解 （1）计算外力偶矩：由于给出功率以kW 为单位，根据（19-1）式：

（2）计算扭矩：由图知，外力偶矩的作用位置将轴分为三段：AD CA BC 、、。现分

别在各段中任取一横截面，也就是用截面法，根据平衡条件计算其扭矩。

BC 段：以1n M 表示截面Ⅰ－Ⅰ上的扭矩，并任意地把1n M 的方向假设为图19-5（b ）所示。根据平衡条件0=∑x m 得：

结果的负号说明实际扭矩的方向与所设的相反，应为负扭矩。BC 段内各截面上的扭矩不变，均为351N ·m 。所以这一段内扭矩图为一水平线。同理，在CA 段内：

根据所得数据，即可画出扭矩图[图19－5（e ）]。由扭矩图可知，最大扭矩发生在CA 段内，且702max =n M N ·m

二、 如图19-15所示汽车传动轴AB ，由45号钢无缝钢管制成，该轴的外径

A:材料力学主要研究各种材料的力学问题
B:材料力学主要研究各种材料的力学性质
C:材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律
D:材料力学主要研究各类杆件中力与材料的关系
答案: 材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律

（1）为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的强度。

（2）为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的刚度。

（3）为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的稳定性。

（4）为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的强度刚度和稳定性。

A:（1），（2），（3）

（1）外力是作用在物体外部的力。

（2）杆件的自重不属于外力。

（3）支座约束反力不属于外力。

（4）运动杆件的惯性力不属于外力。

(1)截面法是分析杆件内力的方法。

(2)截面法是分析杆件应力的方法。

(3)截面法是分析杆件截面上内力与应力关系的基本方法。

(1)杆件的某个横截面上，若轴力N=0，則各点的正应力σ也为零（既σ=0）。

(2)杆件的某个横截面上，若各点的正应力σ均为零（既σ=0），則轴力必为零（既N=0）。

(3)杆件的某个横截面上，若各点的正应力σ均为零（既σ=0），則弯矩必为零（既M=0）。

答案: （2），（3）

构件的强度刚度稳定性_______。

A:只与材料的力学性质有关
B:只与构件的形状尺寸有关

均匀性假设认为，材料内部各点的_______是相同的。

在下列四种材料中，________ 不可以应用各向同性假设。

(1)应变分为线应变ε和角应变γ。

(2)应变为无量纲量。

(3)若物体各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零。

(4)若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。

C:（1），（2），（3）
答案: （1），（2），（3）

(1)杆件变形的基本形式有四种，既拉伸（或压缩）剪切扭转弯曲。

(2)当杆件产生拉伸变形时，杆件横截面只产生线位移。

(3)当杆件产生扭转变形时，杆件横截面只产生角位移。

(4)当杆件产生弯曲变形时，杆件横截面可能同时产生线位移和角位移。

C:（1），（2），（3）

如图所示两杆，其中杆1为变截面圆杆，杆2为等截面圆杆。两杆材料相同。则下列结论中      是正确的。

A: 杆1的伸长小于杆2的伸长。

B: 杆1的伸长等于杆2的伸长。
D:杆1的伸长为杆2的伸长的2倍。
答案:  杆1的伸长为杆2的伸长的2.5倍。

轴向拉伸杆，正应力最大的截面和剪应力最大的截面

A:分别是横截面45^o斜截面
C:分别是45^o斜截面横截面
