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昆明理工大学工程力学习题册答案

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第一章静力学基础

二、填空题
–F1sinα1；F1cosα1；F2cosα2；F2sinα2；0；
F3；F4sinα4；F4cosα4。
1200，0。外内。
约束；相反；主动主动。3，
力偶矩代数值相等（力偶矩的大小相等，转向相同）。

三、选择题
(c。3.2A。D。D。3.5A。B。3.7C。


B
A
FBC
F
BCA
(
F
B
D
AC
(
CDA
(
(
A
F
FB
C
(
BD
四、计算题







M0(F12.52
KNmm
M0(F22531528.3M0(F3180
KNmm
KNmm


Mx(F10My(F150Nm
Mz(F10
Mx(F2252NmMx(F3252Nm
My(F2252NmMy(F3252Nm
Mz(F2252Nm
Mz(F3252Nm
五、受力图

ABA
F
C
A
YA
F
CF
F
qD
q
F
B
A
B
(
C
FC
BA
C
F
F
FA


C
FC
A
MA
C
XA
B
FB
FA
D
F1
((


AT
FAB
(
FB
FB

YB
YC
F
B
qAXB
C
(




(1小球A
B
(2大球
C
FA
FB
A
F
B
(
BA
P
P
(
T
BP
2
YA
P1
A
XA
B
Y(1A
CPAB杆AF
XA
E
D




TA
TB

A
N'C
C
BNC
CP
P
TA
TB
ABCP
P
CP
P(1AC杆
YAA
P
YB
B
(
XA
XB
YC
X'C
C
XC
C
YP
Y'A
C
PY
B
AXA
XB
B
FC
P
B
C
YA
C
FF,
CFF
E
A
FD
XA
YD
YA
q
FD(1段梁AC
MA
A
XC
F
A
B
(
YB
YD
YA
q
F
XC
MXC
A
A
A
YB
YC
B



(1C
杆CD


(

F
,E
F
FC
YA
X
,Y,
AA
XA
FE

YB
F
,C
Y0
.
XXB
0
第二章力系的简化一、是非判断题
X'C
C
F
D
Y'C
YD
(1轮D滑
P
(
FD
P
YFF,BC
BC
A
YIX'I
XA
XI
Y'
IYK
F,D


(×(∨(×二、填空题
平衡。
分布载荷图形的面积，合力矩定理，分布载荷图形的形心。
平行力系合力的作用点；物体合重力的作用点；物体的几何中心。

三、计算题

X340.98kN
解：由式：
Y587.13kN
F
4
yF
1
FR'FR
'FR
(X2(Y2678.96kN
F
3
cos
X
FR'
0.502cos
Y0.865
FR'
5
M0
O
d1
O
F
52
x
M0M0(Fi4600.58kNcm
'FRFR678.96kN
d
由式：
M0
6.78cm'
FR

y

y
3
3
3
用负面积法：
xc5.12mm
1
3
3
3


xc0yc6.08mm
yc10.12mm
第三章力系的平衡方程及其应用一、是非判断题
(∨；(×；(∨；(×；(×；(∨

二、填空题力
偶
矩Y0的
M0
代
数
值
相
等；。力多边形自行封闭；。
，A、B的连线不
B
X0
X0
M
A
0
M
0
垂直x轴。
，A、B、C三点不
B
C
M
A
0
M
0
M
0

共线。
(a、(b、(c、(d。

三、计算题
F
FBB
解：取锻锤为研究对象
CFA
∵力偶只能用力偶平衡，∴FA=
h
FB
FA
M0
FAFB
FeFAh0
Fe10020
10kNh200
e
方向如图。


d


T
T196.6kNFA47.54kN
y
x
eP
A
Bb
FB90.12kN
FB
a
FA


XAXA
YA
M
2
F
BF
3a(
YAYB
A
q=2kC
XA
M=8kNA
0.(0.
B
MA
F=2D
0.
0.
XA0YAF2F1
XA0YA3kN(
MAM2aF23aF1
YA
YB24.6kN
A
aa
(
3X(2F1F2A
9
23FB(2F1F2
9

FF
Ba
3
FB
YA
XA
YB
M
A
2
(
XA0
F
Ba
MF
2a2
C
1
YA(F12F2
3
YA
YB
3FM22a

A
q
2
MD
2
2
解：取CD为研究对象
B
2

C
y

YA
XA
M
x
XC
X0M0Y0
C
XC0
YD15kNYC5kN
C
D
2
2
YD
YC
取ABC为研究对象'
X0M
B
XAXCXC0

q
2
0YA15kN
A
B
2
CX
'
C


YC'
Y0
YB40kN
YB

E
1
BP
2.2
6
CD
解：取EBCD为研究对
M
B
0
象
P
y
x

P21FACsin6002P12.50
1
FAC(2.5P1P26.64kN
3'FAC6.64kN（）
∴杆AC受压
A
X0Y0
CDP
FAC
XBFACcos6000
XBFACcos6003.32kN(
1
E

