《工程力学》第4次作业解答（杆件的内力计算与内力图）
2008-2009学年第二学期
一、填空题
1．作用于直杆上的外力（合力）作用线与杆件的轴线重合时，杆只产生沿轴线方向的伸长或缩短变形，这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。
2．轴力的大小等于截面截面一侧所有轴向外力的代数和；轴力得正值时，轴力的方向与截面外法线方向相同，杆件受拉伸。
3．杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时，杆件任意两相邻横截面产生绕杆轴相对转动，这种变形称为扭转。
4．若传动轴所传递的功率为P 千瓦，转速为n 转/分，则外力偶矩的计算公式为9549P M n
=?。 5．截面上的扭矩等于该截面一侧（左或右）轴上所有外力偶矩的代数和；扭矩的正负，按右手螺旋法则确定。
6．剪力S F 、弯矩M 与载荷集度q 三者之间的微分关系是()()S dM x F x dx
=、()()S dF x q x dx
=±。 7．梁上没有均布荷载作用的部分，剪力图为水平直线，弯矩图为斜直线。
8．梁上有均布荷载作用的部分，剪力图为斜直线，弯矩图为抛物线。
9．在集中力作用处，剪力图上有突变，弯矩图上在此处出现转折。
10．梁上集中力偶作用处，剪力图无变化，弯矩图上有突变。
二、问答题
1．什么是弹性变形？什么是塑性变形？
解答：
在外力作用下，构件发生变形，当卸除外力后，构件能够恢复原来的大小和形状，则这种变形称为弹性变形。
如果外力卸除后不能恢复原来的形状和大小，则这种变形称为塑性变形。
2．如图所示，有一直杆，其两端在力F 作用下处于平衡，如果对该杆应用静力学中“力的可传性原理”，可得另外两种受力情况，如图（b ）、（c ）所示。试问：
（1）对于图示的三种受力情况，直杆的变形是否相同？
（2）力的可传性原理是否适用于变形体？
问答题2图 问答题3图
解答：
（1）图示的三种情况，杆件的变形不相同。图（a）的杆件整体伸长变形，图（b）的杆件只有局部伸长变形，图（c）的杆件是缩短变形。
（2）力的可传性原理，对于变形体不适用。因为刚体只考虑力的外效应，力在刚体上沿其作用线移动，刚体的运动状态不发生改变，所以作用效应不变；力在变形体沿其作用线移动后，内部变形效果发生了改变，与力在原来的作用位置对变形体产生的效果不同。
3．如上图所示，试判断图中杆件哪些属于轴向拉伸或轴向压缩。
解答：（a）图属于轴向拉伸变形；（b）图属于轴向压缩变形。
（c）、（d）两图不属于轴向拉伸或压缩变形。
4．材料力学中杆件内力符号的规定与静力平衡计算中力的符号有何不同？
【解答】
材料力学中内力的符号规定，是按照变形的性质决定的。例如：轴向拉伸时，轴力取正号；轴向压缩时，轴力取负号；剪切变形时，“左上右下剪力为正”意思也可以理解成：剪切面左边部分向上运动，或者剪切面右边部分向下运动，则剪切面上的剪力取正号；弯曲变形时，梁的轴线由直线变成“上凹下凸”形状的曲线时，弯矩取正号等等。
计算一个截面的内力（轴力、剪力、扭矩、弯矩）时，只取这个截面一侧（既可以单独取截面左侧，也可以单独取截面右侧）的全部外力来计算，而舍弃截面另一侧的全部外力。单独取截面左侧的外力计算内力与单独取截面右侧的外力计算内力，符号规定的标准是相反的，但最后得出的计算结果是一致的，即无论取截面的哪一侧外力来计算，同一截面的内力，必定大小相等，符号相同（就是对杆件产生的变形性质相同）。
静力平衡计算中力的符号，是对力在坐标轴上的投影和力对点之矩进行符号规定，主要根据力的方向，坐标轴正向和矩心位置等因素决定。如果规定了一个方向的力在坐标轴上的投影规定为正，则与之相反方向的力在同一坐标轴上的投影则要为负；力对点取力矩时，如果规定了一个转向为正，则与之相反转向的力矩为负。列平衡方程时，作用在同一物体上的所有外力都参加计算，全部外力按照同一标准规定符号。
【说明】：此题为一个作业之外的补充问答题，将答案写在这里，是希望有助于同学们理解工程力学中经常用到的各种符号规则。
三、作图题
1．作如图所示各杆的轴力图。
（a ）解答：
由上图可知，用截面法求得截面1－1、2－2、3－3的轴力分别为：
N1120N F -=-（指向1-1截面）（背离1-1截面）（背离1-1截面）+30+40＝50 取截面1-1右侧的全部外力计算，结果为正，表示1-1截面受拉力。
N 2220N F -=-（指向2-2截面）（背离2-2截面）+30＝10（表示受拉）
计算结果为正，表示1-1截面受拉力。
N3320N F -=-（指向＝2-2面）-20截（表示受压）
根据计算结果，画出杆的轴力图如上图所示。
（b ）解答：
由上图可知，用截面法求得截面1－1、2－2、3－3的轴力分别为：
N11F F -=+（取截面1-1左侧的全部外力计算，结果为正，表示受拉）
N 220F F F -=-=（取截面2-2左侧的全部外力计算，结果为0，表示此段不变形） N33F F F F F -=-+=+（取截面1-1左侧的全部外力计算，结果为正，表示受拉） 根据计算结果，画出杆的轴力图如上图所示。
（c ）解答：
由上图可知，用截面法求得截面1－1、2－2、3－3的轴力分别为：
N110F -=（截面1-1左侧没有任何外力作用）
N 2224F F -=+-（背离2截面）（取截面2-2左侧的全部外力计算，结果为正，受拉） N3343F F F F -=-=（取截面3-3左侧的全部外力计算，结果为正，表示受拉） 根据计算结果，画出杆的轴力图如上图所示。
2．作如图所示各圆轴的扭矩图。
根据扭矩的计算简便规则和符号规定，分别计算出轴各段截面上的扭矩值，画出轴的扭矩图如上图所示。
3．求下列各梁中截面1-1、2-2、3-3上的内力。这些截面无限接近于截面C 或截面D ，且F 、q 、a 均为已知。
【解答】
（a ）
（1）画出从1-1、2-2、3-3截面截开示意图（本题是悬臂梁，取截面右侧外力计算，可以避免求解梁的左端约束力），分别如图（1）、（2）、（3）所示。
（2）根据剪力和弯矩计算法则，可得1-1、2-2、3-3截面的剪力和弯矩分别为： S11F F F -=-（右上+）（右下）＝0，11M F a Fa -=?（右逆＝）
S22F F F -=-（右上＝－），22M F a Fa -=?（右逆＝）
S220F -=，330M -=（3-3截面右侧没有任何外力作用）
（b ）
（1）对于简支梁，无论取截面的左侧还是右侧外力求内力，都需要求解杆端约束力，画出A 、B 两端的约束力，根据梁的平衡方程，可求得两端约束力为：
0.40.2100.40.213.33kN 0.60.6
A q F ????=== 0.4100.413.3326.67kN
B A F q F =?-=?-=
（2）画出从1-1、2-2截面截开示意图，分别如图（1）、（2）所示。
（2）根据剪力和弯矩计算法则，可得1-1、2-2截面的剪力和弯矩分别为：
S11kN A
F F -=+（左＝13.33上） 110.2kN m A M F -=???＝13.330.2＝2.666（左顺）
S220.226.67100.224.67kN B
F F q -=-?+?=-（右上）（右下）＝+－ 220.20.20.1B M F q -=??????-＝（右26.670.2-100.20.1逆）=3.33kN m ?
