4工程力学材料力学答案

发布 2021-12-19 05:36:28 阅读 5694

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;

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;

约束力的方向如图所示。

e):(1) 研究cabd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;

约束力的方向如图所示。

4-5 ab梁一端砌在墙内,在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物d,设重物的重量为g,又ab长为b,斜绳与铅垂线成角,求固定端的约束力。

解:(1) 研究ab杆(带滑轮),受力分析,画出受力图(平面任意力系);

2) 选坐标系bxy,列出平衡方程;

约束力的方向如图所示。

4-7 练钢炉的送料机由跑车a和可移动的桥b组成。跑车可沿桥上的轨道运动,两轮间距离为2 m,跑车与操作架、平臂oc以及料斗c相连,料斗每次装载物料重w=15 kn,平臂长oc=5 m。设跑车a,操作架d和所有附件总重为p。

作用于操作架的轴线,问p至少应多大才能使料斗在满载时跑车不致翻倒?

解:(1) 研究跑车与操作架、平臂oc以及料斗c,受力分析,画出受力图(平面平行力系);

2) 选f点为矩心,列出平衡方程;

3) 不翻倒的条件;

4-13 活动梯子置于光滑水平面上,并在铅垂面内,梯子两部分ac和ab各重为q,重心在a点,彼此用铰链a和绳子de连接。一人重为p立于f处,试求绳子de的拉力和b、c两点的约束力。

解:(1):研究整体,受力分析,画出受力图(平面平行力系);

2) 选坐标系bxy,列出平衡方程;

3) 研究ab,受力分析,画出受力图(平面任意力系);

4) 选a点为矩心,列出平衡方程;

4-15 在齿条送料机构中杠杆ab=500 mm,ac=100 mm,齿条受到水平阻力fq的作用。已知q=5000 n,各零件自重不计,试求移动齿条时在点b的作用力f是多少?

解:(1) 研究齿条和插瓜(二力杆),受力分析,画出受力图(平面任意力系);

2) 选x轴为投影轴,列出平衡方程;

3) 研究杠杆ab,受力分析,画出受力图(平面任意力系);

4) 选c点为矩心,列出平衡方程;

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的约束力和铰链c所受的力。

解:(1) 研究cd杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系);

2) 选坐标系cxy,列出平衡方程;

3) 研究abc杆,受力分析,画出受力图(平面平行力系);

4) 选坐标系bxy,列出平衡方程;

约束力的方向如图所示。

4-17 刚架abc和刚架cd通过铰链c连接,并与地面通过铰链a、b、d连接,如题4-17图所示,载荷如图,试求刚架的支座约束力(尺寸单位为m,力的单位为 kn,载荷集度单位为 kn/m)。

解:a):(1) 研究cd杆,它是二力杆,又根据d点的约束性质,可知:fc=fd=0;

2) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);

3) 选坐标系axy,列出平衡方程;

约束力的方向如图所示。

b):(1) 研究cd杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);

2) 选c点为矩心,列出平衡方程;

3) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);

4) 选坐标系bxy,列出平衡方程;

约束力的方向如图所示。

4-18 由杆ab、bc和ce组成的支架和滑轮e支持着物体。物体重12 kn。d处亦为铰链连接,尺寸如题4-18图所示。

试求固定铰链支座a和滚动铰链支座b的约束力以及杆bc所受的力。

解:(1) 研究整体,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;

3) 研究ce杆(带滑轮),受力分析,画出受力图(平面任意力系);

4) 选d点为矩心,列出平衡方程;

约束力的方向如图所示。

4-19 起重构架如题4-19图所示,尺寸单位为mm。滑轮直径d=200 mm,钢丝绳的倾斜部分平行于杆be。吊起的载荷w=10 kn,其它重量不计,求固定铰链支座a、b的约束力。

解:(1) 研究整体,受力分析,画出受力图(平面任意力系);

2) 选坐标系bxy,列出平衡方程;

3) 研究acd杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);

4) 选d点为矩心,列出平衡方程;

5) 将fay代入到前面的平衡方程;

约束力的方向如图所示。

4-20 ab、ac、de三杆连接如题4-20图所示。de杆上有一插销f套在ac杆的导槽内。求在水平杆de的e端有一铅垂力f作用时,ab杆上所受的力。

设ad=db,df=fe,bc=de,所有杆重均不计。

解:(1) 整体受力分析,根据三力平衡汇交定理,可知b点的约束力一定沿着bc方向;

2) 研究dfe杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);

3) 分别选f点和b点为矩心,列出平衡方程;

4) 研究adb杆,受力分析,画出受力图(平面任意力系);

5) 选坐标系axy,列出平衡方程;

约束力的方向如图所示。

2工程力学材料力学答案

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工程力学材料力学答案 整理

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