【正文】 1 第一章 緒論 思 考 題 1) 現(xiàn)代力學(xué)有哪些重要的特征？ 2) 力是物體間的相互作用。 習(xí)題 29圖 ( a ) F1=5kN 45? y /m F2=8kN F3=6kN F4=10kN M=6kN?m x /m o 2 4 2 4 ( b ) F1=8kN F4=6kN F3=6kN F2=5kN o 2 4 2 4 y /m x /m ( c ) F1=6kN F4=8kN F3=6kN F2=10kN o 2 4 2 2 4 y /m x /m ( d ) F1=5kN M= F3=6kN F2=8kN o 2 4 2 4 y /m x /m — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 7 210 求圖中作用在梁上的分布載荷的合力 FR及其作用位置。 （提示：起重量大到臨界狀態(tài)時(shí)， A處將脫離接觸，約束 力 為零。假設(shè)推桿與凸輪在 A點(diǎn)為光滑接觸，為保證滑道不卡住推桿，試設(shè)計(jì)滑道的尺寸 b. W F A B ??習(xí)題 313圖 A d o a C F M b 習(xí)題 314圖 — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 13 315 圖示為輥式破碎機(jī)簡(jiǎn)圖。 若 a=60mm， b=20mm， c=40mm， 試確定塊體重心的坐標(biāo)。求鋼筋和混凝土內(nèi)的 應(yīng)力。 56 圖 中各桿截面積均為 A， AK=BK=L， 材料為彈性理想塑性 , 彈性模量為 E，屈服應(yīng)力為 ?ys。若銷釘許用剪應(yīng)力[?]=[?]， 試確定銷釘?shù)闹睆?d。已知 h=1m， H=3m，?=， 不計(jì)閘門自重，求通過(guò)拉索開(kāi)啟閘門所須拉力 F。 d p 習(xí)題 78圖 t d1 習(xí)題 79圖 p D — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 35 710 水槽閘門開(kāi)啟機(jī)構(gòu)如圖。若要求軸在 2m內(nèi)的最大扭轉(zhuǎn)角不超過(guò) ?，試求所能承受的最大扭矩及此時(shí)軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力。若承受的彎矩 M=?M0， 求 梁中的 最大 拉應(yīng)力和 最大 壓應(yīng)力 。 如果 L/h=8，試問(wèn)梁中的最大正應(yīng)力 ?max值與最大剪應(yīng)力 ?max值之比 為多少？ 912 試用積分法求圖 示梁的撓度方程和轉(zhuǎn)角方程，并求 B處的撓度與轉(zhuǎn)角。 習(xí)題 106圖 F1= x 1m y z o F2= 1m 習(xí)題 107圖 F1 x y o L MT F2 — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 50 108 鋼傳動(dòng)軸如圖。 a) 邊長(zhǎng)為 4cm的方形截面； b) 外邊長(zhǎng)為 5cm、內(nèi)邊長(zhǎng)為 3cm的空心方框形截面； B A C 2a D a F 習(xí)題 112圖 ??F x o 習(xí)題 111圖 x y(x) — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 53 115 圖中矩形截面低碳鋼制連桿 AB受壓。 a) 試估算拉桿的壽命為多少年？ b) 若要求使用壽命為 5年 ， 試確定可允許的 Smax。 第三章 靜力平衡問(wèn)題 31: FD=。 45： ?OB=50 MPa， ?BC=0； ?CD= 50 MPa； ?LOD=0。 105 G作用在距 B處為 x=145cm時(shí)，截面應(yīng)力值最大。 321： xC=D/60。 b) 壽命為 N=106次時(shí)所能允許的最大循環(huán)應(yīng)力 ?max2。 122 已知循環(huán)應(yīng)力幅 Sa=100MPa， R=， 計(jì)算 Smax、 Smin、 Sm和 ?S。 112 圖中 AB為剛性梁，低碳鋼撐桿 CD直徑 d=40mm，長(zhǎng) l=， E=200GPa，試計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的載荷 Fmax。由型鋼表可查得 20號(hào)槽鋼的截面積為 A=， Wz=191 cm3。 910 梁承受最大彎矩 Mmax=?m作用，材料的許用應(yīng)力 [?]=140MPa。 A B C MC 習(xí)題 89圖 MB ?100 400 800 B MB MC C MA MD A D 習(xí)題 810圖 習(xí)題 811圖 A B C MC — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 40 第九章 梁的平面彎曲 習(xí) 題 91 試 畫(huà)出圖中各梁的剪力圖與彎矩圖 ，并確定梁中的maxQF和 maxM 。試 設(shè)計(jì) 實(shí)心軸的直徑 D1，及內(nèi)外徑比值為 ?= D2和內(nèi)徑 d2。 b)若缸蓋用直徑 d1=30mm的螺栓與油缸連接，螺栓材 料許用應(yīng)力為 [?]=100MPa， 求所需的螺栓個(gè)數(shù) k。 2) 設(shè)計(jì) A處銷釘直徑 d和長(zhǎng)度 L。材料的許用應(yīng)力為 [?]=120MPa， 求其最大懸垂長(zhǎng)度 L。 b) 若材料應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系用非線性彈性模型 ?=k?n，再求各桿內(nèi)力。 D C B O F F F 習(xí)題 45圖 習(xí)題 46圖 B A C 10kN 1m 40kN 2m x a 習(xí)題 47圖 2a 2a a F A B C — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 22 48 桿二端固定，橫截面面積為 A=10cm2， F=100kN， 彈性模量 E=200GPa。