简明工程力学第二版课后答案

第15章 剪切

习题答案

15-1 一螺栓连接如图15-1所示，已知P?200kN，??2cm，螺栓材料的许可切应力[?]?80MPa，试求螺栓的直径。。

图15-1

解：螺栓受力图如图15-1 (b)所示，这是个双剪切问题，截面a-a和b-b均为剪切面。选取两剪切面之间的一段螺检为研究对象，作受力图如图15-1(c)所示。

图15-1 由平衡条件

?X?0，2Q?P?0

P200??100kN 22可得剪力 Q?剪切面面积 A??d24

Q4Q ?2A?d螺栓的工作切应力为 ??由剪切强度条件 ??[?]

4Q?可得 d??[?]4?10?0310m?3.989cm 6??8?010

15-2 已知如图15-2所示，铆接钢板的厚度??10mm，铆钉的直径为d?17mm，铆钉的许可切应力[?]?140MPa，许可挤压应力[?bs]?320MPa，试作强度校核。

图15-2

解：(1)剪切强度校核

铆钉受力图如图15-2 (

第一章 绪论

1-1．20℃的水2.5m，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即?1V1??2V2 又20℃时，水的密度?1?998.23kg/m 80℃时，水的密度?2?971.83kg/m ?V2?333

?1V1?2.5679m3 ?23 则增加的体积为?V?V2?V1?0.0679m

1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度?增加15%，重度?减少10%，问此时动力粘度?增加多少（百分数）？ [解] ??????(1?0.15)?原(1?0.1)?原

?1.035?原?原?1.035?原

????原1.035?原??原??0.035 ?原?原2此时动力粘度?增加了3.5%

1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为u?0.002?g(hy?0.5y)/?，式中?、?分别为水的密度和动力粘度，h为水深。试求h?0.5m时渠底（y=0）处的切应力。 [解] ?du?0.002?g(h?y)/? dydu?0.002?g(h?y) dy????当h=0.5m，y=0时

??0.002?1000?9.807(0.5?0) ?9.807Pa

1-4．一底面

第三章 圆轴的扭转

1. 试画出图示轴的扭矩图。

解：

（1）计算扭矩。将轴分为2段，逐段计算扭矩。 对AB段：

∑MX＝0， T1－3kN·m＝0 可得：T1＝3kN·m 对BC段：

∑MX＝0， T2－1kN·m＝0 可得：T2＝1kN·m （2）画扭矩图。

根据计算结果，按比例画出扭矩图如图。

2.图示一传动轴，转速n=200r/min，轮A为主动轴，输入功率PA=60kW，轮B，C，D均为从动轮，输出功率为PB=20kW，PC=15kW，PD=25kW。1）试画出该轴的扭

矩图；2）若将轮A和轮C位置对调，试分析对轴的受力是否有利？

解：

（1）计算外力偶矩。 MA=9549×60/200=2864.7N·m 同理可得：

MB=954.9N·m，MC=716.2N·m，MD=1193.6N·m （2）计算扭矩。

将将轴分为3段，逐段计算扭矩。 对AB段：∑Mx＝0， T1＋MB＝0 可得：T1＝-954.9N·m

对BC段：∑Mx＝0， T2＋MB－MA＝0 可得：T2＝1909.8N·m

对BC段

1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去 F O W A O W A (a) (b)

B O W B O W A

A (d)

(e)

解： F FB O O B W A W FA

B FA

FB (a) (b) FB FB FA O A W B O W A

FA (d)

(e)

1-2 试画出以下各题中AB杆的受力图 A A E C C W W D D B B a)

b)

A O W c)

FO A O FA

W (c)

A C W B (c)

《工程力学》习题选解

F C B C W (d) (e) B 解： A A FE FA FA E A C C FD FW D C D W D B B B FB

FB

W FB

(a) (b)

(c)

A FF A A C FA C FB B W B

(d) FB

(e)

1-3 试画出以下各题中AB梁的受力图。 q F A B A C B A C D B C W W D (a) (b)

(c)

F A C B D q F W A B A’ D’ B’

1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去 F O W A O W A (a) (b)

B O W B O W A

A (d)

(e)

解： F FB O O B W A W FA

B FA

FB (a) (b) FB FB FA O A W B O W A

FA (d)

(e)

1-2 试画出以下各题中AB杆的受力图 A A E C C W W D D B B a)

b)

A O W c)

FO A O FA

W (c)

A C W B (c)

《工程力学》习题选解

F C B C W (d) (e) B 解： A A FE FA FA E A C C FD FW D C D W D B B B FB

FB

W FB

(a) (b)

(c)

A FF A A C FA C FB B W B

(d) FB

(e)

1-3 试画出以下各题中AB梁的受力图。 q F A B A C B A C D B C W W D (a) (b)

(c)

