工程力学第四版张秉荣第一章
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静力学部分第一章基本概念受力图2-1 解:由解析法,23cos 80RX F X P P Nθ==+=∑ 12sin 140RY F Y P P N θ==+=∑故:22161.2R RX RY F F F N=+=1(,)arccos2944RYR RF F P F '∠==2-2解:即求此力系的合力,沿OB 建立x 坐标,由解析法,有123cos45cos453RX F X P P P KN==++=∑13sin 45sin 450RY F Y P P ==-=∑故:223R RX RY F F F KN=+= 方向沿OB 。
2-3 解:所有杆件均为二力杆件,受力沿直杆轴线。
(a ) 由平衡方程有:0X =∑ sin300ACAB FF -= 0Y =∑ cos300ACFW -=0.577AB F W =(拉力) 1.155AC F W =(压力)(b ) 由平衡方程有:0X =∑ cos700ACAB FF -= 0Y =∑ sin700ABFW -=1.064AB F W =(拉力)0.364AC F W =(压力)(c ) 由平衡方程有:0X =∑ cos60cos300ACAB FF -= 0Y =∑ sin30sin600ABAC FF W +-=0.5AB F W = (拉力)0.866AC F W =(压力)(d ) 由平衡方程有:0X =∑ sin30sin300ABAC FF -=0Y =∑ cos30cos300ABAC FF W +-=0.577AB F W = (拉力)0.577AC F W = (拉力)2-4 解:(a )受力分析如图所示:由x =∑22cos 45042RA F P -=+15.8RA F KN ∴=由Y =∑22sin 45042RA RB F F P +-=+7.1RB F KN ∴=(b)解:受力分析如图所示:由x =∑cos 45cos 45010RA RB F F P --= 0Y =∑sin 45sin 45010RA RB F F P +-=联立上二式,得:22.410RA RB F KN F KN==2-5解:几何法:系统受力如图所示三力汇交于点D ,其封闭的力三角形如图示所以: 5RA F KN = (压力) 5RB F KN =(与X 轴正向夹150度) 2-6解:受力如图所示:已知,1R F G = ,2AC F G =由x =∑ cos 0AC r F F α-=12cos G G α∴=由0Y =∑ sin 0AC N F F W α+-=22221sin N F W G W G G α∴=-⋅=--2-7解:受力分析如图所示,取左半部分为研究对象由x =∑ cos45cos450RA CB P F F --=0Y =∑ sin 45sin 450CBRA F F '-=联立后,解得: 0.707RA F P = 0.707RB F P =由二力平衡定理 0.707RB CB CB F F F P '===2-8解:杆AB ,AC 均为二力杆,取A 点平衡由x =∑ cos60cos300AC AB F F W ⋅--=0Y =∑ sin30sin600ABAC FF W +-=联立上二式,解得: 7.32AB F KN =-(受压)27.3AC F KN =(受压)2-9解:各处全为柔索约束,故反力全为拉力,以D ,B 点分别列平衡方程(1)取D 点,列平衡方程由x =∑ sin cos 0DB T W αα-=0DB T Wctg α∴==(2)取B 点列平衡方程:由0Y =∑sin cos 0BDT T αα'-=230BDT T ctg Wctg KN αα'∴===2-10解:取B 为研究对象:由0Y =∑ sin 0BC F P α-=sin BC PF α∴=取C 为研究对象:由x =∑ cos sin sin 0BC DC CE F F F ααα'--=由0Y =∑ sin cos cos 0BC DC CE F F F ααα--+=联立上二式,且有BC BC F F '= 解得:2cos 12sin cos CE P F ααα⎛⎫=+ ⎪⎝⎭取E 为研究对象:由0Y =∑ cos 0NH CE F F α'-=CECE F F '= 故有:22cos 1cos 2sin cos 2sin NH P PF ααααα⎛⎫=+= ⎪⎝⎭2-11解:取A 点平衡:x =∑ sin75sin750AB AD F F -=0Y =∑ cos75cos750ABAD FF P +-=联立后可得:2cos 75AD AB PF F ==取D 点平衡,取如图坐标系:x =∑ cos5cos800AD ND F F '-=cos5cos80ND ADF F '=⋅由对称性及 AD AD F F '=cos5cos5222166.2cos80cos802cos75N ND AD PF F F KN'∴===⋅=2-12解:整体受力交于O点,列O点平衡由x=∑cos cos300RA DCF F Pα+-=Y=∑sin sin300RAF Pα-=联立上二式得: 2.92RAF KN=1.33DCF KN=(压力)列C点平衡x=∑405DC ACF F-⋅=Y=∑305BC ACF F+⋅=联立上二式得: 1.67ACF KN=(拉力)1.0BCF KN=-(压力)2-13解:(1)取DEH 部分,对H 点列平衡x =∑05RD REF F '-= 0Y =∑05RD F Q =联立方程后解得: 5RD F Q2RE F Q '=(2)取ABCE 部分,对C 点列平衡x =∑ cos450RE RA F F -=0Y =∑ sin 450RBRA FF P --=且 RE RE F F '=联立上面各式得: 22RA F Q =2RB F Q P =+(3)取BCE 部分。
