工程力学习题集
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专业 学号 姓名 日期 成绩第一章 静力学基础一、是非判断题1.1 在任何情况下,体内任意两点距离保持不变的物体称为刚体。
( ) 1.2 物体在两个力作用下平衡的必要与充分条件是这两个力大小相等、方向相反,沿同一直线。
( ) 1.3 加减平衡力系公理不但适用于刚体,而且也适用于变形体。
( ) 1.4 力的可传性只适用于刚体,不适用于变形体。
( ) 1.5 两点受力的构件都是二力杆。
( ) 1.6 只要作用于刚体上的三个力汇交于一点,该刚体一定平衡。
( ) 1.7 力的平行四边形法则只适用于刚体。
( ) 1.8 凡矢量都可以应用平行四边形法则合成。
( ) 1.9 只要物体平衡,都能应用加减平衡力系公理。
( ) 1.10 凡是平衡力系,它的作用效果都等于零。
( ) 1.11 合力总是比分力大。
( ) 1.12 只要两个力大小相等,方向相同,则它们对物体的作用效果相同。
( ) 1.13 若物体相对于地面保持静止或匀速直线运动状态,则物体处于平衡。
( ) 1.14 当软绳受两个等值反向的压力时,可以平衡。
( ) 1.15 静力学公理中,二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。
( ) 1.16 静力学公理中,作用力与反作用力公理和力的平行四边形公理适用于任何物体。
( )1.17 凡是两端用铰链连接的直杆都是二力杆。
( ) 1.18 如图所示三铰拱,受力F ,F 1作用,其中F 作用于铰C 的销子上,则AC 、 BC 构件都不是二力构件。
( )二、填空题2.1如图所示,F 1在x 轴上的投影为 ;F 1在y 轴上的投影为 ;F 2在x 轴上的投影为 ;F 2在y 轴上的投影为 ;F 3在x 轴上的投影为 ;F 3在y 轴上的投影为 ;F 4在x 轴上的投影为 ;F 4在y 轴上的投影为 。
轴上的投影为 。
2.2将力F 沿x , y 方向分解,已知F = 100 N, F 在x 轴上的投影为86.6 N, 而沿x 方向的分力的大小为115.47 N , 则F 的y 方向分量与x 轴的夹角β为 ,F 在y 轴上的投影为 。
组合变形思考题1.何谓组合变形?如何计算组合变形杆件横截面上任一点的应力?2.何谓平面弯曲?何谓斜弯曲?二者有何区别?3.何谓单向偏心拉伸(压缩)?何谓双向偏心拉伸(压缩)?4.将斜弯曲、拉(压)弯组合及偏心拉伸(压缩)分解为基本变形时,如何确定各基本变形下正应力的正负?5.对斜弯曲和拉(压)弯组合变形杆进行强度计算时,为何只考虑正应力而不考虑剪应力?6.什么叫截面核心?为什么工程中将偏心压力控制在受压杆件的截面核心范围内?习题1.如图所示木制悬臂梁在水平对称平面内受力F1=1.6kN,竖直对称平面内受力F2=0.8KN的作用,梁的矩形截面尺寸为9×18,,试求梁的最大拉压应力数值及其位置。
题1图2.矩形截面悬臂梁受力如图所示,F通过截面形心且与y轴成角,已知F =1.2kN,l=2m,,材料的容许正应力[σ]=10MPa,试确定b和h的尺寸。
题2图3.承受均布荷载作用的矩形截面简支梁如图所示,q与y轴成角且通过形心,已知l=4m,b=10cm,h=15cm,材料的容许应力[σ]=10MPa,试求梁能承受的最大分布荷载。
题3图4.如图所示斜梁横截面为正方形,a=10cm,F=3kN作用在梁纵向对称平面内且为铅垂方向,试求斜梁最大拉压应力大小及其位置。
题4图5.柱截面为正方形,边长为a,顶端受轴向压力F作用,在右侧中部挖一个槽(如图),槽深。
求开槽前后柱内的最大压应力值。
题5图6.砖墙及其基础截面如图,设在1m长的墙上有偏心力F=40kN的作用,试求截面1-1和2-2上的应力分布图。
题6图7.矩形截面偏心受拉木杆,偏心力F=160kN,e=5cm,[σ]=10MPa,矩形截面宽度b=16cm,试确定木杆的截面高度h。
题7图8.一混凝土重力坝,坝高H=30m,底宽B=19m,受水压力和自重作用。
已知坝前水深H=30m,坝体材料容重,许用应力[]=10MPa,坝体底面不允许出现拉应力,试校核该截面正应力强度。
工程力学习题集2009年11月第一章习题1.1 画出图 1.1(a) ~ (f) 中各物体的受力图。
未画重力的物体 , 质量均不计 , 所有接触处均为光滑接触。
1.2 画出图 1.2 所示各物体系中各物体的受力图。
未画重力的物体 , 质量均不计 , 所有接触处均为光滑接触。
1.4 如图 1.4 所示矩形搁板ABCD 可绕轴线AB 转动,M 、K 均为圆柱铰链 , 搁板用DE 杆支撑于水平位置,撑杆DE 两端均为铰链连接,搁板重为W ,试画出搁板的受力图。
