工程力学5257409251

泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学第三章本章习题与参考答案共8页第1页习题3-1拖动汽车需要力，现已知作用力与汽车轴线夹角，如图示。（1）已知另一作用力与轴线夹角，试确定的大小；（2）欲使为最小值，试确定夹角及力的大小。3-1参考答案：几何法当与垂直时，最小3-2如图所示力多边形，试问这两个三角形的意义有何不同？3-2参考答案：力系为平面汇交力系的条件下，（1）的意义：汇交力、合成的合力为（2）的意义：汇交力、、构成平衡力系。3-3已知四个力作用于O点，方向如图所示，试用几何法求它们合力的大小及方向。20701F2FF20701F2FF121.95,1.41FKNFKN2F2FF122.81,1.02,FKNFKN1F2F3F1F2F3F比例尺：1kN15mm20301F2FF比例尺：1kN15mm比例尺：1kN15mm203020301F2FF3FKN1F202F3012FF与12FF与2F1234500,300,600,1000,FNFNFNFN泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学第三章本章习题与参考答案共8页第2页3-3参考答案：3-4已知各力与x轴与y轴的夹角标注在图上，试用解析法求合力的大小及作用方向3-4参考答案：3-5五个空间力矢作用在一个立方体刚体的0点，如图示。已知求它们合力的大小及方向。比例尺：100N10mmO1F2F3F4FRF3045比例尺：100N10mm比例尺：100N10mmO1F2F3F4FRF3045O1F2F3F4FRFO1F2F3F4FRF304573481.6RFKN200cos30200cos20250sin30110.2200sin30150200sin20250cos30234.9259.5234.964.9110.2xyRFNFNFN与y轴正向夹角=arctan1234200,150,200,250,FNFNFNFN12345400,100,300,150,200FNFNFNFNFN泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学第三章本章习题与参考答案共8页第3页3-5参考答案：3-6支架由杆AB、AC构成，A、B、C三处都是铰链约束。在A点作用有铅垂力W，求图示两种情况下杆AB、AC所受得力，并说明杆件受拉还是受压。杆的自重不计。3-6参考答案：（a）解：(1)研究铰链A，受力分析：(2)列平衡方程(3)解得：（b）解：(1)研究铰链A，受力分析：(2)列平衡方程(3)解得：400150200178.46,23100200215.47,330015020078.4623291cos,0.613,cos,0.74,cos,0.27,127.8,,42.2,,105.6xyzRRRRRRRaaFNaaaFNaaaFNaaFNFiFjFkFiFjFk合力：AWACFABFxy30AWACFABFxy30cos300sin300xACyABFFWFFW0.866()0.5()ACABFWFW压杆，拉杆sin30sin300cos30cos300xACAByACABFFFFFFW0.58()ACABFFW拉杆AWACFABFxy3030AWACFABFxy3030泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学第三章本章习题与参考答案共8页第4页3-7图示简支梁受集中荷载F=20kN，求图示两种情况下支座A、B的约束反力。3-7参考答案：（a）解：(1)研究横梁AB，受力分析：(2)列平衡方程(3)解得：（b）解：(1)研究横梁AB，受力分析：(2)列平衡方程(3)解得：3-8简易起重机用钢丝绳吊起重量W=2000N的重物，各杆自重不计，A、B、C三处简化为铰链连接；求杆AB和AC所受的力。（提示：滑轮尺寸及摩擦不计）(a)(b)FFCC(a)(b)FFCC2arctan26.574coscos450sinsin450xAyABFFFFFFFFAFBFFAFBF15.87ABFKNFKN，22.410ABFKNFKN，FAFBFFAFBF45arctan18.3coscos45sin450sinsin45cos450xAByABCECDFFFFFFFF泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学第三章本章习题与参考答案共8页第5页3-8参考答案：（a）解：(1)研究铰链A，受力分析（AC、AB是二力杆，不计滑轮大小）：(2)列平衡方程(3)解得：（b）解：(1)研究铰链A，受力分析：(2)列平衡方程(3)解得：3-9三脚架如图示，从矿井中吊起重W的重物，水平面内的支撑落点A、B、C构成一个等边三角形，如图示。支架各杆与水平面的夹角为β，卷扬机牵引绳ED与CD杆正好都在同一铅垂平面内，牵引绳与Z轴的夹角为α，不计滑轮尺寸，不计支架各杆自重及摩擦，试计算支架各杆的受力。3-9参考答案：解：(1)研究铰链D，受力分析如图：(2)列平衡方程(3)解得：0.41()3.15()ABACFKNFKN压杆，压杆sin45sin300cos45cos300xAByACFFWWFFWW0.53()3.9()ABACFKNFKN拉杆，压杆AW30ACFABFyx45WAW30ACFABFyx45WAW30ACFABFyx45WAW30ACFABFyx45Wcos45sin300cos30sin450xABACyACFFWFFFWWsin1cos1cossin23cossin3sincosDADBDCWWFFF，coscos30coscos300cossin30cossin30cossin0sinsinsincos0xDBDAyDBDADCZDBDADCFFFFFFFWFFFFWWDBFDCFDAFDBFDCFDAF泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学第三章本章习题与参考答案共8页第6页3-10求图示平面力偶系的合成结果，其中图上坐标单位为m。3-10参考答案：解：(1)求各个力偶的力偶矩：(2)求合力偶矩：合力偶转向是顺时针。3-11一联轴节如图示，其上作用有两个力偶，已知试求该联轴节的合力偶的大小及所在空间位置。3-11参考答案：3-12构件的载荷及支承情况如图示，，求支座A、B的约束反力。11122233322m,500.50.655mm,300.30.833m0.3m,400.4sin400.49.6m0.30.4FFNFFNFFNim12.4mMN222222222402.41.6m4040204012.40.6m404020202.40.8m4040201.89m1.60.60.8cos147.8,cos108.5,cos1151.891.891.89xyzmkNmkNmkNMkNarcarcarc12350,30,40,FNFNFN121,2.4,MKNmMKNm4lm泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学第三章本章习题与参考答案共8页第7页3-12参考答案：（a）解：(1)研究横梁AB，受力分析：(2)列平衡方程(3)解得：（b）解：(1)研究横梁AB，受力分析：(2)列平衡方程(3)解得：3-13锻锤工作时，若锻件给锻锤的反作用力有偏心，已知打击力F=1000KN，偏心距e=20mm，锤体高度h=200mm，求锤头给两侧导轨的压力。3-13参考答案：解：(1)研究锤头，受力分析：(2)列平衡方程(3)解得：3-14锥齿轮箱如图示，用四个螺栓固定在正方形基座A、B、C、D上。若边长，输入轴Ⅰ上的M1与输出轴Ⅱ上的M2等值，Ⅰ、Ⅱ轴垂直，转向如图，试求哪个固定螺栓承受拉力最大？m4152402.25ABiAABFFFFFKN两力构成力偶115mmkN224mmkNAFBFL115mmkN224mmkNAFBFL210mmkNAFBFL45210mmkNAFBFL45mcos4541003.5ABiAABFFFFFKN两力构成力偶FF1NF2NFhFF1NF2NFhFFFF12112m0100NNiNNNFFFeFhFFKN两力构成力偶200lcm泰山学院建筑与机械工程系精品课程：工程力学第三章本章习题与参考答案共8页第8页3-14参考答案：解：(1)研究锥齿轮箱，受力分析：C处螺栓受力最大(2)列平衡方程(3)解得：22122237.48m0iCMmmKNmFllM13.3CFKNCFAFCFAF