工程力学练习题答案.doc

A
B
W
600
C
D
E
800
300
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。
A
B
W
600
C
D
E
800
300
FB y
FBx
FA y
FAx
W
x
y
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);
A
C
D
FA y
FAx
FD y
FDx
FC
(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。
A
B
C
D
E
F
F
45o
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);
D
E
F
FD y
FDx
45o
B
FF
(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);
A
B
D
F’D y
F’Dx
FA y
FAx
FB
x
y
(5) 选坐标系Axy,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
A
B
C
D
E
M
x
y
z
a
b
h
5-4 一重量W=1000 N的匀质薄板用止推轴承A、径向轴承B和绳索CE支持在水平面上,可以绕水平轴AB转动,今在板上作用一力偶,其力偶矩为M,并设薄板平衡。已知a=3 m,b=4 m,h=5 m,M=2000 N×m,试求绳子的拉力和轴承A、B约束力。
A
B
C
D
E
M
x
y
z
a
b
h
FA y
FAx
FAz
FBz
FB y
FC
W
解:(1) 研究匀质薄板,受力分析,画出受力图(空间任意力系);
(2) 选坐标系Axyz,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
5-5 作用于半径为120 mm的齿轮上的啮合力F推动皮带绕水平轴AB作匀速转动。已知皮带紧边拉力为200 N,松边拉力为100 N,尺寸如题5-5图所示。试求力F的大小以及轴承A、B的约束力。(尺寸单位mm)。
A
B
C
D
F
100
100
150
160
200N
100N
20o
A
B
C
D
F
100
100
150
160
200N
100N
20o
FA y
FAx
FB y
FBx
x
y
z
解: (1) 研究整体,受力分析,画出受力图(空间任意力系);
(2) 选坐标系Axyz,列出平衡方程;
约束力的方向如图所示。
A
B
C
D

20o
22
x
y
z
d
F
E
M