第一章习题
以下习题中,凡未标出自重的物体,质量不计。
接触处都不计摩擦。
1-1 试分别画出以下各物体的受力争。
1-2 试分别画出以下各物系统统中的每个物体的受力争。
1-3 试分别画出整个系统以及杆BD ,AD ,AB〔带滑轮 C,重物 E 和一段绳子〕的受力争。
1-4 构架以下列图,试分别画出杆HED ,杆 BDC 及杆 AEC 的受力争。
1-5 构架以下列图,试分别画出杆BDH ,杆 AB ,销钉 A 及整个系统的受力争。
1-6 构架以下列图,试分别画出杆AEB ,销钉 A 及整个系统的受力争。
1-7 构架以下列图,试分别画出杆AEB ,销钉 C,销钉 A 及整个系统的受力争。
1-8 构造以下列图,力 P 作用在销钉 C 上,试分别画出 AC ,BCE 及 DEH 局部的受力争。
参照答案1-1 解:
1-2 解:
1-3 解:1-4 解:1-5 解:
1-6 解:1-7 解:
1-8 解:。
【最新整理,下载后即可编辑】1-1、已知:F1=2000N,F2=150N,F3=200N,F4=100N,各力的方向如图1-1所示。
试求各力在x、y轴上的投影。
解题提示计算方法:F x= + F cosαF y= + F sinα注意:力的投影为代数量;式中:F x、F y的“+”的选取由力F的指向来确定;α为力F与x轴所夹的锐角。
图1-1 1-2、铆接薄钢板在孔A、B、C、D处受四个力作用,孔间尺寸如图1-2所示。
已知:F1=50N,F2=100N,F3=150N,F4=220N,求此汇交力系的合力。
解题提示——计算方法。
一、解析法F=F1x+F2x+……+F n x=∑F xR xF=F1y+F2y+……+F ny=∑F yR yF= √ F R x2+ F R y2Rtanα=∣F R y/ F R x∣二、几何法按力多边形法则作力多边形,从图1-2 图中量得F R的大小和方向。
1-3、求图1-3所示各种情况下力F对点O的力矩。
图1-3解题提示——计算方法。
①按力矩的定义计算M O(F)= + Fd②按合力矩定理计算M O(F)= M O(F x)+M O(F y)1-4、求图1-4所示两种情况下G与F对转心A之矩。
解题提示此题按合力矩定理计算各力矩较方便、简捷。
以图1-4a为例:力F、G至A点的距离不易确定,如按力矩的定义计算力矩图1-4既繁琐,又容易出错。
若将力F、G分别沿矩形两边长方向分解,则各分力的力臂不需计算、一目了然,只需计算各分力的大小,即可按合力矩定理计算出各力的力矩。
M A(F)= -F cosαb- F sinαaM A(G)= -G cosαa/2 - G sinαb/21-5、如图1-5所示,矩形钢板的边长为a=4m,b=2m,作用力偶M(F,F′)。
当F=F′=200N时,才能使钢板转动。
试考虑选择加力的位置与方向才能使所费力为最小而达到使钢板转一角度的目的,并求出此最小力的值。
《工程力学》重修重考课程导读计划课程名称:工程力学重修临时班级编号:JC004 教师所属教学院部:机械工程学院室教师姓名:彭硕一、教材、参考书及网络教学资源1.教材:《工程力学》,张秉荣主编,北京:机械工业出版社,2009年第1版。
2.参考书:《工程力学》,李春凤主编,2005年第1版,大连理工大学出版社。
二、重点难点章节及重点难点基本内容第一章力的基本运算与物体受力图的绘制重点:1、力线平移定理2、约束的性质,受力分析,画受力图3、平面汇交力系平衡方程及其应用难点:1、约束的性质,受力分析,画受力图2、平面汇交力系平衡方程及其应用第二章平面问题的受力分析重点与难点:平面力系平衡方程的应用,物体系统平衡的分析方法。
第三章拉伸(压缩)、剪切与挤压的强度计算重点:1、截面法、轴力与轴力图2、拉、压杆横截面上的应力3、胡克定律4、拉压杆的强度计算5、剪切和挤压的实用计算难点:1、拉压杆的强度计算2、剪切和挤压的实用计算第四章圆轴的扭转重点:扭转的变形计算,强度及刚度条件难点:扭转强度及刚度条件第五章直梁的弯曲重点:1、绘制剪力图、弯矩图2、梁的正应力、剪应力强度条件应用难点:应用载荷、剪力、弯矩的关系绘制剪力弯矩图第六章 应力状态和强度理论重点:平面应力状态分析,广义胡克定律,强度理论的建立与适应条件。
难点:应力单元体的取法与计算。
三、导读基本要求1.学生自学笔记要求:1)约束的性质,受力分析,画受力图。
2)平面汇交力系平衡方程及其应用。
3)物体系统平衡的分析方法。
4)胡克定律5)拉压杆的强度计算6)扭转的变形计算7)绘制剪力图、弯矩图8)平面应力状态分析2.辅导答疑安排:按照本院部制定安排。
四、作业题一.判断正误,并说明理由。
1.凡受两个力作用的构件称为二力杆。
( )2.虽作用力与反作用力等值、反向、共线,但它们永远也不会平衡。
( )3.自重为G 的物体放在坡度很小的斜面上静止不动时,不存在阻止其运动的摩擦力。