1.5 图 1.5 所示为一水轮机简图,巳知使水轮机转动的力偶矩M z ,在锥齿轮B 处的力分解为三个分力:圆周力F t 、轴向力F a 、径向力F r ,试画出水轮机的受力图。
第二章习题2.1 已知图 2.1 中,F 1 = 150N ,F 2 = 200N 及F 3 = l00N 。
试用图解法及解析法求这四个力的合力。
2.2 起重用的吊环如题图 2.2 所示,侧臂AB 及AC 均由两片组成,吊环自重可以不计,起吊重物P =1200KN ,试求每片侧臂所受的力。
2.3 图示梁在A 端为固定铰支座,B 端为活动铰支座,P =20KN 。
试求在图示两种情形下A 和B 处的约束反力。
2.4 图示电动机重 W=5KN ,放在水平梁AC 的中间,A 和B 为固定铰链,C 为中间铰链,试求A 处的约束反力及杆BC 所受的力。
2.5 简易起重机用钢绳吊起重量G =2000N 的重物。
各杆的自重、滑轮的自重和尺寸都忽略不计,试求杆AB 和AC 受到的力。
假定A 、B 、C 三处可简化为铰链连接。
2.6 重为G =2KN 的球搁在光滑的斜面上,用一绳把它拉住。
巳知绳子与铅直墙壁的夹角为30 0 ,斜面与水平面的夹角为15° ,试求绳子的拉力和斜面对球的约束反力。
2.7 压榨机构如图所示,杆AB 、BC 自重不计,A 、B 、C 都可看作为铰链连接,油泵压力P =3KN ,方向水平。
工程力学习题集(总34页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第9章 思考题在下面思考题中A 、B 、C 、D 的备选答案中选择正确的答案。
(选择题答案请参见附录)9.1 若用积分法计算图示梁的挠度,则边界条件和连续条件为。
(A) x=0: v=0; x=a+L: v=0; x=a: v 左=v 右,v /左=v /右。
(B) x=0: v=0; x=a+L: v /=0; x=a: v 左=v 右,v /左=v /右。
(C) x=0: v=0; x=a+L: v=0,v /=0; x=a: v 左=v 右。
(D) x=0: v=0; x=a+L: v=0,v /=0; x=a: v /左=v /右。
梁的受力情况如图所示。
该梁变形后的挠曲线为图示的四种曲线中的 (图中挠曲线的虚线部分表示直线,实线部分表示曲线)。
xxxx(A)(B)等截面梁如图所示。
若用积分法求解梁的转角和挠度,则以下结论中(A) 该梁应分为AB 和BC 两段进行积分。
(B) 挠度的积分表达式中,会出现4个积分常数。
(C) 积分常数由边界条件和连续条件来确定。
(D) 边界条件和连续条件的表达式为:x=0:y=0; x=L,v 左=v 右=0,v/=0。
结论中AxAx(A) AB杆的弯矩表达式为M(x)=q(Lx-x2)/2。
(B) 挠度的积分表达式为:y(x)=q{∫[∫-(Lx-x2)dx]dx+Cx+D}/2EI。
(C) 对应的边解条件为:x=0: y=0; x=L:y=∆L CB(∆L CB=qLa/2EA)。
(D) 在梁的跨度中央,转角为零(即x=L/2: y/=0)。
已知悬臂AB如图,自由端的挠度vB=-PL3/3EI –ML2/2EI,则截面CM(A) -P(2L/3)3/3EI –M(2L/3)2/2EI。
(B) -P(2L/3)3/3EI –1/3M(2L/3)2/2EI。
工程力学习题答案第一章静力学基础知识思考题:1. X ;2. V ;3. V ;4. V ;5. K 6. K 7. V ;8. V习题一1•根据三力汇交定理,画出下面各图中A 点的约束反力方向。
解:(a )杆AB 在 A B 、C 三处受力作用。
u由于力p和uuv R B 的作用线交于点Q 如图(a )所示,根据三力平衡汇交定理, 可以判断支座A 点的约束反力必沿 通过A 0两点的连线。
uP 3uvB 处受绳索作用的拉力uuv R B (b )同上。
由于力交于0点,根据三力平衡汇交定理, 可判断A 点的约束反力方向如 下图(b )所示。
的作用线 2.不计杆重,画出下列各图中 AB 杆的受力图。
uP 解:(a )取杆AB 和E 两处还受光滑接触面约束。
约束力UJVN E uuvuuN A 和 N E,在A的方向分别沿其接触表面的公法线, 外,在 并指向杆。
其中力uuvN A 与杆垂直,通过半圆槽的圆心 Q力 AB 杆受力图见下图(a )。
和C 对它作用的约束力 NBo------- r -------- —y —uuv N C铰销此两力的作用线必须通过(b )由于不计杆重,曲杆 BC 只在两端受 故曲杆BC 是二力构件或二力体,和 B 、C 两点的连线,且B O两点的连线。
