工程力学(理、材)_复习题

1、工程力学本科复习题一、 单项选择题：解题要求：根据工程力学的基本概念和理论，从每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的字母填写在相应的括号内。1 若（ B ）中各分力对任意点之矩的矢量和为零，则该力系一定为平衡力系。（A）汇交力系； （B）力偶系； （C） 平面一般力系； （D）空间一般力系。2 应力是指（ B ）。（A）受力物体截面上内力的分力， （B）受力物体截面上内力的分布集度，（C）受力物体截面上每一点的内力， （D）受力物体内部对外力的响应力。（A）比例极限； （B）弹性极限； （C）屈服极限； （D）强度极限。3 用公式确定材料的许用应力值时，通常脆性材料是以其（

2、D ）作为极限应力（式中的）。（A）比例极限； （B）弹性极限； （C）屈服极限； （D）强度极限。4 杆件内力矢量沿其轴线的分量，称为（ A ）。（A）轴力， （B）剪力， （C）扭矩， （D）弯矩。5 关于扭弯组合： 公式是用（ C ）强度理论，为扭弯组合下的圆轴所建立的强度条件计算式。 公式是用（ D ）强度理论，为扭弯组合下的圆轴所建立的强度条件计算式。（A）第一 ； （B）第二； （C）第三； （D）第四6 题图所示四个力系中，各力大小均为F，分别以不同方式作用在边长为a的正方形的四个顶点，其中一个力系的最简结果是一个力偶之矩MFa且逆时针转动的合力偶，该力系是（ D ）。 （A）（

3、B）（C）（D）一、6题 图7 如图（a）所示，重为G的均质圆柱在夹板AB与墙壁AC之间，夹板A端有固定铰链支座与墙壁连接，B端用绳索CB拉住，CB垂直于墙壁，若不计夹板AB的自重和各接触处的摩擦。从图（b）所示的四个受力图中找出图（a）中AB杆的正确受力图（B ）。支架结构图（A）（B）（C）（D）（a）（b）受力图一. 7 题 图8 图（a）所示的受力图，是（ D ）图所示受力系统中AB杆的受力图。（A）（B）（C）（D）（a）受力图（b）四种不同结构系统一. 8 题 图9 一均质三棱柱重为P，横截面为直角三角形ABD，其斜边AB2r，锐角30°，如图置于半径为r的水平圆筒内。若

4、不计摩擦，三棱柱处于平衡位置时，根据平衡的基本原理，无需计算可知D处的约束力FD（ C ）。（A）0.5P； （B）0.5P； （C）P； （D）P一、9 题 图10 如图所示，物重W，用两根钢索AB、BC悬挂。已知，不计钢索自重，欲使两钢索拉力相等；则（ B ）（A）；15°； （B）30°； （C）45°； （D）60°一10题 图11 图示拉杆斜截面上的拉应力和剪应力分别为（ D ）。一、11题 图（A）；（B）；（C）；（D）12 截面和长度等结构尺寸完全相同的两根直干，受力情况也相同（如题图所示），如果两杆材料不同，则以下关于两根杆件横截面上的

5、正应力和伸长量的正确说法是（ C ）一 12 题 图（A）：两杆的相同，也相同 （B）：两杆的不同，也不同（C）：两杆的相同，不相同 （D）：两杆的不相同，相同13 以下四个图样是金属材料试样的四种断口形状；（A）（B）（C）（D）一、13题 图 其中铸铁试件扭转破坏后的断口形状是（ D ）， 其中铸铁试件压缩破坏后的断口形状是（ C ）14 铸铁扭转的破坏现象是沿与轴线成45°的螺旋面断裂的的主要原因是断口截面上有最大（ A ）应力。而铸铁压缩时的破坏现象是沿与轴线成45°的斜截面断裂，造成这种破坏形式的主要原因之一是在该方向面上有最大（ C ）。（A）拉应力 （B）压应

6、力 （C）剪应力（）畸变比能15 图示受扭圆轴表面上一点点I的应力状态是哪一种？（C ） 一、5题 图（A）（B）（C）（D）16 已知空心圆轴横截面上的扭矩为T，以下四个图中，哪一个正确地表达了该截面铅垂直径上的应力分布情况。答：（C ）。（A） （B） （C） （D）一.16 题图17 根据图示工字形截面上的弯矩M和剪力FS。判断下列哪个单元体表示了截面上点5的应力状态。（A ） 一、17题 图（A）（B）（C）（D）18 矩形横截面的简支梁AB受力如图（a）所示，指出图（b）所示四个图中，哪一个是该梁1-1截面上的正应力沿高度（y轴）的分布图。（ A ）（a）梁的受力简图（A）（B）（C