4．已知如图所示各梁的q 、F 、M e 和尺寸a ，试求：（1）列出梁的剪力方程和弯矩方程；
（2）作剪力图和弯矩图；（3）指出max S F 和max M 及所在截面位置。
（a ）解答：
（1）求两端支座A 、B 的约束力，并写出剪力方程和弯矩方程。
122
A B qa a F F qa a ?===（两力大小相等、方向相反，组成力偶） 剪力方程为： 12(0)
(()3()2
2)
A S A F q x qa qx F x F qa q x a qa q x a a x x a ?-?=-??=??-+-=-+??＜＜＜＜ 弯矩方程为： 2222111222()113()(0)(2()2222
)
A A F x q x x qax qx M x a F x x qa x q x a qa qx qa x a x a a ??-??=-??=???--+-≤≤≤≤=+-?? （2）按剪力方程作剪力图，按弯矩方程作弯矩图，如图所示。 【说明】：在本题手工绘制的剪力图和弯矩图后面，同时给出了计算机辅助分析（工程）软件ANSYS 建模分析自动绘出的剪力图和弯矩图，验证了手工绘图的正确性。
（3）确定最大剪力和最大弯矩。
由剪力图和弯矩图可知：
max 12S F qa =，2max 18
M qa =
（b ）解答：
（1）对于本题的悬臂梁，取任一截面之右部分研究，不必求左端支座A 的约束力，直接写出剪力方程和弯矩方程如下：
剪力方程为：
()()S F x q a x =-- （0＜x ＜a ）
弯矩方程为：
21()()2
M x a x =- （0≤x ≤a ） （2）按剪力方程作剪力图，按弯矩方程作弯矩图，如图所示。
【说明】：在本题手工绘制的剪力图和弯矩图后面，同时给出了计算机辅助分析（工程）软件ANSYS 建模分析自动绘出的剪力图和弯矩图，验证了手工绘图的正确性。
（3）确定最大剪力和最大弯矩。
由剪力图和弯矩图可知：
max S F qa =，2max 12
M qa = 5．试利用q 、S F 和M 之间的微分关系作下列梁的剪力图、弯矩图。并指出max S F 和
M及所在截面位置。
max
【说明】：
本题解答过程的说明文字没有给出，请同学们自己写出过程说明，主要把握以下几点：
（1）对于简支梁（a）或外伸梁（b）、（c），必须求得各支座的约束力；
（2）要将梁分成若干段：集中力作用处、集中力偶作用处、支座处、均布线载荷的起点、终点，剪力图上剪力等于0的点，都是分界点。
（3）在一段梁内，如果没有均布载荷作用，则该段内剪力为常数，剪力图为水平
直线（平行于梁轴线）；弯矩图为斜直线。
（4）在一段梁内，如果有均布载荷作
用，则该段内剪力图为斜直线；弯矩图为抛
物线，在剪力为零的截面上，弯矩达到极值。
（5）在集中力（包括梁上已知的主动力
和支座约束力）作用处（梁的一个截面）,剪
力图发生突变（该截面左右两侧附近剪力值
不同）；弯矩图发生转折（该截面左右两侧弯
矩图的斜率不同）。
（6）在集中力偶（包括固定端约束）作
用处，剪力图不受影响，弯矩图发生突变（该
截面左右两侧附近弯矩值不同）。
（7）如果是水平直线，只需确定一点即可
作图；如果是斜直线，需要确定两个点的坐标，
才能作图（一般取起点和终点作控制点）；如果是抛物线，需要确定三个点作图（一般取起点、极值点、中点、结束点为控制点），计算出各控制点的剪力值和弯矩值，描点、连线即可作出剪力图和弯矩图。
（8）根据作出的剪力图，可以直接观察出剪力和弯矩的最大值。
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) A (e) A (a) (b) A (c) A (d) A (e) (c) (a)
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
1-4 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) D (e) W (f) (a) D (b) B (c) B F D F
1-5 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) (d) AT F BA F (b) (e)
(c) (d) (e) C A A C ’C D D B
2-2 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： 1 214 0 sin 60053 0 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 1 F F D F F A F D
《工程力学》复习资料 1．画出（各部分）的受力图 （1）（2） （3） 2．力F作用在边长为L正立方体的对角线上。设Oxy平面与立方体的底面ABCD 相平行，两者之间的距离为h，试求力F对O点的矩的矢量表达式。
解：依题意可得： cos cos F F x sin cos F F y sin F F z 其中3 3sin 3 6cos 45 点坐标为： h l l ,,则 3 ) ()(33 33 33 3j i h l F k F j F i F F M 3．如图所示力系由 F 1，F 2，F 3，F 4和F 5组成，其作 用线分别沿六面体棱边。已知：的F 1=F 3=F 4=F 5=5kN, F 2=10 kN ，OA=OC/2=1.2m 。试求力 系的简化结果。 解：各力向O 点简化 0.0.0 .523143C O F A O F M C B F A O F M C O F C O F M Z Y X 即主矩的三个分量 kN F F Rx 55 kN F F Ry 102kN F F F F RZ 54 3 1 即主矢量为: k j i 5105合力的作用线方程 Z y X 24．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m 。试求A 、B 、D 处的约束力。
取CD 段0 ci M 0 212 ql l F D 解得 kN F D 5取整体来研究，0iy F 0 2D B Ay F l q F F 0ix F 0 Ax F 0 iA M 0 32l F l ql l F D B 联合以上各式，解得 kN F F Ay A 10kN F B 255．多跨梁如图所示。已知：q=5kN ，L=2m ，ψ=30°。试求A 、C 处的约束力。（5+5=10分） 取BC 段0iy F 0 cos 2C B F l q F 0ix F 0 sin C Bx F F 0 ic M 0 22l l q l F By