BP
XB
2.
2
YB
YBP2FACsin600P10
6
YBP2P16.64
3
0.25kN(2


解：取整体为研究对象，设滑轮E的半径
M
XA
为
YA
YB
4YB(2rP(1.5rP0
r。YB1(2P1.5P10.5kN(
4
X0XAP0XAP12kN(
A
0
P
Y0
FC
YAPYB0YAPYB1.5kN(
y

x


C
取CE杆、滑轮E和重物为研究对象。
M
D
01.5FCcosrP(1.5rP0
D
1.5FCcos1.5P0
(a
P


XD
YD
cos
2221.52

22.5
FC
P2.5P
15kNcos2
杆BC的内力为压力等于15kN。



300
T600

XA
MA杆为研究对象。0解：取AB
2rcos300FE2.5rcos600P5rQ0
FE
12.5
(P5Q1125N32
2r300
F
'E
取圆柱为研究对象：
FE
T
23'
(FE1125N
23
y
YA
xT1125N1000N
∴绳子会断。

YD

解：取传动轴为研究对象。


z

22
ZAXA

12.
ZB
Ax
BM

∵传动轴绕y轴匀速转d
D
F
Ey
XB
cosM02
21030动F2M12.67kN
dcos0.173cos200
F
0.22Fsin200
ZB2.79kN(
0.3420.22Fcos200
XB7.66kN
0.342XAFcos200XB4.25kNZAFsin200ZB1.54kN(
My0
MM
x
00
0.22Fsin0.342ZB00.22Fcos0.342XB0XAFcosXB0ZAFsinZB0
z
X0Z0
第四章材料力学的基本假设和基本概念一、是非判断题
(∨(∨(×(×
(∨
(∨(∨(×

二、填空题
强度，刚度。


强度，刚度稳定性。连续性，均匀性，各向同性。
连续性假设。应力、应变变形等。拉伸压缩弯曲。弯曲剪切压弯组合。γ＝2α；γ＝α-β；γ＝0。


第五章轴向拉压的应力与变形一、是非判断题
(×(×(×(×
(×(×(×

二、填空题
(×
外力合力的作用线与杆轴向重合；杆沿轴线方向伸长或
缩短。
产生拉伸变形的轴力为正；反之为负。横，σ=FN/A；450斜，σ
/2。
（1）校核；（2）设计界面尺寸；（3）确定许可载
荷。
2，σ≤σp。__大于1的_，___小_____。

三、选择题
_D_。B。B。B。_D_。B。3.7A。

四、计算题

2F
2F(+

(-F


qa
(+(-

qa


F
(+
(-2F
60kN
(+30kN(+

(-

20kN
13Aa
2(+
11Aa
a
Aa







11
FN1120103100MPa6
A2001011
22

FN221010333.3MPaA22300106FN331010325MPaA33400106
33



lADlABlBClCD
FNABlFlFl
NBCNCD
3EA3EA3EA



F
(+
(-
F
Fl3EA
(+
F


(1
FNAC100kN
FNBC100160260kN
100kN
(-
解：
(2
AC
FNAC100103
2.5MPaAAC200200106
260kN
BC
FNBC2601036.5MPaABC200200106

(4
(-
(3
AC
AC
E
BC
2.510
5
BC
E
6.5105
llAClBCAClACBClBC1.35104(m


FAB
y
x
FC


Y0
FABsin3002W0
FAB4W41560kN
查表（P370）得不等边角钢63×40×4的横
2
A4.058cm截面面积为：
FNABFAB60kN
斜杆AB的轴力
AB
103FNAB为：60
73.93MPa170MPa4
AAB24.05810



∴斜杆AB满足强度条件


解：1）为使杆件承受最大拉力，应使

胶合面上的σ和τ同时达到它们的许用应力，即：sin22cos2
由和式得：


2cos22
sin2

cos
ctg2sin
26.570
2）求许可载荷：


由：cos2
F
cos2A
02
A1001064104
F50kN
cos
2


(cos26.57
取F50kN
M
解：取ED杆为研究对象
E
0
2FD230010FD300kN
Y0
取销钉A为研究对象
'
FABsin300FD0
'
FAB2FD600kN
AD
FNADFD
2AAD2AAD
由强度条
FD

