3-1 梁受载荷如图所示,试求支座A、B的约束力。 A F AX 解:
(1) 取直杆AB为研究对象,受力分析如图所示。 (2) 列平衡方程。
?Fcos45??Fcos45??0 ?F?0,FAxBxF 45° B FB 45°
FAy ?Fy?0,FAy?Fsin45??FBsin45??0
?MA?0, ?F?2sin45??F?4sin45??0 BF?342F 由这三个平衡方程可以求出, 受力方向如图所示。 (b) 解:
FAy D A FAX Me Ax,FAy?24F,FB?F2
B C
FBy (1) 取直杆CD为研究对象,A为固定铰支座,B为辊轴铰支座,
受力分析如图所示。 (2)列平衡方程
?F?0, F?0 xAx?Fy?0,?qa?Fa2Ay?FBy?F?0 C?MA?0, q2?Me?FBy?2a?F?3a?0
FAx?0由这三个平衡方程可以求出,A、B的约束力
eF?qa??Ay422a5FM,
,FBy?32F?Me?qa2a4, 受力方向如图所示。
3-10 水平传动轴如图所示,r1=20cm,r2=cm,a=b=50cm,c=100cm,C轮上的皮带是水平的,其拉力FT1=2Ft1=5kN,D轮上的皮带与铅垂线成角α=30°,其拉力为FT2=2 Ft2。试求平衡时FT2和Ft2的值及轴承A和B的约束力。 X 解:
(1) 取传动轴AB为研究对象,轴承A、B在X、Z方向受力,受
力分析如图所示。 (2) 列平衡方程
?F?F?Fsin??Fsin??F?0 ?F?0,FAxT1t1T2t2Bxx?Fcos??Fcos??F?0 ?F?0,FAzT2t2Bzzy FAz A FAx FT1 FT2 Ft1 C D α F t2αFBz B FBx Z
?Mx?0,?FT2(a?c)cos??F(a?c)cos??F(a?b?c)?0t2Bz
?My?0,
?Fa?Fa?F(a?c)sin??F(a?c)sin??F(a?b?c)?0T1t1T2t2Bx
?Mz?0,Fr?Fr?Fr?Fr?0 t11T11T22t22T2?4kN解平衡方程,得F
FBx,Ft2,F?2kN,FAx??6.75kN,FAz?1.3kN
??4.125kNBz?3.9kN,负号表示与所设方向相反。
4-1 重为G的物体放在倾角为α的斜面上,物体与斜面间的摩擦角
为Фm,如图所示。如在物体上作用力F,此力与斜面的交角为θ,求拉动物体时的F值,并问当角为何值时此力为极小。 解:
(1) 做受力分析,建立如图所示的坐标系。
?F(2) x?0, Fcos??Gsin??Ftg??0NmN?0
F FN f α G θ X
?Fy?0,Fsin??Gcos??F由上述两式,得F?)mGcos(???)msin(???
当?
??m时,F的值最小,此时Fmin?sin(???m)G
4-3 梯子AB靠在墙上,其重G=200N,如图所示。梯子长L,与水
平面的交角θ=60°,已知接触面间的静摩擦力系数均为0.25。今有一重为650N的人沿梯上爬,问人所能达到的最高点C到A点的距离s为多少?
B
C fB FNB l s G G人 θ FNA A fA 解:(1)以梯子AB为研究对象,其受力分析如图所示。
(2)列平衡方程
?F?0,F?f?0 xNBAy?0?F,fB?G?G人?FNA?0
?Mllsin60??Gcos60??Gscos60??0?0,?flcos60??FBNB人A2由上述四式,求得FNA
?800NF,NB?200Ns?,
1003?25325l?0.456l
4-6 如图所示,均质杆AB重100N,木块重200N,B端靠在木块上,
其与木块的摩擦系数f=0.1,木块放在地面上,与地面间的摩擦系数为f=0.6,杆与水平面倾角为45°,求欲拉动木块时绳的拉力的最小值。
解:(1)以AB为研究对象,其受力如图(a)所示。 fAB GAB A FAy FAx FT FN fAB f木块 B FNB FNB G木块 (a) (b)
(2)对AB列平衡方程
?MAF?0,?F?501.1NBlcos45??f?51.1ABNlcos45??GABlcos45??0,
则
NBN,fAB
(3) 以木块为研究对象,则做受力分析图,如图(b)所示 (4) 对木块列平衡方程
?F?0,?Fcos30??f?f?0 xTAB木块?Fy?0,Fsin30??F?F?G?0TNNB木块
f木块?fFN
得,FTmin=130.2N
6-1 试求图6-43所示各杆1-1、2-2、3-3界面上 的轴力,并作轴力
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