工程力学

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工程力学复习指导
绪论:
1.强度失效是指构件在外力作用下发生不可恢复的塑性变形或发生断裂。

刚度失效是指构件在外力作用下产生过量的弹性变形。

稳定失效是指构建在某种外力作用下其平衡形势发生突然转变。

(填空题)2.在静力学中研究对象是刚体
在材料力学中学中研究对象是变形体。

第一章:静力学基础
1.二力构件和三力平衡条件
课本P26-P27
2.力系的简化: 力向一点简化后变成一个大小相等、方向相同的力和一个附加
力偶。

(填空题)
3.主矢与主矩:
主矢等于力系中所有力的矢量和,与力的作用点无关
主矩数值上等于力系中所有力对简化中心之矩的代数和,与矩心有关。

第三章:工程构建的静力学问题
1. 超静定问题:
整体局部都分析、二矩式或三矩式
2. 习题P68 3-1
试求习题3-1图所示两外伸梁的约束力F Ra、F Rb.。

图a中M=60KN·m , F P =20KN;图b中F P=10KN,F P1=20KN,q=20KN/m,d=0.8m。

a)b)
习题3-1
解:(分析)1. 选择平衡对象
以解除约束后的ABC梁作为平衡对象。

2. 根据约束性质分析约束力
A处为固定铰链,有一个方向不确定的约束力,这个约束力可以分解为铅垂方向与水平方向的梁个分力F Ay和F Ax;B处为辊轴支座,有一个铅垂方向的约束力,指向是未知的,可以假设为向上的F B。

解:
3-9图示活动梯子放在光滑水平的地面上,梯子由AC与BC两部分组成,每部分的重均为150N,重心在杆子的中点,彼此用铰链C与绳子EF连接。

今有一重为600N的人,站在D处,试求绳子EF的拉力和A、B两点的约束力。

第二篇材料力学
关于材料的基本假定:
1、均匀连续性假设
2、各向同性假设
3、小变形假设
习题 4-2 图示直杆ACB在两端A、B处固定。

关于其两端的约束力有四种答案。

试分析哪一种答案最合理。

答案:D
第五章杆件的内力图
轴力:使杆件受拉者为正受压着为负
剪力:使杆件
顺时针方向转动者为正
逆时针方向转动者为负
弯矩:作用在左侧面上使截开部分逆时针方向转动;或者作用在右侧截面上使截开部分顺时针方向转动者为正;反之,为负
扭矩:扭矩矢量方向与截面外法线方向一致者为正;反之,为负
习题5-1 a)

第六章拉压杆件的应变分析与强度
设计
正负号规定:拉应力为正,压应力为负。

解:做轴力图
应用截面法,可得
作轴力图:
2.. 强度设计
强度校核:已知杆件的几何尺寸、受力大小以及许用应力,校核杆件或结构的强度是否安全
应力应变曲线
比例极限σp
弹性极限σe
屈服极限σs
抗拉强度σb
3.料的失效:屈服和断裂脆性材料的失效:断裂习题 6-2
长为1.2m、横截面面积为1.10×10-3m2的铝制筒放置在固定刚块上,直径为15.0mm的钢杆BC悬挂在铝筒顶端的刚性板上,若二者轴线重合、载荷作用线与轴线一致,且已知钢和铝的弹性模量分别为Es = 200GPa,Ea = 70GPa,FP = 60kN。

试求钢杆上C处位移。

6-3 螺旋压紧装置如图所示。

现已知工作所受的压紧力为FC = 4kN,旋紧螺栓螺纹的内径d1 = 13.8mm,固定螺栓内径d2 = 17.3mm。

两根
螺栓材料相同,其许用应力[σ]= 53.0MPa。

试校核各螺栓之强度是否安全。

第七章梁的强度设计
例题 7-4
简支梁,梁的截面为矩形,矩形的宽度b=20mm,高度h=30mm;均布载荷集度q=10kN/m;梁的长度l=450mm.
求:梁最大弯矩截面上1、2两点处的正应力。

例题7-6
图中的圆轴在A、B两处的深沟球轴承可以简化为铰链支座;轴的外伸部分BD是空心的。

轴的直径和其余尺寸标在图中。

已知抗拉、抗压许用应力相
等,即[ ]=120Mpa,试分析圆轴的强度是否安全。

习题答案:1 A 2 D 3 B 4 D
7-5 7-8 略
第八章梁的位移分析与刚度设计习题 8-1 D 8-7 A
第九章强度设计
例题9-3
机将功率通过主传动轴AB传给后桥,驱动车轮行驶。

设主传动轴所承受的最大外力偶矩为Me=1.5kN·m,轴由45钢无缝钢管制成,外直径D=90mm,壁厚d=2.5mm, [t]=60MPa.
1)试校核主传动轴的强度
2)若改为实心轴,在具有与空心轴相同的最大切应力的前提下,试确定实心轴的直径;
3)确定空心轴与实心轴的重量比。

习题 1 A 2 C 3 D 4 C
9-6 (必考 15分)
图示实心圆轴承受外扭转力偶,其力偶矩T = 3kN·m。

试求:1.轴横截面上的最大切应力;
2.轴横截面上半径r = 15mm以内部分承受的扭矩所占全部横截面上扭矩的百分比;
3.去掉r = 15mm以内部分,横截面上的最大切应力增加的百分比。

第十一章稳定型设计
长细比:是一种综合反映压杆长度、约束条件、截面尺寸、和截面形状对压杆临界载荷影响的量(选择)。

习题1 B 2 B 4 暂无答案(自己计算) 5 D。