工程力学9130第三次作业

2015秋工程力学9130第三次作业

一、问答题

1、什么是自锁现象？ 2、力偶的性质有那些？

3、怎样根据平动刚体的运动特点求解其上各点的运动？ 4、简述扭转变形的受力特点和变形特点 5、简述轴向拉压变形的受力特点和变形特点？ 6、什么是虚位移

7、什么是质点动量矩守恒定律 8、什么是中性层与中性轴

9、直径相同、材料不同的两根等长的实心圆轴，在相同的扭矩作用下，其最大剪应力、极惯性矩是否相同？ 10、什么是刚体的平面运动？

二、分析计算题

1、如图示等截面圆轴，转速n=200r/min，由主动轮A输入功率PA?40kW，由从动轮B、C、D输出功率分别为PB?20kW，PC?PD?10kW，试作扭矩图。

2、简支梁为矩形截面，已知：b?h?(50?150)mm2,F?20kN, 材料许用弯曲正应力????160MPa，校核梁的强度

2015秋工程力学9130第三次作业答案

一、问答题

1、什么是自锁现象。

答：如果作用于物块的全部主动力的合力FR的作用线在摩擦角这个力怎样大，物块必保持静止。这种现象称为自锁现象。 2、力偶的性质有那些？

答：根据力偶的概念可以证明力偶具有如下性质：

（1）构成力偶的两个力在任意轴上投影的代数和为零，即力偶无合力。也就是说：力偶既不能与一个力等效，也不能用一个力来平衡，力偶只能用力偶来平衡。力和力偶是组成力系的两个基本要素。

（2）力偶对作用面内任意一点之矩恒等于该力偶的力偶矩，而与矩心的位置无关。

（3）力偶对刚体的效应完全取决于力偶矩的大小和转向。所以力偶在其作用面内可以任意搬移、旋转，不会改变它对刚体的效应。

（4）在保持力偶矩大小和转向不变的情况下，可同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，不会改变它对刚体的效应。

以上力偶的性质仅适用于刚体，而不适用于变形体。 3、怎样根据平动刚体的运动特点求解其上各点的运动

答：当刚体平行移动时，其上各点的轨迹形状相同；在每一瞬时，各点的速度相同，加速度也相同。

4、扭转变形的受力特点和变形特点

答：受力特点：杆件的两端作用两个大小相等、方向相反、且作用平面垂直于杆件轴线的力偶.

变形特点：杆件的任意两个横截面都发生绕轴线的相对转动. 5、简述轴向拉压变形的受力特点和变形特点？

之内，则无论

答：受力特点:直杆的两端沿杆轴线方向作用一对大小相等,方向相反的力。变形特点:在外力作用下产生杆轴线方向的伸长或缩短。 6、什么是虚位移

答、在某瞬时，质点系在约束允许的条件下，可能实现的任何无限小的位移称为虚位移。

7、什么是质点动量矩守恒定律

答、如果作用于质点的力对某定点O的矩恒为零，则质点对该点的动量矩保持不变，即

作用于质点的力对某定轴的矩恒为零，则质点对该轴的动量矩保持不变，即

8、什么是中性层与中性轴？

答：梁弯曲后，其纵向层一部分产生伸长变形，另一部分则产生缩短变形，二者交界处存在既不伸长也不缩短的一层，这一层称为中性层。中性层与横截面的交线为截面的中性轴。

9、直径相同、材料不同的两根等长的实心圆轴，在相同的扭矩作用下，其最大剪应力、极惯性矩是否相同？

答、因为最大剪应力和极惯性矩和材料无关，只和轴的几何参数有关，所以最大剪应力相同、极惯性矩相同 10、什么是刚体的平面运动？

答：刚体在运动过程中，其上各点都始终保持在与某一固定平面相平行的平面内运动，刚体的这种运动称为平面平行运动，简称平面运动。

二、分析计算题

1、如图示等截面圆轴，转速n=200r/min，由主动轮A输入功率PA=40KW，由从动轮B、C、D输出功率分别为PB=20KW，PC=PD=10KW，试作扭矩图。

解：（1）计算外力偶矩

P20MeB?9549B?(9549)N.m?954.9N.m?0.9549kNmn200 P40MeA?9549A?(9549)N.m?1909.8N.m?1.9098kNmn200

P10MeC?MeD?9549c?(9549)N.m?477.45N.m?0.4775kNmn200

（2）计算扭矩

T1?954.9N?m，T2??954.9N?m，T3??477.5N?m

（3）作扭矩图

2、简支梁为矩形截面，已知：b?h?(50?150)mm2,F?20kN, 材料许用弯曲正应力????160MPa，校核梁的强度

解： （1）求支反力 ?Fx?0?FAx?0

?MA?0:FB?2000?F?1200?0?FB?12kN?Fy?0?FAy?FB?F?0

FAy?8kN

（2）求Mmax?1200?FAY?9.6kNm （3）

?maxMmax9.6?1036?9.6?103????0.0512?109Pa?51.2MPa?????160MPa 2?32?6Wbh50?10?150?106（4）该梁的弯曲正应力强度足够，安全。