工程力学第4版(静力学)答案

工程力学材料力学

（科技大学与东北大学）

第一章轴向拉伸和压缩

1-1：用截面法求下列各杆指定截面的内力

解：

(a):N1=0,N2=N3=P

(b):N1=N2=2kN

(c):N1=P,N2=2P,N3= -P

(d):N1=-2P,N2=P

(e):N1= -50N,N2= -90N

(f):N1=0.896P,N2=-0.732P

注（轴向拉伸为正，压缩为负）

1-2：高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示，拉杆下端以连接楔与大钟连接，连接处拉杆的横截面如图b所示；拉杆上端螺纹的内

径d=175mm。以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN，试计算大钟拉杆的最大静应力。

解：σ1= 2118504PkNSd=35.3Mpa

σ2=2228504PkNSd =30.4MPa

∴σmax=35.3Mpa

1-3：试计算图a所示钢水包吊杆的最大应力。以知钢水包与其所盛钢水共重90kN，吊杆的尺寸如图b所示。

解：

下端螺孔截面：σ1=19020.065*0.045PS=15.4Mpa

上端单螺孔截面：σ2=2PS=8.72MPa

上端双螺孔截面：σ3= 3PS=9.15Mpa

∴σmax=15.4Mpa

1-4：一桅杆起重机如图所示，起重杆AB为一钢管，其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB的横截面面积为0.1cm2。已知起重量

P=2000N，试计算起重机杆和钢丝绳的应力。

解：受力分析得： F1*sin15=F2*sin45

F1*cos15=P+F2*sin45

∴σAB= 11FS=-47.7MPa

σBC=22FS=103.5 MPa

1-5：图a所示为一斗式提升机.斗与斗之间用链条连接,链条的计算简图如图b 所示,每个料斗连同物料的总重量P=2000N.钢链又

两层钢板构成,如c所示.每个链板厚t=4.5mm,宽h=40mm,H=65mm,钉孔直径d=30mm.试求链板的最大应力.

第1页共6页 《工程力学》试题及参考答案

一、填空题：

1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为 。

2.构件抵抗 的能力称为强度。

3.圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成 比。

4.梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为 。

5.偏心压缩为 的组合变形。

6.柔索的约束反力沿 离开物体。

7.构件保持 的能力称为稳定性。

8.力对轴之矩在 情况下为零。

9.梁的中性层与横截面的交线称为 。

10.图所示点的应力状态，其最大切应力是 。

11.物体在外力作用下产生两种效应分别是 。

12.外力解除后可消失的变形，称为 。

13.力偶对任意点之矩都 。

14.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则杆中最大正应力为 。

15.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有 。

16.光滑接触面约束的约束力沿 指向物体。

17.外力解除后不能消失的变形，称为 。

18.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心 的条件时，才能成为力系平衡的充要条件。

19.图所示，梁最大拉应力的位置在 点处。

《工程力学》综合练习题

1．试分别画出下列各物体系统中指定物体的受力图。

2．求图示静定刚架的支座反力。

3．画出下列简支梁的剪力图及弯矩图。

4．梁的尺寸、荷载及截面尺寸如图。试求梁中的最大剪应力。

5．试作出下图中杆AB（连同滑轮）、杆CD及整体的受力图。

6．均质球重P、半径为r，放在墙与杆CB之间，杆长为l，其与墙的夹角为α，B端用水平绳BA拉住。不计杆重，求绳索的拉力。

7．图示三角形托架。已知：杆AC是圆截面钢杆，MPa170][；杆BC是正方形截面木杆，容许压力MPaa12][；P=60KN。试选择钢杆的直径d和木

杆的截面边长a。

8．直径50mm的钢圆轴，其横截面上的扭矩MT =1.5kN•m，求横截面上的最大剪应力。

9．试分别画出下列各物体系统中指定物体的受力图。

10． 求图示静定刚架的支座反力。

11． 圆截面轴心拉压杆的直径及荷载如图所示。由钢材制成，容许应力[σ]=170MPa。试校核该杆的强度。

12． 画出下列简支梁的剪力图及弯矩图。

13． 用数解法对下列单元体进行应力状态分析：求出主平面位置；并在单元体图上表示出主应力和主平面。并画出应力图。

14． 试作出下图中重物、杆DE、杆BC、杆AC（连同滑轮）及整体的受力图。

15． 圆柱O重G=1000N放在斜面上用撑架支承如图；不计架重，求铰链A、B、C处反力。

16． 起重机装在三轮小车ABC上，机身重G=100KN，重力作用线在平面LMNF之内，至机身轴MN的距离为0.5m；已知AD=DB=1m，CD=1.5m，CM=1M；求当载重P=30KN，起重机的平面LMN平行于AB时，车轮对轨道的压力。

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第四章 习题

4-1 已知F1=60N，F2=80N，F3=150N，m=100N.m，转向为逆时针，θ=30°图中距离单位为m。试求图中力系向O点简化结果及最终结果。

4-2 已知物体所受力系如图所示，F=10Kn，m=20kN.m，转向如图。

（a）若选择x轴上B点为简化中心，其主矩LB=10kN.m，转向为顺时针，试求B点的位置及主矢R’。

（b）若选择CD线上E点为简化中心，其主矩LE=30kN.m，转向为顺时针，α=45°，试求位于CD直线上的E点的位置及主矢R’。

4-3 试求下列各梁或刚架的支座反力。

解：

（a） 受力如图

由∑MA=0 FRB•3a-Psin30°•2a-Q•a=0

∴FRB=（P+Q）/3

由 ∑x=0 FAx-Pcos30°=0

∴FAx=32P

由∑Y=0 FAy+FRB-Q-Psin30°=0

∴FAy=（4Q+P）/6

4-4 高炉上料的斜桥，其支承情况可简化为如图所示，设A和B为固定铰，D为中间铰，料车对斜桥的总压力为Q，斜桥（连同轨道）重为W，立柱BD质量不计，几何尺寸如图示，试求A和B的支座反力。

4-5 齿轮减速箱重W=500N，输入轴受一力偶作用，其力偶矩m1=600N.m，输出轴受另一力偶作用，其力偶矩m2=900N.m，转向

如图所示。试计算齿轮减速箱A和B两端螺栓和地面所受的力。

4-6 试求下列各梁的支座反力。

(a) (b)

4-7 各刚架的载荷和尺寸如图所示，图c中m2＞m1，试求刚架的各支座反力。

4-8 图示热风炉高h=40m，重W=4000kN，所受风压力可以简化为梯形分布力，如图所示，q1=500kN/m，q2=2.5kN/m。可将地基抽象化为固顶端约束，试求地基对热风炉的反力。

4-9 起重机简图如图所示，已知P、Q、a、b及c，求向心轴承A及向心推力轴承B的反力。