FAB
件：
AAD
FD
8.82cm2
2
AAD9.397cm2
查表(P366AD杆选等边角钢80×
y
x
FD'
FAC
806mm由×强度：条ABFNABFAB
2AAB
2AAB
件：


AAB
FAB
17.65cm2
2
AAB19.261cm2
查表(P367AB杆选等边角钢100×100×10mm：


解：取刚性杆AB为研究对象；为1次超静定
F1
F130kN
F260kN
F2
FN1F130103
130MPa6
A1A1100010FN2F260103
260MPa
A2A21000106

第八章杆件的扭转一、是非判断题
（×）；（×）；（×）；（×）；（×）；（×）

二、填空题

1/8，1/16。_相等__，_不同__。1.等直圆轴；2.τ
max≤τp。
空心轴＞实心轴；相同。_扭转刚度_；抵抗扭转变形的。
_大_，大。
2.7C，D轮位置对调。
T


TT

（a（b
（c
三、选择题
D。D。3.3A，B。3.4A，C。

四、计算题
试画出下列各轴的扭矩图。



1.5m
0.5m
4kNm
（+

（+）
（－）
6kNm
（+）
）


（－）
2m
2kNm
ma
（+
（
2kNm
（+）
）
－）


Me
BC
ρ
2AB
TABlAB32141031
GIp791090.14
1.805102rad1.0340
1TABTBCMe14kNm
解：
E
T32T
42.8MPaIpd4
T16T
71.3MPaWtd3
AC
max
TAClAC32141031.5
GIp791090.14


2.708102rad1.5510


maxBC
TBC161765
47.7MPa3
WtBC0.05
maxmaxBC47.7MPa
1765Nm

作用在BC段内任一截面的
TlTl
(3周边各点ACABBCABABBCBC
GIpGIp
2936Nm
（


29360.73217650.532
80.41090.07480.41090.054
－）
Tmax2936Nm
0.010850.017890.0287rad1.64
0
解：(1画扭矩图：
(2maxAB
TAB162936
43.6MPa3
WtAB0.07

d1d2
解：设3个轮上的扭力矩分别为M1，M2，M3。


M1
M2
M3
x
M29549
由（8.3a）式：
nM2
9549
M2M1M3N
N(kWn(r/min
Nm
(a(b
M
x
0
M2M1M30
主动轮输入最大功率时，两段轴上的τmax=
M1
16M1[τ]T，即：1max1
Wt1d13
d13
16
max2
T16M323Wt2d2
M3
3
d2
16
M2M1M3

16
3
（d13d2
代入（b）式得：
nM2n3310080106
N（d1d2(0.0730.05376.99kW
9549954916954916
代入（a）式得：


解：由（）式：
如果：TMe1756
Me7024
N(HP60
70241756
n(r/min240
Nm
Nm
max
1）按强度条件，由（）式：
16T
T16T
Wtd3
d3

3
161756
6.07102m60.7mm6
4010

1）按刚度条件，由（）式：
T18032T180GIpGd4


d4
32T18043217561802
5.9810m59.8mm92
G80101
取



d61mm
8-3.图示起重架的最大起吊重量（包括行走小车等）为P=40kN，横
梁AC由两根No18槽钢组成，材料为Q235钢，许用应力[]=120MPa。试校核梁的强度。

解：（1）受力分析当小车行走至横梁中间时最危险，此时梁AC的受力为


由平衡方程求得S40kNX34.64kNY20kN（2）作梁的弯矩图和轴力图

此时横梁发生压弯变形，D截面为危险截面，
N34.64kNMmax35kNm
（3）由型钢表查得工字钢
Wy152cm3A29.299cm2
（4）强度校核
σmaxσcmax
NMmax
2A2Wy
121MPa1.05[σ]
故梁AC满足强度要求。


8-8.图示钻床的立柱为铸铁制成，许用拉应力为[t]=35MPa，若
P=15kN，试确定立柱所需要的直径d。

解：（1）内力分析


3l0
解：取整体为研究
如图作截面取上半部分，由静力平衡方程可得
2
NP15kNM0.4P6kNm
所以立柱发生拉弯变形。（2）强度计算
先考虑弯曲应力
σtmax
MM
σt3Wπd
32
d120.4mm
取立柱的直径d=122mm，校核其强度
σtmax
NMNM2
πd3AWπd

432
34.94MPa[σt]
所以立柱满足强度要求。


本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/48e1a4e46d85ec3a87c24028915f804d2a1687e8.html

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