《工程力学》试题 第一章静力学基本概念 1. 试写出图中四力的矢量表达式。已知：F1=1000N，F2=1500N，F3=3000N，F4=2000N。 解: F=F x+F y=F x i+F y j F1=1000N=-1000Cos30oi-1000Sin30oj F2=1500N=1500Cos90oi- 1500Sin90oj F3=3000N=3000 Cos45oi+3000Sin45oj F4=2000N=2000 Cos60oi-2000Sin60oj 2. A，B两人拉一压路碾子，如图所示，F A=400N，为使碾子沿图中所示的方向前进，B应施加多大的力（F B=？）。 解：因为前进方向与力F A，F B之间均为45o夹角，要保证二力的合力为前进方向，则必须F A=F B。所以：F B=F A=400N。 3. 试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O(F)=Fl 4. 试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O(F)=0 5. 试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O(F)=Flsinβ 6. 试计算图中力F对于O点之矩。 解：M O(F)=Flsinθ
解： M O(F)= -Fa 9. 试计算图中力F对于O点之矩。 解: 受力图13. 画出节点A，B的受力图。 14. 画出杆件AB的受力图。 16.画出杆AB的受力图。 17. 画出杆AB的受力图。 18. 画出杆AB的受力图。
19. 画出杆AB的受力图。 20. 画出刚架AB的受力图。 21. 画出杆AB的受力图。 24. 画出销钉A的受力图。 25. 画出杆AB的受力图。 物系受力图26. 画出图示物体系中杆AB、轮C、整体的受力图。
大作业（一） 一、填空题 1、杆件变形的基本形式有（轴向拉伸和压缩）、（剪切）、（扭转）和（弯曲） 2、材料力学所研究的问题是构件的（强度）、（刚度）和（稳定性）。 3、脆性材料的抗压能力远比抗拉能力（强）。 4、同一种材料，在弹性变形范围内，横向应变ε/和纵向应变ε之间有如下关系：（ε/= -με） 5、（弹性模量E ）是反映材料抵抗弹性变形能力的指标。 6、（屈服点σs ）和（抗拉强度σb ）是反映材料强度的两个指标 7、(伸长率δ)和(断面收缩率ψ)是反映材料塑性的指标，一般把（δ>5%）的材料称为塑性材料，把（δ<5%）的材料称为脆性材料。 8、应力集中的程度可以用（应力集中因数K ）来衡量 9、（脆性材料）对应力集中十分敏感，设计时必须考虑应力集中的影响 10、挤压面是外力的作用面，与外力（垂直），挤压面为半圆弧面时，可将构件的直径截面视为（挤压面） 11、如图所示，铆接头的连接板厚度t=d ，则铆钉剪应力τ= （ 2 2d P πτ= ） ，挤压应力σbs =（ td P bs 2=σ ）。 P/2 P/2 二、选择题 1、构成构件的材料是可变形固体，材料力学中对可变形固体的基本假设不包括（C ） A 、均匀连续性 B 、各向同性假设 C 、平面假设 D 、小变形假设 2、下列力学性能指标中，（B ）是强度指标 A 、弹性模量E B 、屈服强度s σ C 、伸长率δ D 、许用应力σ 3、下列力学性能指标中，（C ）是反映塑性的指标 A 、比例极限p σ B 、抗拉强度b σ C 、断面收缩率ψ D 、安全系数n 4、下列构件中，（ C ）不属于轴向拉伸或轴向压缩 A 、 B 、 C 、 D 、
10-1 试计算图示各梁指定截面（标有细线者）的剪力与弯矩。 解：(a) (1) 取A +截面左段研究，其受力如图； 由平衡关系求内力 0SA A F F M ++== (2) 求C 截面内力； 取C 截面左段研究，其受力如图； 由平衡关系求内力 2 SC C Fl F F M == (3) 求B -截面内力 截开B -截面，研究左段，其受力如图； 由平衡关系求内力 SB B F F M Fl == q B (d) (b) (a) SA+ M A+ SC M C A SB M B
(b) (1) 求A 、B 处约束反力 e A B M R R l == (2) 求A +截面内力； 取A +截面左段研究，其受力如图； e SA A A e M F R M M l ++=-=- = (3) 求C 截面内力； 取C 截面左段研究，其受力如图； 22 e e SC A A e A M M l F R M M R l +=-=- =-?= (4) 求B 截面内力； 取B 截面右段研究，其受力如图； 0e SB B B M F R M l =-=- = (c) (1) 求A 、B 处约束反力 e M A+ M C B R B M B
A B Fb Fa R R a b a b = =++ (2) 求A +截面内力； 取A +截面左段研究，其受力如图； 0SA A A Fb F R M a b ++== =+ (3) 求C -截面内力； 取C -截面左段研究，其受力如图； SC A C A Fb Fab F R M R a a b a b --== =?=++ (4) 求C +截面内力； 取C +截面右段研究，其受力如图； SC B C B Fa Fab F R M R b a b a b ++=-=- =?=++ (5) 求B -截面内力； 取B -截面右段研究，其受力如图； 0SB B B Fa F R M a b --=-=- =+ (d) (1) 求A +截面内力 取A +截面右段研究，其受力如图； A R SA+ M A+ R A SC- M C- B R B M C+ B R B M q B M
《工程力学》作业1参考答案 说明：本次作业对应于文字教材第0—3章，应按相应教学进度完成。 一、单项选择题（每小题2分，共30分） 在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代号填在题干后面的括号内。 选、错选或多选者，该题无分。 1. 三刚片组成几何不变体系的规则是（B ） A三链杆相连，不平行也不相交于一点 B三铰两两相连，三铰不在一直线上 C三铰三链杆相连，杆不通过铰 D 一铰一链杆相连，杆不通过铰 2. 在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（ C ） A可变体系 B瞬变体系 C无多余约束的几何不变体系 D有多余约束的几何不变体系 3. 图示体系为（D ）。 A瞬变体系 B常变体系 C有多余约束的几何不变体系 D无多余约束的几何不变体系 4. 下图所示平面杆件体系是何种杆件体系（ A常变 B瞬变 C不变且无多余联系 D不变且有一个多余联系