若 d=OA=D/4，試確定帶孔 圓盤(pán) 的 重心位置。 b)能升起重物 W的最小 F值。 為將 其 豎起，先在 O端設(shè)基樁如圖，再將A端墊高 h， 然后用卷?yè)P(yáng)機(jī)起吊。 26 畫(huà)出圖中各物體的受力圖。 習(xí)題 21圖 120? 30? 200N 400N — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 2 22 已知 F1=7kN， F2=5kN, 求圖中作用在耳環(huán)上的合力 FR。 （提示 ： ?較 小時(shí)，有 tg???）。要保證重 P=650N的人爬至頂端 A處不至滑倒，求最小角度 ?。 AC=CD=DB=200mm， C輪直徑 d1=100mm， D輪直徑 d2=50mm，圓柱齒輪壓力 角 ?為 20?，已知作用在大齒輪上的力 F1=2kN，求軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)小齒輪傳遞的力 F2及二端軸承的約束 力。求桿的總伸長(zhǎng)。試驗(yàn)時(shí)每增加拉力 ?F=3kN， 測(cè)得的縱、橫向應(yīng)變 增量為??1=120106， ??2=?38106， 求所試材料的彈性模量 E、泊松比 ?，和 F=3kN時(shí)的體積變化率 ?V/V0。材料許用應(yīng)力為 [?]拉 =80MPa， [?]壓 =240MPa， 試計(jì)算框架所能承受的最大載荷Fmax。法蘭厚t=20mm, 軸徑 d=60mm， 傳遞扭矩 M=?m， 設(shè) [?]=80MPa， [?j]=180MPa，試校核鍵和螺栓的強(qiáng)度。活塞直徑 D=， d=， H=9m， ?水 =， 求平衡狀態(tài)時(shí)的 h值。 習(xí)題 81圖 (a) C 2kN?m A 2kN?m 4kN?m B A B C MC=3kN?m (b) MB=2kN?m (c) C 2kN?m A 2kN?m 6kN?m B 1kN?m 1kN?m D E — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 37 82 一實(shí)心圓桿直徑 d=100mm，扭矩 MT=100kN?m，試求距圓心 d/ d/4及 d/2處 的剪應(yīng)力，并繪出橫截面上剪應(yīng)力分布圖。在轉(zhuǎn)矩 MB和 MC的作用下，軸內(nèi)產(chǎn)生的最大剪應(yīng)力為 ，自由端轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 ?AC=10rad。已知 F=10kN， a=， 許用應(yīng)力 [?]=10MPa。 習(xí)題 913圖 q B A C a a (e) A B F C M0=Fl l/2 l/2 C (d) A M0 l/2 l/2 B 習(xí)題 912圖 a C (f) A l B F — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 47 第十章 應(yīng)力狀態(tài)、強(qiáng)度理論與組合變形 習(xí) 題 101. 試用單元體畫(huà)出圖中各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。 習(xí)題 108圖 FAy y 300 B A C FAz FCy FCz z x 300 100 F d e o 習(xí)題 109圖 — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 51 1010 三種情況下桿的受力如圖所示。若規(guī)定的許用穩(wěn)定安全系數(shù)為 nst=4，試確定桿的許用載荷 Fmax。 128 已知某一含中心裂紋 2a=100mm的大尺寸鋼板 ， 受 到 拉應(yīng)力 ?c1=304MPa作用時(shí)發(fā)生斷裂，若在另一相同的鋼板中 ， 有一中心裂紋 2a=40mm，試估計(jì)其斷裂應(yīng)力 ?c2。 313： a) F?W?tg(??)； b) F?W?tg(?+?)。 54： a) F1=3F/5， F2=6F/5； — — — — — — — — — — — — — 工程力學(xué)習(xí)題 — — — — — — — — — — — — — — — 61 b) F1=3F/(1+2n+1)， F2=3F2 n/(1+2n+1) c) FS=5?ysA/6， FU=?ysA。 第六章 強(qiáng)度與連接件設(shè)計(jì) 61: AAD=， ADK=0 (零桿 )， ABK=20cm2 62： Fmax= KN 63: A?240 mm2 64： (b)： ??= MPa； ??= ? MPa； 65: L?1102m 68： F ?120 KN 69: 螺栓： ?=， ?j=； 鍵： ?=40MPa， ?j=100MPa。 316： a) F1= 2 /4F， F2=0， F 3= ?F /2 。 2) 600?C回火： ?ys=1500 MPa， KIC =100MPa m ； 設(shè)工作應(yīng)力 ?=750MPa，應(yīng)力強(qiáng)度因子表達(dá)式為 K= a?? ，試問(wèn)二種情況下的臨界裂紋長(zhǎng)度 ac各為多少？ 1210 某寬板含 有 中心裂紋 2a0， 受 R=0的循環(huán)載荷作用， KC=120MPa m ， 裂紋擴(kuò)展速率為 da/dN=21012(?K) 3m/c（ K的單位為 MPa m ）； 試對(duì)于 a0=，2mm二種情況分別計(jì)算 ?max=300MPa時(shí)的壽命。 119 圖示簡(jiǎn)易起重機(jī)的起重臂為 E=200GPa的優(yōu)質(zhì)碳鋼鋼管制成，長(zhǎng) L=3m，截面外徑 D=100mm，內(nèi)徑 d=80mm，規(guī)定的穩(wěn)定安全系數(shù)為 nst=4，試確定允許起吊的載荷 W。