见图(d).第二章力系的简化与平衡思考题:1. V ;2.>;3. X ;4. K 5. V ;6.$7.>;8. x ;9. V .1.平面力系由三个力和两个力偶组成, 它们的大小和作用位置如图示,长度单位为cm 求此力系向O 点简化的结果,并确定其合力位置。
uvR R 解:设该力系主矢为 R ,其在两坐标轴上的投影分别为Rx、y。
由合力投影定理有:。
4.梁AB 的支承和荷载如图, 小为多少?解:梁受力如图所示:2. 位置:d M o /R 25000.232 火箭沿与水平面成F ,100 0.6100 80 2000 0.5 580m 23.2cm,位于O 点的右侧。
工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础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30 0。
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∑∑=︒+︒==︒-︒=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得: N P F F B A 5000===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∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC yBC AB x解得: PF P F BC AB 732.2732.3=-=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 NF N F F F FF F F C A GA yC A x 200020110/1tan sin ,0,cos ,0=======∑∑解得:ααα2-4 图示为一拔桩装置。
工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础 1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)2 第一章静力学基础(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)第一章静力学基础 3(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)4 第一章静力学基础(b)(c)(d)第一章静力学基础 5 (e)6 第一章静力学基础(f)(g)第四章 材料力学基本概念 7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30 0。
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∑∑=︒+︒==︒-︒=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得:N P F F B A 5000===8 第一章 静力学基础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∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC yBC AB x解得:PF P F BC AB 732.2732.3=-=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。
1.力在平面上的投影(矢量)与力在坐标轴上的投影(代数量)均为代数量。
正确2.力对物体的作用是不会在产生外效应的同时产生内效应。
错误3.在静力学中,将受力物体视为刚体(D)A. 没有特别必要的理由B. 是因为物体本身就是刚体C. 是因为自然界中的物体都是刚体D. 是为了简化以便研究分析。
4.力在垂直坐标轴上的投影的绝对值与该力的正交分力大小一定相等。
正确5.轴力图、扭矩图是内力图,弯矩图是外力图。
错误6.胡克定律表明,在材料的弹性变形范围内,应力和应变(A)A .成正比B .相等C .互为倒数 D. 成反比7.材料力学的主要研究对象是(B)A.刚体B.等直杆C.静平衡物体D.弹性体8.通常工程中,不允许构件发生(A)变形A.塑性B.弹性C.任何D.小9.圆轴扭转时,同一圆周上的切应力大小(A)A.全相同B.全不同C.部分相同D.部分不同10.杆件两端受到等值、反向且共线的两个外力作用时,一定产生轴向拉伸或压缩变形。
