一、基本概念及基本知識(30分,題型包括填空、選擇和判斷題三種)
1、了解工程靜力學研究的核心內容和主線?p9
2、掌握力、力對點之矩、力偶的概念及區別。力在任一軸的投影及分力的區別。p12\p16\p27
3、掌握幾種常見約束模型的約束力,能正確進行受力分析畫受力圖。p19-p26
4、掌握平面力系的簡化的最終結果和平衡條件(基本式、兩矩式和三矩式),正確判斷給定力系的平衡方程組是否必要和充分。p30\p34,參考p38\2.6
5、掌握平面力系平衡的靜定和靜不定的判別條件,會判別各結構的靜定性及靜不定次數。理解摩擦力的概念。p47-p49,p57參考p71\3.1
6、掌握變形體靜力學基本假設,截面法求內力及內力分量的正向規定,桿件的基本變形p81-p88。掌握軸向拉壓的應力應變計算,正確繪製軸力圖。掌握軸向拉壓斜截面上和正應力和切應力p89-p95。
7、掌握材料的力學效能,強度指標及塑(延)性指標,不同材料的拉伸的σ-ε曲線。p109-118
8、掌握強度與剛度概念以及強度條件。拉壓杆的強度設計p125-131。剪下的強度條件及剪斷條件p132-135,擠壓的強度條件p135-138,掌握連線件的強度設計p138-134。
9、掌握圓軸扭轉的扭矩及扭矩圖畫法p173-177,掌握扭轉的切應力分布,切應力互等定理p170\p182。常見截面的極慣性矩和抗扭係數的計算,圓軸扭轉的強度及剛度條件p185-188\p191。
10、掌握梁的平面彎曲的內力及截面法作內力圖p197-204。掌握用平衡微分方程作樑的內力圖(剪力圖和彎矩圖)的簡捷畫法,正確判斷梁上載荷與剪圖、彎矩圖之關係p205-212。梁的應力與強度條件,橫截面上正應力與切應力的分布p215-217\p221-223。
了解梁的變形(撓度和轉角)。
二、基本計算與設計(70分)
1、剛體靜力學平衡(10分)參考p73/3.3
解題要點:
(1) 進行受力分析,確定研究物件,畫受力圖。(注意運用二力杆和三力平衡匯交定理)。
(2) 列平衡方程,求解未知約束力。(注意選取適當的座標系和矩心)
(3) 檢查、驗算。
2、軸向拉壓求軸力及相對伸縮量(10分)參考p91/例4.5
解題要點:
(1) 求約束力
(2) 求內力,畫軸力圖
(3) 求各段應力及總伸長量。
3、圓軸扭轉計算(10分)參考p194\8.10
解題要點:
(1) 計算外力偶矩(如果給定則本步取消)
(2) 截面法求扭矩,畫扭矩圖。
(3) 強度校核:,
(4) 剛度校核:
或計算相對扭轉角:
(5) 確定軸徑
4、連線件的強度設計(20分)參考p139/例6.9
解題要點:
(1) 校核鉚釘剪下強度或按剪下強度條件設計鉚釘,
(2) 校核鉚釘擠壓強度或按擠壓強度條件設計鉚釘
(3) 校核板件抗拉強度或設計板寬及鉚釘分布形式
對板件受力分析,畫板件的軸力圖,確定危險截面
5、梁的平面彎曲(20分)
(1)用梁的平衡微分方程作剪力
求支座約束力;計算各控制點的剪力,畫剪力圖;計算各控制點的彎矩,畫彎矩圖。參考p210/例9.7
依強度條件,確定桿件截面尺寸: ,
(2)利用彎曲強度條件,設計截面的尺寸。參考p219/例9.10
矩形截面梁如圖所示,已知材料的許用應力[σ]= 10mpa,截面的高寬比h/b=3/2。(1)試作梁的剪下力圖和彎矩圖。
(2)試確定截面的尺寸b和h。(20分)
解:(1)用梁的平衡微分方程作剪力fq、m圖。
①求約束反力。(2分)
fa= -20kn,fb=24kn
②畫剪力圖(6分)
計算各控制點的fq值:
fqc= 0kn;
fqal=16kn;fqar=fa+ fqal = -4kn;
fqbl = fqar= -4kn;fqbr= fqbl+fb=20 kn;
fqel= fqbr=20 kn;fqer= fqel- fe=0kn
由以上控制點的剪力值畫剪力圖如圖示。
③畫彎矩圖(6分)
計算各控制點的彎矩值:
mc=0kn·m;
ma= 1/2×2×16=16kn·m;
mdl=ma-4×1=12 kn·m;
mdr=mdl-m0=-28 kn·m;
mb= mdr -3×4= -40kn·m;
me=mb+20×2= 0 kn·m;
由以上控制點的彎矩值畫彎矩圖如圖示。
(2)確定截面的尺寸(6分)
由彎矩圖知最大彎矩mmax=40 kn·m,且h/b=3/2,則
wz=bh2/6=3b3/8
由強度條件:wz≥mmax/[σ]=40103 nm /(10106 )pa=410-3 m3
即3b3/8410-3 m3; b0.22 m
故梁的截面尺寸可取為:
b=220mm, h=3b/2=330mm。
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