5?图示桁架有几根零杆（ D ） A 0 B 2
6?图1所示结构的弯矩图形状应为（ A ） 7 A |C B 1 |F P A a __ a I a 予 r* ---------------- C F p a （下拉）； D F p a （下拉） 4 2 &图示刚架杆端弯矩 M BA 等于（A ） A 5kN 20kN ? m 5kN 2m A Fpa （上拉）； 4 B 旦a （上拉） 2 （左侧受拉） （右侧受拉） （左侧受 30kN - m 30kN - m 10kN - m 10kN - m
9?下图所示伸出梁弯矩图的正确形状为（ C ) CL A|B1 * C' 一/ C1 4 1D 1 .1—9右 A m （上侧受拉） B m （下侧受拉） C m（下侧受拉） D 0 2 m h|A J C 才 」 l l a A AB部分 B BC部分 C CD部分 D DE部分 1A B C D E ■■■ t=0 ― 1 e is 13.对图（a）所示结构，按虚拟力状态图（b）将求出（D ） A截面B的转角 B截面D的转角 C BD两点间的相对移动 D BD两截面间的相对转动 12?悬臂梁两种状态的弯矩图如图所示，图乘结果是（ abl 4EI abl abl 12EI C ) abl 12EI I i I i} 「1 l—— 4EI
《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，MPa 170][=σ；杆BC 是正 方形截面木杆，容许压力MPa a 12][=σ；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。 17． 简易起重设备的计算简图如图所示。已知斜杆AB 用两根不等边角钢 63×40×4组成。如钢的容许应力MPa 170][=σ，问这个起重设备在提起重量 为W=15KN 的重物时，斜杆AB 是否满足强度条件？ 18． 圆轴的直径d=50mm ，转速为每分钟120转。若该轴横截面上的最大剪 应力等60Mpa ，问所传递的功率是多少千瓦？ 19． 试作出下图外伸梁的剪力图和弯矩图。 20． 由木材制成的矩形截面悬臂梁，在梁的水平对称面内受到P1=1.6KN 的作用，在铅直对称面内受到P2=0.8KN 作用如图所示。已知：b=90mm ，h=180mm ，E=1.0×104MPa 。试求梁的横截面上的最大正应力及其作用点的位 置。 21． 试画出下列指定物体的受力图。 2m 2m 2m 5KN ?m 10KN A C B D
《工程力学》作业（第2章平面问题的受力分析） 班级学号姓名成绩 习题2-10 图示平面任意力系中F1=402N，F2=80N，F3=40 N，F4 = 110 N，M= 2000N mm，各力作用位置如图所示。求：（1）力系向点O简化的结果；（2）力系的合力的大小、方向及合力作用线方程。（说明：在本课程中，按机械制图尺寸标注法规定，尺寸单位为mm 时，不标注其单位mm。） 习题2-11 如图所示，当飞机作稳定航行时，所有作用在它上面的力必须相互平衡。已知飞机的重量为P=30 kN，螺旋桨的牵引力F=4 kN。飞机的尺寸：a=0.2 m，b=0.1 m，c=0.05 m，l=5 m。求阻力F x、机翼升力F y1和尾部的升力F y2。
习题2-12 如图所示，飞机机翼上安装一台发动机，作用在机翼OA上的气动力按梯形分布：q1=60 kN/m，q2=40 kN/m，机翼重P1=45 kN，发动机重P2=20 kN，发动机螺旋桨的反作用力偶矩M=18 kN m。求机翼处于平衡状态时，机翼根部固定端O所受的力。 习题2-13 如图所示，行动式起重机不计平衡锤的重量为P=500 kN，其重心在离右轨1.5 m 处。起重机的起重量为P1=250 kN，突臂伸出离右轨10 m。跑车本身重量略去不计，欲使跑车满载或空载时起重机均不致翻倒，求平衡锤的最小重量P2以及平衡锤到左轨的最大距离x。 解起重机受力分析如图b所示
习题2-14 如图所示，如图所示，组合梁由AC和DC两段铰接构成，起重机放在梁上。已知起重机重P1=50 kN，重心在铅直线EC上，起重载荷P2=10 kN。如不计梁重，求支座A，B和D三处的约束力。 习题2-15 图示传动机构，已知带轮Ⅰ，Ⅱ的半径各为r1，r2，鼓轮半径为r，物体A重为P，两轮的重心均位于转轴上。求匀速提升A物时在I轮上所需施加的力偶矩M的大小。
工程力学材料力学部分习题答案
b2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件，两端受轴向载荷P 的作用，试计算截面1-1和2-2上的应力。已知：P = 140kN ，b = 200mm ，b 0 = 100mm ，t = 4mm 。 题图2.9 解：(1) 计算杆的轴力 kN 14021===P N N (2) 计算横截面的面积 21m m 8004200=?=?=t b A 202mm 4004)100200()(=?-=?-=t b b A (3) 计算正应力 MPa 1758001000140111=?== A N σ MPa 350400 1000 140222=?== A N σ (注：本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内，横截面面积小的截面为该段 的危险截面) 2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸，力P=10kN ，求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ，并问m ax τ发生在哪一个截面？ 解：(1) 计算杆的轴力 kN 10==P N (2) 计算横截面上的正应力 MPa 50100 2100010=??==A N σ (3) 计算斜截面上的应力 MPa 5.37235030cos 2 230 =??? ? ???==ο ο σσ