正确1.材料力学的主要研究对象是(B)A.刚体B.等直杆C.静平衡物体D.弹性体2.构件的许用应力是保证构件安全工作的(B)A.最低工作应力B.最高工作应力C.平均工作应力D.极限工作应力3.低碳钢等塑性材料的极限应力是材料的(A)A.屈服极限B.许用应力C.强度极限D.比例极限4.一个力作平行移动后,新点的附加力偶矩一定(B)A.存在B.存在且与平移距离有关C.不存在D.存在且与平移距离无关5.力矩不为零的条件是(A)A.作用力和力臂均不为零B.作用力和力臂均为零C. 作用力不为零D.力臂不为零6.构件抵抗变形的能力称为(B)A.强度B.刚度C.稳定性D.弹性7.工程实际计算中,认为切应力在构件的剪切面上分布不均匀。
错误8.力在垂直坐标轴上的投影的绝对值与该力的正交分力大小一定相等。
正确9.圆轴扭转时,横截面上的正应力与截面直径成正比。
错误10.扭转时的内力是弯矩。
错误1.各力作用线互相平行的力系,都是平面平行力系。
1—1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。
与其它物体接触处的摩擦力均略去.解:1—2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。
(a)B(b)(c)(d)(e)A(a)(b) A(c)A(d)(e)(c)(a)(b)解:1—3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。
解:(e)B B(a) B(b)(c)F B(a) (c)F (b)(d)(e)F WA1—4 试画出以下各题中指定物体的受力图.(a) 拱ABCD;(b)半拱AB部分;(c) 踏板AB;(d)杠杆AB;(e)方板ABCD;(f) 节点B。
解:(d)D(e)F Bx(a) (b) (c)(d) (e)W(f)(a)D(b) CB(c)BF DF CBFF BC1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。
(a)结点A,结点B;(b) 圆柱A和B及整体;(c) 半拱AB,半拱BC及整体;(d)杠杆AB,切刀CEF 及整体;(e) 秤杆AB,秤盘架BCD及整体.解:(a)(b)(c)(c) (d)ATF BAF(b)D(e)(d)(e)’CB2—2 杆AC 、BC 在C 处铰接,另一端均与墙面铰接,如图所示,F 1和F 2作用在销钉C 上,F 1=445 N,F 2=535 N ,不计杆重,试求两杆所受的力。
解:(1) 取节点C 为研究对象,画受力图,注意AC 、BC 都为二力杆,(2) 列平衡方程:12140 sin 600530 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N=⨯+-==⨯--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。
2—3 水平力F 作用在刚架的B 点,如图所示.如不计刚架重量,试求支座A 和D 处的约束力。
解:(1) 取整体ABCD 为研究对象,受力分析如图,画封闭的力三角形:(2)F 1F FDF F AF D211 1.122D A D D A F F FF F BC AB AC F F F F F =====∴===2—4 在简支梁AB 的中点C 作用一个倾斜45o的力F ,力的大小等于20KN ,如图所示。
第9章 思考题在下面思考题中A 、B 、C 、D 的备选答案中选择正确的答案。
(选择题答案请参见附录)9.1 若用积分法计算图示梁的挠度,则边界条件和连续条件为。
(A) x=0: v=0; x=a+L: v=0; x=a: v 左=v 右,v /左=v /右。
(B) x=0: v=0; x=a+L: v /=0; x=a: v 左=v 右,v /左=v /右。
(C) x=0: v=0; x=a+L: v=0,v /=0; x=a: v 左=v 右。
(D) x=0: v=0; x=a+L: v=0,v /=0; x=a: v /左=v /右。
9.2梁的受力情况如图所示。
该梁变形后的挠曲线为图示的四种曲线中的(图中挠曲线的虚线部分表示直线,实线部分表示曲线)。
xxxx x(A)(B)(C)(D)9.3等截面梁如图所示。
若用积分法求解梁的转角和挠度,则以下结论中是错误的。
(A) 该梁应分为AB 和BC 两段进行积分。
(B) 挠度的积分表达式中,会出现4个积分常数。
(C) 积分常数由边界条件和连续条件来确定。
(D) 边界条件和连续条件的表达式为:x=0:y=0; x=L,v 左=v 右=0,v/=0。
9.4等截面梁左端为铰支座,右端与拉杆BC 相连,如图所示。
以下结论中是错误的。
(A) AB 杆的弯矩表达式为M(x)=q(Lx-x 2)/2。
(B) 挠度的积分表达式为:y(x)=q{∫[∫-(Lx-x 2)dx]dx+Cx+D} /2EI 。
(C) 对应的边解条件为:x=0: y=0; x=L: y=∆L CB (∆L CB =qLa/2EA)。