F A C B D q F W A B A’ D’ B’

第1章

7. 该说法是正确的。从图1.3中可以看出，如果将等式左边的标的资产多头移至等式右边，

整个等式左边就是看涨期权空头，右边则是看跌期权空头和标的资产空头的组合。 9. 10000 e

5% 4.82

12725.21元

10. 每年计一次复利的年利率=（1+0.14/4）4-1=14.75% 连续复利年利率= 4ln(1+0.14/4)=13.76%。 11. 连续复利年利率=12ln(1+0.15/12)=14.91%。

12. 12%连续复利利率等价的每季度支付一次利息的年利率=4（e0.03-1）=12.18%。 因此每个季度可得的利息=10000×12.8%/4=304.55元。

第2章

1. 2007年4月16日，该公司向工行买入半年期美元远期，意味着其将以764.21人民币/100

美元的价格在2007年10月18日向工行买入美元。合约到期后，该公司在远期合约多

头上的盈亏=10000 (752.63 764.21) 115,800。

2. 收盘时，该投资者的盈亏＝(1528.9－1530.0)×250＝－275美元；保证金账户余额＝

19,688－275＝19,413美元。

3. 若结算后保证金账户的金额低于所

第1章

7. 该说法是正确的。从图1.3中可以看出，如果将等式左边的标的资产多头移至等式右边，

整个等式左边就是看涨期权空头，右边则是看跌期权空头和标的资产空头的组合。 9. 10000 e

5% 4.82

12725.21元

10. 每年计一次复利的年利率=（1+0.14/4）4-1=14.75% 连续复利年利率= 4ln(1+0.14/4)=13.76%。 11. 连续复利年利率=12ln(1+0.15/12)=14.91%。

12. 12%连续复利利率等价的每季度支付一次利息的年利率=4（e0.03-1）=12.18%。 因此每个季度可得的利息=10000×12.8%/4=304.55元。

第2章

1. 2007年4月16日，该公司向工行买入半年期美元远期，意味着其将以764.21人民币/100

美元的价格在2007年10月18日向工行买入美元。合约到期后，该公司在远期合约多

头上的盈亏=10000 (752.63 764.21) 115,800。

2. 收盘时，该投资者的盈亏＝(1528.9－1530.0)×250＝－275美元；保证金账户余额＝

19,688－275＝19,413美元。

3. 若结算后保证金账户的金额低于所

答案 ：第一章习题答案

选择题（单选题）

1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d）

（a）流体的分子；（b）流体内的固体颗粒；（c）几何的点；（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c）

（a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d）

（a）N；（b）Pa；（c）N/kg；（d）m/s2。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b）

（a）剪应力和压强；（b）剪应力和剪应变率；（c）剪应力和剪应变；（d）剪应力和流速。

1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b）

（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。 1.6 流体运动黏度?的国际单位是：（a）

（a）m/s2；（b）N/m2；（c）kg/m；（d）N?s/m2。 1.7 无黏性流体的特征是：（c）

（a）黏度是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合

p??RT。

1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a）

（a）1/20000；（b）1/10000；（c）1/4000；（d）1/2000。 1.9 水的密度为1000kg/m，2L水的质量

工 程 力 学

学学专学教姓

习 册

校 院 业 号 师 名

练

第一章 静力学基础 1

第一章 静力学基础

1-1 画出下列各图中物体A，构件AB，BC或ABC的受力图，未标重力的物体的重量不计，所有接触处均为光滑接触。

（a）

（b）

（c）

2 第一章 静力学基础

（d）

（e）

（f）

（g）

第一章 静力学基础 3

1-2 试画出图示各题中AC杆（带销钉）和BC杆的受力图

（a） （b） （c）

（a）

4 第一章 静力学基础

1-3 画出图中指定物体

河南理工大学资料库 工程力学答案 竹五616打印室 TEL:15138012751 第一章 静力学基本概念与物体的受力分析

下列习题中，未画出重力的各物体的自重不计，所有接触面均为光滑接触。 1.1 试画出下列各物体（不包括销钉与支座）的受力图。 解：如图

FA FAP W(a) FBTFAFB(b) (c) W FB(d) FAFAA C FFBB FBFD(e) FFBFA YA (f) (g) ?FAFA FBC B qFBB FA YA FC FBB q??FA X(j) (h) (i)

1.2画出下列各物体系统中各物体（不包括销钉与支座）以及物体系统整体受力图。 解：如图

FCCACFFA?FCBFAx F1A?FCCCF2BFBFBFFAyF1FNCFCF2BCA(a)BFAxAFB?FAFB

FAyFN(b)

1

河南理工大学资料库 工程力学答案 竹五616打印室 TEL:15138012751 FBBAF?DFD FBCBFBBAWFDDCFCFAAWFC?FCCFDCFAACFCFBB(d)

FBC(c)