答案: 分别是横截面45^o斜截面

对于低碳钢，虎克定律σ＝Eε成立，则单向拉伸应力不大于

现有钢铸铁两种棒材，其直径相同。从承载能力和经济效益两方面考虑，图示结构中的两杆的合理选材方案是

B:1杆为铸铁，2杆为钢

图示简单桁架，杆1和杆2的横截面面积均为A，许用应力均为[σ]，设N₁N₂分别表示杆1和杆2的轴力，则在下列结论中，错误的是：

A:拉压杆的内力只有轴力
B:轴力的作用线与杆轴重合
C:轴力是沿杆轴作用的外力
D:轴力与杆的材料横截面无关
答案: 轴力是沿杆轴作用的外力

答案: 三段轴力一样大

在图中，若板和铆钉为同一材料，且已知[σ_bs]＝2[τ]，为了充分提高材料的利用率。则铆钉的直径d应该为

工业设计机械基础习题解答 目 录 第一篇 工程力学基础 第一章 工程力学的基本概念 第二章 产品与构件的静力分析 第三章 构件与产品的强度分析 第四章 构件的刚度、压杆稳定和动载荷问题 第二篇 机械设计基础 第六章 机械零件基础 第七章 常用机构 第八章 机械传动基础 第一章 工程力学的基本概念 1 1-6 刚体在A、B 两点分别受到 F1 、F2 两力的作 用，如图1-36 所示，试用图示法画出F1 、F2的合力R；若要使该刚体处于平衡状态，应该施加怎样一个力？试将这个力加标在图上。 1-7 A、B 两构件分别受F1、F2 两力的作用如图1-37所示，且F1 = F2 ，假设两构件间的接触面是光滑的，问：A、B 两构件能否保持平衡？为什么？ 图1-37 题 1-7图 答 A、B 两构件不能保持平衡。理由： A、B 两构件接触面上的作用力必与 接触面垂直，与F1、F2不在同一条线上。 解 合力R用蓝线画出如图； 平衡力用红线画出如图。 1 1 1–8 指出图1-38中的二力构件，并画出它们的受力图。 图1-38 题1-8图 解 ⑴图1-38a AB、AC均为二力构件，受力图如下。 ⑵图1-38b 曲杆BC为二力构件，受力图如下。 ⑶图1-38c 曲杆AC为二力构件，受力图如下。 1 1 1–9 检查图 1-39的受力图是否有误，并改正其错误（未标重力矢G 的杆，其自重忽略不计。图1-39b中的接触面为光滑面）。 图1-39 题1-9图 解 在错误的力矢线旁打了“×”符号，并用红色线条改正原图中的错误如下。 1 1 1–10 画出图 1-40图中AB杆的受力图（未标重力矢G 的杆，其自重忽略不计。各接触面为光滑面）。 图1-40 题1-10图 解 ⑴图1-40a ⑵图1-40b 固定铰支座约束反力的方向一般需根据外载荷等具体条件加以确定，但特定情况下却能直接加以判定。请分析图1-43a、b、c三图中固定铰支座A，如能直接判定其约束反力的方向（不计构件自重），试将约束反力的方向在图上加以标示。（提示：利用三力平衡汇交定理） 图1-43 题1-13图 解 ⑴图1-42a ⑵图1-42b 解 ⑴图1-43a 1 1 1-14 画出图1-44所示物系中各球体和杆的受力图。 图1-44 题1-14图 ⑵图1-43b ⑶图1-43c ∵BC为二力杆，可得NC的方向，再用三力 平衡汇交定理。 ⑵此为两端受拉的二力杆 解 ⑴各球体受力图如右 1 1 1-15 重量为G 的小车用绳子系住，绳子饶过光滑的滑轮，并在一端有F 力拉住，如图 1-45所示。设小车沿光滑斜面匀速上升，试画出小 车的受力图。（提示：小车匀速运动表示处于平衡状态） 图1-45 题 1-15图 1-16 分别画出图 1-46中梁ABC、梁CD 及组合梁ABCD 整体的受力图。（提示：先分析CD梁，可 确定C处的作用力方向；然后梁ABC的受力图才能完善地画出） 图1-46 题1-16图 解 小车受力图 解 ⑴组合梁ABCD 的受力图 ⑵CD梁的受力图 需用三力平衡汇交定理确定NC的方向 ⑶ABC梁的受力图(在NC方向已确定的基础上) 第二章 产品与构件的静力分析 1 2-1 图2-55中各力的大小均为1000N，求各力在x、y轴上的投影。 解 先写出各力与x轴所夹锐角,然后由式﹙2-1﹚计算力在轴上的投影。 力 F1