 ()a 47mm 10586⨯=.I x ;()b 49mm 10221⨯=.I x I-8 略 I-9 略。