(D) 在梁的跨度中央,转角为零(即x=L/2: y /=0)。
9.5已知悬臂AB 如图,自由端的挠度vB=-PL 3/3EI –ML 2/2EI,则截面C 处的挠度应为。
(A) -P(2L/3)3/3EI –M(2L/3)2/2EI 。
(B) -P(2L/3)3/3EI –1/3M(2L/3)2/2EI 。
(C) -P(2L/3)3/3EI –(M+1/3 PL)(2L/3)2/2EI 。
(D) -P(2L/3)3/3EI –(M-1/3 PL)(2L/3)2/2EI 。
AxAxM9.6 图示结构中,杆AB 为刚性杆,设ΔL1,ΔL2, ΔL3分别表示杆(1),(2),(3(A) ΔL 3=21223ΔL 1。
(C) 2ΔL 2=ΔL 1+ΔL 3。
(D) ΔL 3=ΔL 1+2ΔL 2。
9.7 一悬臂梁及其所在坐标系如图所示。
其自由端的(A) 挠度为正,转角为负; (B) 挠度为负,转角为正; (C) 挠度和转角都为正; (D) 挠度和转角都为负。
9.8 图示悬臂梁AB ,一端固定在半径为R 的光滑刚性圆柱面上,另一端自由。
梁AB 变形后与圆柱面完全吻合,而无接触压力,则正确的加载方式是(A) 在全梁上加向下的均布载荷; (B) 在自由端B 加向下的集中力;(C) 在自由端B 加顺时针方向的集中力偶; (D) 在自由端B 加逆时针方向的集中力偶。
9.9 一铸铁简支梁,如图所示.当其横截面分别按图示两种情况放置时,梁的(A) 强度相同,刚度不同; (B) 强度不同,刚度相同; (C) 强度和刚度都相同; (D) 强度和刚度都不同。
A A v第9章 习题积分法9.1 图示各梁,弯曲刚度EI 均为常数。
(1) 试根据梁的弯矩图与支持条件画出挠曲轴的大致形状; (2) 利用积分法计算梁的最大挠度与最大转角。
习题9.1图解:(a )(1M A =M e(2)画剪力图和弯矩图(3)画挠曲轴的大致形状(4)列弯矩方程],0[)(a x M x M e∈=(5)挠曲线近似微分方程xF S xMq MeA MeM AM AEI M dx v d e=22 (6)直接积分两次C x EIM v e+='=θ D Cx x EI M v e ++=22(7)确定积分常数边界条件:0 ,0 :0===v x θ求解得积分常数0 , 0==D C转角和挠曲线方程是x EIM v e ='=θ, 22x EI M v e =(7)最大转角与最大挠度。
EIaM v e ='=max θ, EI M a v e 22max =(b )(1)求约束反力F A =F B =q a/2(2)画剪力图和弯矩图xxqB(3)画挠曲轴的大致形状(4)列弯矩方程],0[22)(2a x qx x qa x M ∈-=(5)挠曲线近似微分方程)22(1222qx x qa EI dxv d -= (6)直接积分两次C qx x qa EI v +-='=)64(132θD Cx qx x qa EI v ++-=)2412(143(7)确定积分常数边界条件:0 :0==v x 0 :==v a x求解得积分常数0 , 243=-=D EIqa C转角和挠曲线方程是24EIqa -)64(1332qx x qa EI v -='=θ xqx x qa EI v 24EI qa -)2412(1343-=(8)最大转角与最大挠度。
EIqa v 243='=θ,EI qa v 38454-=q9.2 图示各梁,弯曲刚度EI 均为常数。
(1) 试写出计算梁位移的边界条件与连续条件;(2) 试根据梁的弯矩图与支持条件画出挠曲轴的大致形状。
习题9.2图解:(a )(1)边界条件:0 :0==v x0 :==v l x(2)连续光滑条件:+-+-===θθ; :2v v lx (3)求约束反力F A =F B =M e /l(4)画剪力图和弯矩图(a)xF xM(a)(d)Bq(b)C(c)A q(5)画挠曲轴的大致形状(b )(1)边界条件:0 :0==v x0 :2==v lx(2)连续光滑条件:+-+-===θθ; :2v v lx (3)求约束反力F A =F, F B=2F(4)画剪力图和弯矩图(5)画挠曲轴的大致形状(a)CxM(b)CxF S(c )(1)边界条件:0 0,:0===v x θ (2)连续光滑条件:2121; :2θθ===v v lx (3)求约束反力F A =ql/2, M A =3ql 2/8 (4)画剪力图和弯矩图(5)画挠曲轴的大致形状(d )(1)边界条件:0 :0==v x 0 0, :===v l x θ(2)连续条件:21 :2v v lx ==F xM-3ql 2/8(c)C AF M A(c)Cq(3)求约束反力F A =ql/4 =F B , M B =ql 2/8(4)画剪力图和弯矩图(5)画挠曲轴的大致形状叠加法9.3 图示各梁,弯曲刚度EI 均为常数,试用叠加法计算截面B 的转角与截面C 的挠度。
