工程力学竞赛复习题及答案 下载本文

解:

(1)取滑轮画受力图如图所示。AB、AC杆均为二力杆。

(2)建直角坐标系如图,列平衡方程:

∑Fx=0, -FAB-FACcos45°-Fsin30°=0 ∑Fy=0, -FACsin45°-Fcos30°-F=0 (3)求解未知量。

将已知条件F=G=2kN代入平衡方程,解得:FAB=2.73kN(拉) FAC=-5.28kN(压)

24. 试求图示梁的支座反力。已知F=6kN,M=2kN·m,a=1m。

(1)取梁AB画受力图如图所示。

(2)建直角坐标系,列平衡方程: ∑Fx=0, FA-FBx=0

∑Fy=0, FBy-F=0

∑MB(F)=0, -FA×a+F×a+M=0 (3)求解未知量。

将已知条件F=6kN,M=2kN·m,a=1m代入平衡方程,解得:

FA=8kN(→);FBx=8kN(←);FBy=6kN(↑)。

27. 试求图示梁的支座反力。已知F=6kN,q=2kN/m,M=2kN·m,a=1m。

解:求解顺序:先解CD部分再解ABC部分。

解CD部分

(1)取梁CD画受力图如上左图所示。 (2)建直角坐标系,列平衡方程: ∑Fy=0, FC-q×a+FD=0 ∑MC(F)=0, -q×a×0.5a +FD×a=0 (3)求解未知量。

将已知条件q=2kN/m,a=1m代入平衡方程。解得:FC=1kN;FD=1kN(↑) 解ABC部分

(1)取梁ABC画受力图如上右图所示。 (2)建直角坐标系,列平衡方程: ∑Fy=0, -F/C+FA+FB-F=0 ∑MA(F)=0, -F/C×2a+FB×a-F×a-M=0 (3)求解未知量。

将已知条件F=6kN,M=2kN·m,a=1m,F/C = FC=1kN代入平衡方程。 解得: FB=10kN(↑);FA=-3kN(↓)

梁支座A,B,D的反力为:FA=-3kN(↓);FB=10kN(↑);FD=1kN(↑)。

32. 图示汽车起重机车体重力G1=26kN,吊臂重力G2=4.5kN,起重机旋转和固定部分重力G3=31kN。

设吊臂在起重机对称面内,试求汽车的最大起重量G。

解:

(1)取汽车起重机画受力图如图所示。当汽车起吊最大重量G时,处于临界平衡,FNA=0。

(2)建直角坐标系,列平衡方程:

∑MB(F)=0, -G2×2.5m+Gmax×5.5m+G1×2m=0

(3)求解未知量。将已知条件G1=26kN,G2=4.5kN代入平衡方程,解得:Gmax=7.41kN

33. 汽车地秤如图所示,BCE为整体台面,杠杆AOB可绕O轴转动,B,C,D三点均为光滑铰链

连接,已知砝码重G1,尺寸l,a。不计其他构件自重,试求汽车自重G2。

解:

(1)分别取BCE和AOB画受力图如图所示。

(2)建直角坐标系,列平衡方程: 对BCE列∑Fy=0, FBy-G2=0

对AOB列∑MO(F)=0, -F/By×a+F×l=0

(3)求解未知量。将已知条件FBy=F/By,F=G1代入平衡方程,解得:G2=lG1/a

3. 拉杆或压杆如图所示。试用截面法求各杆指定截面的轴力,并画出各杆的轴力图。

解:

(1)计算A端支座反力。由整体受力图建立平衡方程: ∑Fx=0, 2kN-4kN+6kN-FA=0

FA=4kN(←)

(2)分段计算轴力

杆件分为3段。用截面法取图示研究对象画受力图如图,列平衡方程分别求得: FN1=-2kN(压);FN2=2kN(拉);FN3=-4kN(压) (3)画轴力图。根据所求轴力画出轴力图如图所示。