《工程力學(xué)試題》PPT課件.ppt

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1、圖示結(jié)構(gòu)，試求桿件AB、CB的應(yīng)力。已知 F=20kN；斜桿AB為直徑20mm的圓截面桿，水平桿CB為1515的方截面桿。,作業(yè)3,AC為50505的等邊角鋼，AB為10號(hào)槽鋼，=120MPa。確定許可載荷F。,,作業(yè)4,已知F1=10kN；F2=20kN； F3=35kN；F4=25kN;試畫出圖示桿件的軸力圖。,作業(yè)5,傳動(dòng)軸,已知轉(zhuǎn)速 n=300r/min,主動(dòng)輪A輸入功率 PA=45kW,三個(gè)從動(dòng)輪輸出功率分別為 PB=10kW,PC=15kW, PD=20kW.試?yán)L軸的扭矩圖.,,作業(yè)6,已知：P7.5kW, n=100r/min,最大切應(yīng)力不得超過40MPa,空心圓軸的內(nèi)外直徑之比

2、 = 0.5。二軸長度相同。,作業(yè)7,傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為n=500r/min，主動(dòng)輪A 輸入功率P1=400kW，從動(dòng)輪C，B 分別輸出功率P2=160kW，P3=240kW。已知=70MPa，=1/m，G=80GPa。 (1)試確定AC 段的直徑d1 和BC 段的直徑d2； (2)若AC 和BC 兩段選同一直徑，試確定直徑d； (3)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪應(yīng)如何安排才比較合理?,作業(yè)八,作彎矩圖，尋找需要校核的截面,要同時(shí)滿足,分析：,非對(duì)稱截面，要尋找中性軸位置,T型截面鑄鐵梁，截面尺寸如圖示。,試校核梁的強(qiáng)度。,,,目錄,作業(yè)九,已知拖架D處承受載荷F=10kN。AB桿外徑D=50mm，內(nèi)徑d=40

3、mm，材料為Q235鋼，E=200GPa， =100，nst=3。校核AB桿的穩(wěn)定性。,作業(yè)十,,,目錄,,,,運(yùn)動(dòng)學(xué),曲柄擺桿機(jī)構(gòu) 已知：OA= r , , OO1=l圖示瞬時(shí)OAOO1 求：擺桿O1B角速度1,,,,,作業(yè)十一,,,,,運(yùn)動(dòng)學(xué),已知：凸輪半徑 求：j =60o時(shí), 頂桿AB的加速度。,作業(yè)十二,,,,運(yùn)動(dòng)學(xué),作業(yè)十三 已知：曲柄連桿機(jī)構(gòu)OA=AB=l，取柄OA以勻 轉(zhuǎn)動(dòng)。 求：當(dāng) =45時(shí), 滑塊B的速度及AB桿的角速度。,,,,作業(yè)十四 質(zhì)量為M的大三角形柱體, 放于光滑水平面上, 斜面上另放一質(zhì)量為m的小三角形柱體,求小三角形柱體滑到底時(shí),大三角形柱體的位移。,動(dòng)

4、力學(xué),,,,動(dòng)力學(xué),已知:,作業(yè)十五,作業(yè)3答案,圖示結(jié)構(gòu)，試求桿件AB、CB的應(yīng)力。已知 F=20kN；斜桿AB為直徑20mm的圓截面桿，水平桿CB為1515的方截面桿。,解：1、計(jì)算各桿件的軸力。（設(shè)斜桿為1桿，水平桿為2桿）用截面法取節(jié)點(diǎn)B為研究對(duì)象,,45,,,目 錄,2、計(jì)算各桿件的應(yīng)力。,,,目 錄,,,作業(yè)4答案,AC為50505的等邊角鋼，AB為10號(hào)槽鋼，=120MPa。確定許可載荷F。,解：1、計(jì)算軸力（設(shè)斜桿為1桿，水平桿為2桿）用截面法取節(jié)點(diǎn)A為研究對(duì)象,2、根據(jù)斜桿的強(qiáng)度，求許可載荷,查表得斜桿AC的面積為A1=24.8cm2,目 錄,,,2.7 失效、安全因數(shù)和強(qiáng)度

5、計(jì)算,3、根據(jù)水平桿的強(qiáng)度，求許可載荷,查表得水平桿AB的面積為A2=212.74cm2,4、許可載荷,目 錄,作業(yè)5答案,,,已知F1=10kN；F2=20kN； F3=35kN；F4=25kN;試畫出圖示桿件的軸力圖。,解：1、計(jì)算各段的軸力。,AB段,BC段,CD段,2、繪制軸力圖。,,,,目 錄,解:,(1)計(jì)算外力偶矩,,,,作業(yè)6答案,傳動(dòng)軸,已知轉(zhuǎn)速 n=300r/min,主動(dòng)輪A輸入功率 PA=45kW,三個(gè)從動(dòng)輪輸出功率分別為 PB=10kW,PC=15kW, PD=20kW.試?yán)L軸的扭矩圖.,由公式,,(2)計(jì)算扭矩,,,,(3) 扭矩圖,已知：P7.5kW, n=100r

