工程力学(静力学与材料力学)答案(2)

2018-12-08 18:08

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解:(1) 取DE为研究对象,DE为二力杆;FD = FE FD

E

FE D (2) 取ABC为研究对象,受力分析并画受力图;画封闭的力三角形:

F B FA F

F’D D F’D 3 4

3

FA A

'FA?FD?FE?15F??166.7 N 233-1 已知梁AB上作用一力偶,力偶矩为M,梁长为l,梁重不计。求在图a,b,c三种情况下,支座A和

B的约束力

M M l/2 l/3

A B A B

l l

A l/2 (a) M B θ l (b)

(c)

解:(a) 受力分析,画受力图;A、B处的约束力组成一个力偶; M l/2

列平衡方程:

A FA l B FB

?M?0 FB?l?M?0 FB?M?FA?FB?l

Ml

5

[键入文字]

(b) 受力分析,画受力图;A、B处的约束力组成一个力偶; M l/3

A B l FA FB

列平衡方程:

?M?0 FB?l?M?0 FB?M?FA?FB?l (c) 受力分析,画受力图;A、B处的约束力组成一个力偶; M l/2 FA

B A

θ l FB 列平衡方程:

Ml

?M?0 FB?l?cos??M?0 FB??FA?FB?Mlcos?Mlcos?

3-2 在题图所示结构中二曲杆自重不计,曲杆AB上作用有主动力偶,其力偶矩为M,试求A和C点处的

约束力。

a

A 3a B a C Ma

解:(1) 取BC为研究对象,受力分析,BC为二力杆,画受力图; F

B

B C FC

FB?FC

(2) 取AB为研究对象,受力分析,A、B的约束力组成一个力偶,画受力图;

6

[键入文字]

FA A MB F’B 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)。

C 0.8 0.8

2'MM'FB??3a?a??M?0 FB??0.3542a 22aM?FA?FC?0.354a?M?0 2 A C 0.7 0.8 B D 0.5 0.4 0.4 (b)

q =2 A M=3 C 1 2 B 30o (c) q=20 A 0.8 0.8 M=8 B 20 D

(e)

解:

(b):(1) 整体受力分析,画出受力图(平面任意力系);

y 2 A B FAx D C

0.7 0.5 FB FA y 0.4

0.8 0.8 0.4

0.8 x 7

[键入文字]

(2) 选坐标系Axy,列出平衡方程;

?Fx?0: ?FAx?0.4?0 F

Ax?0.4 kN?MA(F)?0: ?2?0.8?0.5?1.6?0.4?0.7?FB?2?0 F

B?0.26 kN?Fy?0: FAy?2?0.5?FB?0 FAy?1.24 kN

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); y q =2 2?dx A M=3 B F Ax C FA y dx x 30o x

1 2 FB

(2) 选坐标系Axy,列出平衡方程;

?MB(F)?0: ?FAy?3?3??202?dx?x?0

FAy?0.33 kN?F2y?0: FAy??02?dx?FBcos30o?0

FB?4.24 kN?Fx?0: FAx?FBsin30o?0 F

Ax?2.12 kN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); 20?dx y q=20 FM=8 20 Ax C dx A B D x

0.8 x FA y 0.8 0.8 FB 0.8

(2) 选坐标系Axy,列出平衡方程;

?Fx?0: FAx?0

8

[键入文字]

?MA(F)?0: ?20?dx?x?8?FB?1.6?20?2.4?000.8

FB?21 kN?F约束力的方向如图所示。

y?0: ??20?dx?FAy?FB?20?000.8

FAy?15 kN4-5 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);

FAx MA A FA y (2) 选坐标系Bxy,列出平衡方程;

G B x

b y A b B ?D ?G ?F?Fyx?0: -FAx?Gsin??0 FAx?Gsin? FAy?G(1?cos?)

?0: FAy?G?Gcos??0

?M约束力的方向如图所示。

B(F)?0: MA?FAy?b?G?R?G?R?0 MA?G(1?cos?)b

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。

A

q B a a C a M D 9

a


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