北京郵電大學(xué)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課后題解模塊一.doc

模塊 一一、填空1、外力指作用在構(gòu)件上的各種形式的載荷，包括 重力、 推力、拉力、轉(zhuǎn)動(dòng)力矩 等。2、平衡指構(gòu)件處于 靜止 或 勻速直線運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)。3、力的三要素是指力的 大小、方向 和 作用點(diǎn)。4、力偶矩的 大小、轉(zhuǎn)向 和 作用平面 稱(chēng)為力偶的三要素。5、兩構(gòu)件相互作用時(shí)，它們之間的作用與反作用力必然 等值、反向、共線， 但分別作用于兩個(gè)構(gòu)件上。6、參照平面力系分類(lèi)定義，可將各力作用線匯交于一點(diǎn)的空間力系稱(chēng)為 空間匯交 力系；將各力作用線相互平行的空間力系稱(chēng)為 空間平行 力系；將作用線在空間任意分布的一群力稱(chēng)為 空間任意 力系。二、選擇1、如果力R是F1、F2二力的合力,用矢量方程表示為R=F1+F2,則三力大小之間的關(guān)系為(D )。 A.必有R=F1+F2; B.不可能有R=F1+F2; C.必有R>F1,R>F2; D可能有R<F1,R<F2。2、剛體受三力作用而處于平衡狀態(tài),則此三力的作用線(D )。 A. 必匯交于一點(diǎn); B. 必互相平行; C. 必都為零; D. 必位于同一平面內(nèi)。 3、力偶對(duì)物體產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)為(C ). A只能使物體轉(zhuǎn)動(dòng)；B. 只能使物體移動(dòng); C. 既能使物體轉(zhuǎn)動(dòng),又能使物體移動(dòng); D. 它與力對(duì)物體產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)有時(shí)相同,有時(shí)不同。4、關(guān)于平面力系的主矢和主矩，以下表述中正確的是（ A ）A主矢的大小、方向與簡(jiǎn)化中心無(wú)關(guān)；B. 主矩的大小、轉(zhuǎn)向一定與簡(jiǎn)化中心的選擇有關(guān);C. 當(dāng)平面力系對(duì)某點(diǎn)的主矩為零時(shí)，該力系向任何一點(diǎn)簡(jiǎn)化結(jié)果為一合力;D. 當(dāng)平面力系對(duì)某點(diǎn)的主矩不為零時(shí)，該力系向任一點(diǎn)簡(jiǎn)化的結(jié)果均不可能為一合力。5、下列表述中正確的是（ D ）A任何平面力系都具有三個(gè)獨(dú)立的平衡方程式；B. 任何平面力系只能列出三個(gè)平衡方程式;C. 在平面力系的平衡方程式的基本形式中，兩個(gè)投影軸必須相互垂直;D. 平面力系如果平衡，該力系在任意選取的投影軸上投影的代數(shù)和必為零 6、下列表述中不正確的是( B )A. 力矩與力偶矩的量綱相同; B. 力不能平衡力偶; C. 一個(gè)力不能平衡一個(gè)力偶;D. 力偶對(duì)任一點(diǎn)之矩等于其力偶矩，力偶中兩個(gè)力對(duì)任一軸的投影代數(shù)和等于零。 三、分析計(jì)算1、如圖所示，三鉸拱橋又左右兩拱鉸接而成，在BC作用一主動(dòng)力。忽略各拱的自重，分別畫(huà)出拱AC、BC的受力圖。題1-3-1圖解：（1）選AC拱為研究對(duì)象，畫(huà)分離體，AC桿為二力桿。受力如圖 （2）選BC拱為研究對(duì)象，畫(huà)出分析體，三力匯交原理。 2、支架如圖所示，由桿AB與AC組成，A、B、C處均為鉸鏈，在圓柱銷(xiāo)A上懸掛重量為G的重物，試求桿AB與桿AC所受的力。題1-3-2圖解:（1)取圓柱銷(xiāo)為研究對(duì)象，畫(huà)受力圖;作用于圓柱銷(xiāo)上有重力G，桿AB和AC的反力FAB和FAC; 因桿AB和AC均為二力桿，指向暫假設(shè)如圖示。圓柱銷(xiāo)受力如圖所示，顯然這是一個(gè)平面匯交的平衡力系。 （2）列平衡方程3、圖示為一夾緊機(jī)構(gòu)，桿AB和BC的長(zhǎng)度相等，各桿自重忽略不計(jì)，A、B、C處為鉸鏈連接。已知BD桿受壓力F3kN， h200mm，l1500mm。求壓塊C加于工件的壓力。題1-3-3圖解: (1) 取DB桿為研究對(duì)象，畫(huà)受力圖;列平衡方程； (2) 取壓塊C桿為研究對(duì)象，畫(huà)受力圖;列平衡方程4、圖示懸臂梁AB作用有集度為q4kN/m的均布載荷及集中載荷F5kN。已知 =25， l3m，求固定端A的約束反力。題1-3-4圖解: (1) 取梁AB為研究對(duì)象，畫(huà)受力圖; (2) 列平衡方程可得：5、梯子AB靠在墻上，重200 N，如圖所示。梯子長(zhǎng)為l，并與水平面交角=60。 已知接觸面間的摩擦系數(shù)均為0.25。今有一重650 N的人沿梯子上爬，問(wèn)人所能達(dá)到的最高點(diǎn)C到A點(diǎn)的距離s應(yīng)為多少？題1-3-5圖解 當(dāng)人沿梯子向上， 達(dá)到最高點(diǎn)C時(shí)， 梯子處于臨界狀態(tài)， 梯子即將滑動(dòng)， A點(diǎn)和B點(diǎn)同時(shí)達(dá)到最大靜摩擦力， 所以受力分析時(shí)以梯子AB為研究對(duì)象， 加上A、B處的摩擦力， 大小為Fmax ， 方向與A、B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反， 再按平面任意力系的平衡方程求解。 （1）以梯子為研究對(duì)象畫(huà)受力圖， 如圖所示（2）列平衡方程Fx=0, FNB -FsA =0 Fy=0, FNA +FsB -P-P1=0 MA(F)=0, -FNB lsin-FsB l cos+P(l/2)cos+P1s cos=0其中： FsA =fsFNA FsB =fsFNB 把數(shù)據(jù)fs=0.25, P=200 N, P1=650 N代入， 解得 s=0.456l6、如圖所示，支柱AB下端為球形鉸鏈，BC、BD為兩繩索，F(xiàn)7.2kN。不計(jì)支柱的自重，求柱及繩索受到的力。題1-3-6圖解 （1）取B鉸為研究對(duì)象，畫(huà)出其受力圖。由圖可知，立柱AB、繩索BC與BD對(duì)B鉸的作用力及主動(dòng)力F共同組成空間匯交力系而平衡。（2）按圖中的坐標(biāo)系列平衡方程， ， ， 由圖中給定的尺寸可知：，（3）求解未知量。將上面各三角函數(shù)值代入平衡方程、并聯(lián)立求解，得立柱AB、繩索BC與BD受力為：，