6、/min,最大切應(yīng)力不得超過40MPa,空心圓軸的內(nèi)外直徑之比 = 0.5。二軸長度相同。,求: 實(shí)心軸的直徑d1和空心軸的外直徑D2；確定二軸的重量之比。,解： 首先由軸所傳遞的功率計(jì)算作用在軸上的扭矩,實(shí)心軸,作業(yè)七答案,,,,,空心軸,d20.5D2=23 mm,,,,確定實(shí)心軸與空心軸的重量之比,長度相同的情形下，二軸的重量之比即為橫截面面積之比：,實(shí)心軸,d1=45 mm,空心軸,D246 mm,d223 mm,,,,,,傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為n=500r/min，主動(dòng)輪A 輸入功率P1=400kW，從動(dòng)輪C，B 分別輸出功率P2=160kW，P3=240kW。已知=70MPa，=1/m，G

7、=80GPa。 (1)試確定AC 段的直徑d1 和BC 段的直徑d2； (2)若AC 和BC 兩段選同一直徑，試確定直徑d； (3)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪應(yīng)如何安排才比較合理?,解：,1.外力偶矩,作業(yè)八答案,,,,,,2.扭矩圖,按剛度條件,3.直徑d1的選取,按強(qiáng)度條件,,,,,,按剛度條件,4.直徑d2的選取,按強(qiáng)度條件,5.選同一直徑時(shí),,,,,,6.將主動(dòng)輪安裝在兩從動(dòng)輪之間,受力合理,作彎矩圖，尋找需要校核的截面,要同時(shí)滿足,分析：,非對(duì)稱截面，要尋找中性軸位置,T型截面鑄鐵梁，截面尺寸如圖示。,試校核梁的強(qiáng)度。,,,作業(yè)九 答案,目錄,（2）求截面對(duì)中性軸z的慣性矩,（1）求截面形心,解

8、：,,,目錄,（4）B截面校核,（3）作彎矩圖,,,目錄,（5）C截面要不要校核？,（4）B截面校核,（3）作彎矩圖,,,目錄,梁滿足強(qiáng)度要求,解：,CD梁,AB桿,已知拖架D處承受載荷F=10kN。AB桿外徑D=50mm，內(nèi)徑d=40mm，材料為Q235鋼，E=200GPa， =100，nst=3。校核AB桿的穩(wěn)定性。,作業(yè)十答案,,,目錄,AB桿,AB為大柔度桿,AB桿滿足穩(wěn)定性要求,,,目錄,,,,解：取OA桿上A點(diǎn)為動(dòng)點(diǎn)，擺桿O1B為動(dòng)系， 基座為靜系。 絕對(duì)速度：va = r 方向 OA 相對(duì)速度：vr = ? 方向//O1B 牽連速度：ve = ? 方向O1B,運(yùn)動(dòng)學(xué),曲柄擺桿

9、機(jī)構(gòu) 已知：OA= r , , OO1=l圖示瞬時(shí)OAOO1 求：擺桿O1B角速度1,,,,,作業(yè)十一答案,,,,運(yùn)動(dòng)學(xué),,由速度合成定理 va= vr+ ve 作出速度平行四邊形 如圖示。,,,,,,,,解：取桿上的A點(diǎn)為動(dòng)點(diǎn)， 動(dòng)系與凸輪固連。,運(yùn)動(dòng)學(xué),已知：凸輪半徑 求：j =60o時(shí), 頂桿AB的加速度。,請(qǐng)看動(dòng)畫,作業(yè)十二答案,絕對(duì)速度va = ? , 方向AB ； 相對(duì)速度vr = ? , 方向CA; 牽連速度ve=v0 , 方向 。,,,,,運(yùn)動(dòng)學(xué),由速度合成定理,做出速度平行四邊形,如圖示。,,,,,,,,,運(yùn)動(dòng)學(xué),,,,,,絕對(duì)加速度：aa=?, 方向AB，待求；

10、相對(duì)加速度：art =? 方向CA , 方向沿CA指向C； 牽連加速度 ：ae=a0 , 方向。,因牽連運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)，故有,,,,,運(yùn)動(dòng)學(xué),作加速度矢量圖如圖示， 將上式投影到法線上，得,整理得,注加速度矢量方程的投影是等式兩端的投影，與靜平衡方程的投影關(guān)系不同。,,解：機(jī)構(gòu)中,OA作定軸轉(zhuǎn)動(dòng),AB作平面運(yùn) 動(dòng),滑塊B作平動(dòng)。,,,,基點(diǎn)法（合成法） 研究 AB，以 A為基點(diǎn)，且方向如圖示。,運(yùn)動(dòng)學(xué),作業(yè)十三答案 已知：曲柄連桿機(jī)構(gòu)OA=AB=l，取柄OA以勻 轉(zhuǎn)動(dòng)。 求：當(dāng) =45時(shí), 滑塊B的速度及AB桿的角速度。,,,,運(yùn)動(dòng)學(xué),根據(jù)速度投影定理,速度投影法 研究AB, , 方向OA, 方向沿BO直線,不能求出,,,,試比較上述三種方法的特點(diǎn)。,運(yùn)動(dòng)學(xué),速度瞬心法 研究AB，已知的方向，因此可確定出P點(diǎn)為速度瞬心。,,,,,作業(yè)十四答案 質(zhì)量為M的大三角形柱體, 放于光滑水平面上, 斜面上另放一質(zhì)量為m的小三角形柱體,求小三角形柱體滑到底時(shí),大三角形柱體的位移。,動(dòng)力學(xué),解：,選兩物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象。,,,,動(dòng)力學(xué),由水平方向動(dòng)量守恒及初始靜止；則,,,,解: 取整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象， 受力分析如圖示。 運(yùn)動(dòng)分析： v =,動(dòng)力學(xué),由動(dòng)量矩定理：,已知:,作業(yè)十五答案,