工程力学第三次作业答案
一、问答题
1、什么是自锁现象。

的作用线在摩擦角之内，则无论答：如果作用于物块的全部主动力的合力F
R
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？
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
kNm m N m N n P M B eB 9549.0.9.954.)200209549(9549====
kNm m N m N n P M A eA 9098.1.8.1909.)200409549(9549====
kNm m N m N n P M M c eD eC 4775.0.45.477.)200109549(9549=====
（2）计算扭矩
1954.9T N m =⋅，2954.9T N m =-⋅，3477.5T N m =-⋅
（3）作扭矩图
2、简支梁为矩形截面，已知：
,20,)15050(2kN F mm h b =⨯=⨯ 材料许
用弯曲正应力[]MPa 160=σ，校核梁的强度
解： （1）求支反力
00=⇒=∑Ax x F F
kN
F F F M B B A 120
12002000:0=⇒=⨯-⨯=∑
00=++⇒=∑F F F F B Ay y kN F Ay 8=
（2）求kNm F M AY 6.91200max =⨯=
（3）
[]a a a MP MP P bh W M 1602.51100512.010
1501050106.966
106.996233
23max max =〈=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯==--σσ （4）该梁的弯曲正应力强度足够，安全。