MPa 6.212 3250)302 sin(2 30=?= ?= οο σ τ MPa 25225045cos 2 245 =??? ? ???==οο σσ MPa 2512 50 )452 sin(2 45=?= ?= οο σ τ (4) m ax τ发生的截面 ∵ 0)2cos(==ασα τα d d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α 因此：2 2π α= ， ο454 == π α 故：m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。 （注：本题的结果告诉我们，如果拉压杆处横截面的正应力，就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。对于拉压杆而言，最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上，最大正应力发生在横截面上，横截面上剪应力为零） 2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ，P =10kN ，l 1=l 2=400mm ，A 1=2A 2=100mm 2，E =200GPa 。试计算杆AC 的轴向变形Δl 。 题图2.17 解：(1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图 kN 101==P N （拉） kN 102-=-=P N （压）
第一章 静力学基本概念与物体的受力分析 下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。 解：如图 (g) (j) P (a) (e) (f) W W F F A B F D F B F A F A T F B A 1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。 解：如图 F B B (b)
(c) C (d) C F D (e) A F D (f) F D (g) (h) EO B O E F O (i)
(j) B Y F B X B F X E (k) 1.3铰链支架由两根杆AB、CD和滑轮、绳索等组成，如题1.3图所示。在定滑轮上吊有重为W的物体H。试分别画出定滑轮、杆CD、杆AB和整个支架的受力图。 解：如图 ' D 1.4题1.4图示齿轮传动系统，O1为主动轮，旋转 方向如图所示。试分别画出两齿轮的受力图。 解： 1 o x F 2o x F 2o y F o y F F F' 1.5结构如题1.5图所示，试画出各个部分的受力图。
解： 第二章 汇交力系 2.1 在刚体的A 点作用有四个平面汇交力。其中F 1＝2kN ，F 2=3kN ，F 3=lkN ， F 4=2.5kN ，方向如题2.1图所示。用解析法求该力系的合成结果。 解 0 00 1 42 3c o s 30c o s 45c o s 60 c o s 45 1.29 Rx F X F F F F KN = =+- -=∑ 00001423sin30cos45sin60cos45 2.54Ry F Y F F F F KN ==-+-=∑ 2.85R F KN == 0(,)tan 63.07Ry R Rx F F X arc F ∠== 2.2 题2.2图所示固定环受三条绳的作用，已知F 1＝1kN ，F 2=2kN ，F 3=l.5kN 。求该力系的合成结果。 解：2.2图示可简化为如右图所示 23cos60 2.75Rx F X F F KN ==+=∑ 013sin600.3Ry F Y F F KN ==-=-∑ 2.77R F KN == 0(,)tan 6.2Ry R Rx F F X arc F ∠==- 2.3 力系如题2.3图所示。已知：F 1＝100N ，F 2=50N ，F 3=50N ，求力系的合力。 解：2.3图示可简化为如右图所示 080 arctan 5360 BAC θ∠=== 32cos 80Rx F X F F KN θ==-=∑ 12sin 140Ry F Y F F KN θ==+=∑ 161.25R F KN == ( ,)tan 60.25Ry R Rx F F X arc F ∠= = 2.4 球重为W ＝100N ，悬挂于绳上，并与光滑墙相接触，如题2.4 图所示。已知30α=，
《工程力学》试题库 一、填空题 1、平面汇交力系简化结果是一合力。 2、刚体受不平行但共面的三个力作用而平衡时，这三个力的作用线必定汇交或汇交于一点。 3、只要保持力偶矩的大小和力偶的转向不变，可以同时改变构成力偶的力的大小和力偶臂 的长短。 4、杆件横截面上内力分量有轴力、剪力、扭矩和弯矩四种。 5、如图所示为低碳钢的应力—应变图，其中P σ称为比例极限，s σ称为屈服极限，b σ称为强度极限。 6、已知一根梁的弯矩方程为232)(2++-=x x x M ，则梁的剪应力方程为=)(x Q -4x+3。 7、如图所示一矩形截面，若z 轴平行与底边，则该截面对z 轴的惯性矩=z I bh a h bh I Z 2 3212??? ??++=＿。 8、梁的小变形中，挠度y 和转角θ的关系是＿θ='y 。 9、平面汇交力系平衡条件是合力等于零。 10、空间一般力系有6个独立的平衡方程。 11、平面内的两个力偶等效条件是两力偶矩相等，转向相同。 12、杆件横截面上内力分量有轴力、剪力、扭矩和弯矩四种。 13、平面力偶系平衡条件是合力偶矩等于零。 14、平面平行力系有2个独立的平衡方程。 15、平面共点力系平衡的解析条件是0=∑x F 0=∑y F 。 16、在轴向拉伸或轴向压缩直杆中，轴力必定通过杆件横截面的形心。 17、力偶的三要素是：力偶的作用面、力偶臂、力偶矩。 18、作用力与反作用力大小相等，方向相反，且作用在不同物体。 19、刚体上两力系等效的条件是：力系的主失和对同一点的主矩分别相等。 20、若将载荷卸除后，试件的变形可全部消失，试件恢复到原有的形状和尺寸，则这种变
工程力学（二）习题及参考答案1 单项选择题 1.静定结构产生内力的原因有： A、荷载作用 B、支座位移 C、温度变化 D、制造误差 答案：A 2.机动法作静定梁影响线应用的原理为： A、变形体虚功原理 B、互等定理 C、刚体虚功原理 D、叠加原理 答案：C 3.影响线的横坐标是： A、固定荷载的位置 B、移动荷载的位置 C、截面的位置 D、单位移动荷载的位置 答案：D 4.确定下面图式结构的超静定次数： A、2 B、3 C、4 D、5 答案：C