习题9.3图(b)C(a)x(d)BqF S(d)B qM B F解:a )(1)F 单独作用时EI Fl v EI Fl FC FB 48163)2)-==θ(2)Me 单独作用时EI l M v EI l M e MeC e Me B 48332))-==θ(3)P 和Mo 共同作用时EIl M EI Flv v v EIl M EI Fl e Me C FC C eMe B FB B 4834831623))2))--=+=+=+=θθθ(b )EIFlEI Fl l EI Fl EI Fl l l EI lF v v v e C C C 4811325243)23(6)2(33232)2()1(=+-=+--=+=(1) +(2)(1)CA +(2)CEIFl EI lFl EI l M eB 42222===θ9.4 图示外伸梁,两端承受载荷F 作用,弯曲刚度EI 为常数,试问:(1) 当x/l 为何值时,梁跨度中点的挠度与自由端的挠度数值相等; (2) 当x/l 为何值时,梁跨度中点的挠度最大。
习题9.4图解:(2)C(2)C+(22)CA(21)CA (1+2)CD (1) + M B(1)自由端的挠度EIx l Fx EI Fx EI xx l M EI x x l M EI Fx v v v A A A 2)2(33)2(6)2(3233)2()1(---=-----=+= (2)中点的挠度EIx l Fx EI x l M v M8)2(16)2(222-=-=(3)中点的挠度与自由端的挠度数值相等时M A v v =EIx l Fx EI x l Fx EI Fx 8)2(2)2(3223-=-+ x (1)=0.705l (舍去), x (2)=0.152l(4)跨度中点的最大挠度0=dxdv M08)812(22=+-=EIl xl x F dx dv M x (1)= l/2(舍去), x (2)= l /69.5 试计算图示刚架截面A 的水平与铅垂位移。
设弯曲刚度EI 为常数。
习题9.5图F解:(1)水平位移δx分析CB 杆,由B 点水平位移引起EI Fah EI h M v B B x 2222===δEI Fah EI h M B B -=-=θ(2)铅垂位移δx分析AB 、CB 杆,由AB 杆A 点铅垂位移与CB 杆B 点转角引起A 点铅垂位移 EIh a Fa EI FahaEI Fa a v BAB A y 3)3(323)(+-=--=+=θδ9.6 试用叠加法计算图示各阶梯梁的最大挠度。
设惯性矩I 2=2I 1。
习题9.6图解:(a )13)1(3EI Fa v A -=(a)(b)M A =F a FB (1)A (2)A+131212)21(4323)2(3)22()2(3EI Fa a I E Faa aa I E a M v B A -=-=--=1312)22(125)23()2(6EI Fa a a I E Fa v A -=-⋅-=13131313)22()21()1(23125433EI Fa EI Fa EI Fa EI Fa v v v v A A A A -=---=++=∴(b )由梁的对称性,其右半端的变形与图中悬臂梁的变形相同。
由上题结论得:1313max 432)2(3EI Fa EI a F v v v B C -=-=-==∴F B =F/2 (22)A (21)A+9.7 一跨度l=4m 的简支梁如图所示,受集度q =10 kN/m 的均布载荷和P =20kN 的集中载荷作用。
梁由两槽钢组成。
设材料的许用应力[σ]=160MPa ,梁的许用挠度[ f ]=l/400。
试选定槽钢的型号,并校核其刚度。
梁的自重忽略不计。
习题9.7图解:(1)求约束反力30 2204102kN P ql F F B A =+⨯=+== (2)画出剪力图和弯矩图(3)[][]33463max max max 125 1025.110160210402 2cm m M W W M=⨯=⨯⨯⨯=≥∴≤=-σσσ查槽钢表,选用18号,其抗弯截面系数是W=152 cm 3,I =1370 cm 4; (4) 按刚度进行校核:用叠加法求梁的最大挠度m ql Pl EI EI ql EI Pl v v C 0109.0384410105484102010137021020013845481384548214333894343max =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=--==-M Fs 30刚度校核∵[ f ]=l /400=4/400=0.01m ∴][m 0109.0max f v >= 轴的刚度不够。