题目
1、曲杆AB采用图所示支撑方式,设有一力偶矩为M的力偶作用于曲杆,试求A,B两-|||-处的约束反力。-|||-2L-|||-B-|||-C (0)-|||-1 M-|||-45°-|||-A

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查力偶的性质、静力学平衡方程的应用,以及如何通过受力分析确定约束反力。
解题核心思路:
- 力偶的性质:力偶只能产生转动效应,需通过力矩平衡方程求解。
- 约束反力的确定:通过选取适当的矩心(如B点),利用力矩平衡方程求解B点的反力,再结合整体受力平衡求解A点的反力。
- 几何关系的应用:注意题目中给出的45°角,需正确分解力偶矩的分量。
破题关键点:
- 选择B点为矩心,简化力矩计算。
- 正确分解力偶矩的分量,结合几何关系建立方程。
- 整体受力平衡:竖直方向的力平衡方程是求解A点反力的关键。
步骤1:对C点受力分析
假设曲杆在C点被固定,力偶矩为$M$的力偶作用于曲杆。对C点受力分析,力偶产生的力矩需通过约束反力平衡。
步骤2:以B点为矩心建立力矩平衡方程
取B点为矩心,力偶矩$M$对B点的力矩为:
$M \cdot \sin45^\circ \cdot L$
B点的约束反力$F_B$对B点的力矩为零。根据力矩平衡方程:
$F_B \cdot 2L = M \cdot \sin45^\circ \cdot L$
解得:
$F_B = \frac{M \cdot \sin45^\circ}{2} = \frac{\sqrt{2}M}{4}$
方向向下。
步骤3:整体受力平衡求$F_A$
竖直方向受力平衡:
$F_A = F_B + \frac{\sqrt{2}M}{4}$
代入$F_B$的表达式:
$F_A = \frac{\sqrt{2}M}{4} + \frac{\sqrt{2}M}{4} = \frac{\sqrt{2}M}{2}$
方向向上。