A、2 B、3 C、4 D、5 答案：B 6.确定下面图式结构的超静定次数： A、20 B、21 C、22 D、23 答案：B 7.确定下面图式结构的超静定次数： A、2 B、3 C、6 D、5 答案：C
A、2 B、3 C、4 D、5 答案：B 9.确定下面图式结构的超静定次数： A、2 B、3 C、4 D、5 答案：C 10.确定下面图式结构的超静定次数： A、2
B、3 C、4 D、5 答案：C 11.如图所示结构，取一半结构进行计算时取： 答案：D 12.如图示a，b的两个钢架有如下关系： A、内力相同，变形相同 B、内力相同，变形不同 C、内力不同，变形相同 D、内力不同，变形不同 答案：B 13.有关力法求解超静定结构的问题，下列说法正确的是： A、力法基本体系可以是瞬变体系 B、静定结构可以用力法进行求解 C、超静定结构可以作为力法的基本体系 D、结构的超静定结构次数不一定等于多余联系个数
答案：C 14.超静定结构在载荷作用下的内力和位移计算中，各杆的刚度应为： A、均用相对值 B、均必须用绝对值 C、内力计算用绝对值，内力计算用绝对值，位移计算用相对值 D、内力计算可用相对值，位移计算须用绝对值 答案：D 15.考虑阻尼比不考虑阻尼时结构的自振频率： A、大 B、小 C、相同 D、不一定，取决于阻尼性质 答案：B 16.单自由度体系自由振动的振幅取决于： A、初位移 B、初速度 C、初位移，初速度与质量 D、初位移，初速度与结构自振频率 答案：D 17.图示体系的自振频率为ω＝√3EI／（ml＾3），其稳态最大动力弯矩幅值为： A、3pl B、4.5pl C、8.54pl
工程力学-课后习题答案
4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力 的单位为kN ，力偶矩的单位为kN m ，长度 单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。(提示： 计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 A B C D 0.8 0.8 0.4 0 00.7 2 ( A B C 1 2 q ( M= 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 2 0.8 M = q =(
解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意 力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ 0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平 面任意力系)； A B C 1 2 q M= 30o F F A F A y x d 2?x A B C D 0.8 0.8 0.4 00 0.7 2 F F A F A y
(2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 0()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin 300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图 (平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0x Ax F F ==∑ 0.8 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 A B C D 0.8 0.8 0.8 20.8 M = q =F F A F A y x 20 x d
1. 作用有汇交于一点，互不平行三力的刚体 可能 处于平衡状态。 2. 二力平衡原理适用于 刚体 。 3. 作用力与反作用力原理适用于 刚体和变形体 。 4. 重P 的均质圆柱放在V 型槽里，考虑摩擦柱上作用 一力偶M ，圆柱处于极限平衡状态。此时接触点处的法向约束力F NA 与F NB 的关系为F NA > F NB 。 5. 如图示，重量G=10N 的物块放在倾角为α=30°的斜面上，物 块与斜面间的静摩擦因数f =0.6，则物块处于 静止 状态。 6. 如图所示，边长a=20cm 的正方形匀质薄板挖去边长b=10cm 的 正方形，y 轴是薄板对称轴，则其重心的y 坐标等于y C = 112 3cm 7. 边长为a 2的正方形薄板，截去四分之一后悬挂在A 点， 今若使BC 边保持水平，则点A 距右端的距离x = 5a /6 。 8. 如图所示，边长为a 的正方体的棱边AB 和CD 上作用着大小均为F 的两个方向相反的力，则二力对x 、y 、z 三轴之矩大小为m x (F )= Fa ，m y (F )= 0 ，m z (F )= 0 9. 由①和②两杆组成的支架，从材料性能和经济性两方面考虑， 现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，合理的选择是 ① 杆 为低碳钢， ② 杆为铸铁
10. 图示阶梯形杆，AB 段为钢，BD 段为铝， 在外力F 作用下三段轴力 一样 大 11. 以下关于图示AC 杆的结论中，BC 段 没有 变形， 有 位移。 12. 如图所示，拉杆的材料为钢，在拉杆与木材之间放一金属垫圈，该垫圈的作用是增加 挤压 面积。 13. 在连接件中，剪切面与外力方向 平行 ，剪切面与挤压面与外力方向 垂直 。 14. 直径相同、材料不同的两根等长实心轴，在相同外力偶矩作用下，最大切应力 相同 ，扭转角 不同 。 15. 一铆钉受力如下图所示，铆钉直径为d ， 钢板厚度均为t ，其剪切面面积为2 4 1d π， 剪力大小为 P 。 16. 长度相同、横截面积相同、材料和所受转矩均相同的两根轴，一根为实心轴，一根为空心轴，实?和空?分别表示实心轴和空心轴的扭转角，则实? ＞ 空?。 17. 某矩形截面梁在铅垂平面内发生平面弯曲，若其高度h 不变，宽度由原来的b 减为0.5b ，当该梁受力情况不变时，其最大弯曲正应力变为原来的 2 倍。 18. 图示悬臂梁，截面C 和截面B 不同的是 挠度 19. 如图所示，质量为m 、长度为Z 的均质细直杆OA ， 一端与地面光滑铰接，另一端用绳AB 维持在水平平衡 位置。若将绳AB 突然剪断，则该瞬时，杆OA 的角速度 ω = 0和角加速度α ≠ 0。 20. 已知点的运动方程为x=2t 3+4，y=3t 3－3，则其轨迹方程为 3x －2y －18 =0 。
《土木工程力学（本）》作业1参考答案 说明：本次作业对应于平面体系的几何组成分析和静定结构的受力分析，应按相应教学进度完成。 一、选择题（每小题2分，共20分） 1．三刚片组成几何不变体系的规则是（B） A 三链杆相联，不平行也不相交于一点 B 三铰两两相联，三铰不在一直线上 C 三铰三链杆相联，杆不通过铰 D 一铰一链杆相联，杆不过铰 2．在无多余约束的几何不变体系上增加二元体后构成（C ） A 可变体系 B 瞬变体系 C 无多余约束的几何不变体系 D 有多余约束的几何不变体系 3．瞬变体系在一般荷载作用下，（ D ） A产生很小的内力B不产生内力 C产生很大的内力D不存在静力解答 4．已知某体系的计算自由度W=-3，则体系的（B ） A自由度为3 B自由度等于0 C 多余约束数等于3 D 多余约束数大于等于3 5．不能作为建筑结构使用的是（D ） A无多余约束的几何不变体系B有多余约束的几何不变体系 C 几何不变体系D几何可变体系 6．图示桁架有几根零杆（D ）
9 A 折线 B 圆弧 C 双曲线 D 抛物线 二、判断题（每小题2分，共20分） 1．多余约束是体系中不需要的约束。（x） 2．如果体系的计算自由度大于零，那么体系一定是几何可变体系。（x ） 3．两根链杆的约束作用相当于一个单铰。（o） 4．一个体系是有n个自由度的几何可变体系，那么加入n个约束后就成为无多余约束的几何不变体系。（x ） 题2-7图
题2-10图 A =20 KN B -4×10×2-20×3=0 V B =46.67KN A -4×10×1+20×3=0 V A =-6.67KN ΣY=46.67-6.67-10×4=0 ２． 5kN D
《工程力学及机械设计基础》 计算题练习 第四章：1.解析法求平面汇交力系的合力（大小）2.单个物体的平衡问题 1.试计算题1图所示悬臂梁支座A 处的约束力。 2.题2图所示系统受力F 作用，斜面的倾角θ=30°，试判断A 处约束力的方向，并计算A 、B 处约束力的大小。 3.外伸梁AC 如题7图所示，试求支座A 、B 处的约束力。 4.外伸梁如题3图所示，试求支座A 和B 的约束力。 题1图 题2图 题3图
题4图 5.平面刚架ABC 如题8 图所示，若不计刚架自重，试求支座A 处的约束力。 6.悬臂梁AB 如题10图所示，试求支座A 处的约束力。 7.外伸梁如题13图所示，试计算A 、B 支座处的约束力。 题5图 题6图
第五章：物体系统的平衡问题（共2各图形） 8.试求题16图所示多跨静定梁A 、C 支座处的约束力。 题8图 9.多跨静定梁如题17图所示，试求A 、C 支座处的约束力。 10.试求题18图所示多跨静定梁A 、C 支座处的约束力。 题9图 题7图
11.组合梁如题20图所示，试求支座A 、C 处的约束力。 12.组合梁如题9图所示，试求支座A 、B 、C 处的约束力。 13.多跨静定梁如题21图所示，试求A 、B 、C 支座处的约束力。 题10图 题11图 题12图
第八、九章：1.画轴力图；2.拉压杆横截面上的应力计算；3.铆钉挤压、剪切强度计算 14．阶梯形杆ABC 受力如题所示，已知力F =10 kN ，l 1=l 2=400mm ，AB 段的横截面面积A 1=100mm 2，BC 段的横截面面积A 2=50mm 2。 （1）画杆的轴力图； （2）计算杆横截面上的应力； 15．如图两块厚度为 10 mm 的钢板，用两个直径为 17 mm 的铆钉搭接在一起，钢板受拉力 P = 60 kN ，已知铆钉和钢板的许用剪应力[τ] = 140 MPa ，许用挤压应力[bs ] = 280 MPa ，假定每个铆钉受力相等，试校核铆钉的强度。 题13图
4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN ，力偶矩的单位为kN ?m ，长度 单位为m ，分布载荷集度为kN/m 。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0.40 0.4 kN x Ax Ax F F F =-+==∑ ()0: 20.80.5 1.60.40.720 0.26 kN A B B M F F F =-?+?+?+?==∑ A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 (b) A B C 1 2 q =2 (c) M=3 30o A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 (e) A B C D 0.8 0.8 0.4 0.5 0.4 0.7 2 F B F Ax F A y y x
0: 20.50 1.24 kN y Ay B Ay F F F F =-++==∑ 约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 2 ()0: 3320 0.33 kN B Ay Ay M F F dx x F =-?-+??==∑? 2 0: 2cos300 4.24 kN o y Ay B B F F dx F F =-?+==∑? 0: sin300 2.12 kN o x Ax B Ax F F F F =-==∑ 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究C ABD 杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy ，列出平衡方程； 0: 0x Ax F F ==∑ 0.80 ()0: 208 1.620 2.40 21 kN A B B M F dx x F F =??++?-?==∑? 0.8 0: 20200 15 kN y Ay B Ay F dx F F F =-?++-==∑? 约束力的方向如图所示。 4-16 由AC 和CD 构成的复合梁通过铰链C 连接，它的支承和受力如题4-16图所示。已知 均布载荷集度q =10 kN/m ，力偶M =40 kN ?m ，a =2 m ，不计梁重，试求支座A 、B 、D A B C 1 2 q =2 M=3 30o F B F Ax F A y y x dx 2?dx x A B C D 0.8 0.8 0.8 20 0.8 M =8 q =20 F B F Ax F A y y x 20?dx x dx A B C D M q
工程力学（上）计算题汇总 1 已知图示梁的载荷q ，尺寸a 。求A 、B 、C 处的约束反力。 2 如图所示，已知 m l 4=, kN P 20=, m kN q /10=, 求支座A 和D 处反力。 3 在图示的结构中，各构件的自重略去不计，在构件AC 上作用一力偶矩为M 的力偶，各尺寸如图所示。求支座A 、B 和D 处的约束反力。
4 在简易吊车中，BC 为钢杆，AB 为木杆。木杆的横截面面积A 1=100cm 2，许用应力[σ]1=7MPa ，钢杆BC 的横截面面积A 2=6cm 2，许用应力[σ]2=160MPa 。试求许可吊重F 。 5 结构如图，在结点A 上作用P 力。已知AC AB ,杆的材料和截面尺寸相同，且有2200mm A =，MPa 160][=σ。确定许可载荷P 值。 6阶梯形圆轴直径分别为d 1=40mm ，d 2=70mm ，轴上装有3个皮带轮，如图所示。已知M e3=1432N·m ，M e1=621N·m ，轴作匀速转动。材料的剪切许用应力[τ]=60MPa ，G=80GPa ，许用扭转角[?']=20/m 。试校核轴的强度和刚度。 B F
7 某机器的传动轴如图所示，已知直径d =40mm ，轴材料的剪切弹性 模量为G =80GPa ，m 1=300N·m ，m 2=100N·m ，m 3=600N·m ，m 4=200N·m ， 且知[]τ=60MPa ，[]m /1o ＝θ，试求：(1).画扭矩图； (2).校核该轴的强度；(3).校核该轴的刚度。 8 已知图示梁的载荷q 、M 和尺寸a 。(1)、列出梁的剪力方程和弯矩方程；（2）、作剪力和弯矩图。 9 图示悬臂梁AB 为矩形截面的木质梁，已知宽度为b =100mm ，高度为h =200mm ，[]MPa 20=σ，试校核梁的强度。
11-6图示悬臂梁，横截面为矩形，承受载荷最大 弯曲正应力，及该应力所在截面上 F1与F2作用，且F1=2F2=5 kN，试计算梁内的 K点处的弯曲正应力。 M max =7.5 kN 解：（1）查表得截面的几何性质: y0 =20.3 mm b = 79 mm I 176 cm4 （2）最大弯曲拉应力（发生在下边缘点处） 解：⑴画梁的弯矩图 1m 40 80 y ------ ”z 30最大弯矩（位于固定端） CT + max M（b-y。） = 80X79-20.3）X0」2.67 MPa lx 176 10’ ⑶ 最大应力: 计算应力: max M max W Z M bh2 max 6 7 5^10 - ------- =176 MPa 40 80 K点的应力: y l z M max bh 7爲106330 =132 MPa 40 803 12 M=80 N.m， 试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。 11-7图示梁，由No22槽钢制成，弯矩 12 并位于纵向对称面（即x-y平面）内。
(3)最大弯曲压应力(发生在上边缘点处) y 。 max 80 20.3 10 176 10' =0.92 MPa 11-8图示简支梁，由No28工字钢制成，在集度为q的均布载荷作用下，测得横截面边的纵向正应变F3.0 XI0"4，试计算梁内的最大弯曲正应力, 已知钢的弹性模量 C底 E=200 Gpa, a=1 m。 解：(1)求支反力 R A 3 4 qa 1 R B= qa 4 (2)画内力图 x x 由胡克定律求得截面C下边缘点的拉应力为: 也可以表达为: max _4 9 ；E =3.0 10 200 10 =60 MPa ⑷梁内的最大弯曲正应力: 二 max 2 qa CT : C max M e W z W z 小 2 9qa M max ___ 32 W z W z 9 . 蔦二C max =67.5 MPa 8
《建筑力学》复习题 一、选择题 （一）静力学： 1. 以下四种说法，正确的是( )。 A. 受力物体都可视为刚体 B. 平衡的物体都可视为刚体 C. 变形微小的物体都可视为刚体 D. 受力后不变形的物体视为刚体 2、以下有关刚体的四种说法，正确的是( )。 A. 处于平衡的物体都可视为刚体 B. 变形小的物体都可视为刚体 C. 自由飞行的物体都可视为刚体 D. 在外力作用下，大小和形状看作不变的物体是刚体 3、下列静力学公理、原理或定律，对于变形体成立的是( )。 A. 二力平衡公理 B. 加减平衡力系公理 C. 力的可传性原理 D. 作用和反作用定律（或者D.力的平行四边形定理） 4、力的可传性原理是指作用于刚体上的力可在不改变其对刚体的作用效果下( )。 A．平行其作用线移到刚体上任一点 B．沿其作用线移到刚体上任一点 C．垂直其作用线移到刚体上任一点 D．任意移动到刚体上任一点 5. 物系中的作用力和反作用力应是( )。 A. 等值、反向、共线 B. 等值、反向、共线、同体 C. 等值、反向、共线、异体 D. 等值、同向、共线、异体 6．图示杆的重量为P，放置在直角槽内。杆与槽为光滑面接触，A、B、C为三个接触点，则该杆的正确受力图是( )。 7．光滑面对物体的约束力，作用在接触点处，方向沿接触面的公法线，且( )。 A．指向受力物体，恒为拉力 B．指向受力物体，恒为压力 C．背离受力物体，恒为拉力 D．背离受力物体，恒为压力 8、柔索对物体的约束反力，作用在连接点，方向沿柔索（）。 A. 指向被约束体，恒为拉力 B. 背离被约束体，恒为拉力 C. 指向被约束体，恒为压力 D. 背离被约束体，恒为压力 9、力偶（）。 A. 有合力 B. 可以使物体移动和转动 C.只能使物体转动 D.可以和一个力等效 10.力偶（）。 A. 可以使物体移动 B.可以和一个力等效 C. 只能使物体转动 D.可以和一个力平衡 11.平面一般力系向其作用平面内任意一点简化的最终结果可能是（）。 A.一个力，一个力偶，一个力与一个力偶，平衡 B.一个力，一个力与一个力偶，平衡 C.一个力偶，平衡 D.一个力，一个力偶，平衡 F 和一个主矩M O，下列四种情况，属 12、平面一般力系向一点O简化结果，得到一个主矢量 R