7、）（D）（b）应力沿高度（y轴）的分布图一. 18 题图19 简支梁，受力如图（a）所示，为了提高承载能力，在不增加材料用量的前提下， 若用水泥（抗压强度极限远大于抗拉强度极限的材料）制作该简支梁，梁横截面的形状和放置位置在图（b）所示的四种选项中，最好的选项是（ C ）。 若用碳钢（抗压强度极限等于抗拉强度极限的材料）制作该简支梁，梁横截面的形状和放置位置在图（b）所示的四种选项中，最好的选项是（ A ）。（A） （B） （C） （D）（a）梁的受力简图（b）一、19 题 图二、 多项选择题： 解题要求：根据工程力学的基本概念和理论，从每小题的备选答案中选出正确的答案，并将正确答案的字母填写

8、在相应的括号内。1. 下列各力系中，：能列三个独立平衡方程的力系有（D、E、F、G ）。：最多能列两个独立平衡方程的力系有。（ B、C ）。（A）平面力偶系；（B）平面汇交力系；（C）平面平行力系；（D）平面一般力系；（E）空间力偶系；（F）空间汇交力系；（G）空间平行力系；（H）空间一般力系；2. 不需计算，判断下列三个桁架中的零力杆。 1、8、5 1、3 1、2、3二、2 题 图3. 根据图示圆轴横截面上的应力分部图，可知该截面上不为零的内力有：（E、F ）（A） 轴力FN； （B）剪力FSx； （C）剪力FSy；（D）弯矩Mz； （E）弯矩My； （F）扭矩T。二 3 题 图4. 木榫接

9、头的受力F及相关结构尺寸如图所示，校核该接头的名义剪切应力和名义挤压应力分别为。 （C、H） ）二 4 题 图（A）； （E）；（B） ； （F）；（C）； （G）；（D）； （H）；5. 拉杆直径d，头部直径为D、高度为h，受力拉力F作用，校核该拉杆时的最大拉应力、名义剪切应力、名义挤压应力分别为。 以下那几个算式。答：（、）分别对应以下算式（A、C、D ）（A）； （B）； （C）；6. 对同一点的破坏效果来说，从一下四个应力状态（数值单位均为MPa）中。找出两对等价的单元体。答：（ C、D ）。（A）1与2等价； （B）1与3等价； （C）1与4等价； （D）2与3等价； （E）2与4等

10、价； （F）3与4等价；1234二、6 题 图（D）； （E）； 二 5 题 图7. 若根据刚体静力学中力偶可在平面内移动的原理，将图（a）中的力偶M从B处移到E处，变为图（b）所示，则这种移动将会改变哪几段的内力情况。答：将会改变（B、C、D ）。（A）AB段；（B）CB段；（C）DC段；（D）ED段。（a） （b）二、7题 图8. 用公式或校核图示钢制圆轴时（图中T为扭矩，M为弯矩），两公式计算出的相当应力和是那几个点的相当应力。（A、B）答：（A）A点； （B）B点； （C）C点； （D）D两点。二、8题 图三、 简单计算题1. 解题要求：根据题意，将正确的计算式及计算结果填写在相应的括

11、号内（本题不用将计算步骤写在试卷中）。1. 如图所示，飞机沿与水平成仰角的直线匀速飞行。已知发动机推力为F1，飞机重量为G，试求飞机的升力F和阻力F2。答： F（ ）； F2（ ）三、1题图2. 吊环受力如图所示，求吊环所受合力FR的大小以及FR与y轴的夹角。答： FR（ 8 ）kN （ 0 ）°三、2 题 图3. 四连杆机构在图示位置平衡，已知AC60cm，BD40cm，作用在BD上的M22N·m，求作用在AC上的M1和CD杆的受力FCD。答：M1 （ 6 ）N·m； FCD（ 10 ）N三、3 题 图4. 图示半径r =a的14圆弧杆AB与直角拐杆BC在B端铰

12、接，A、C为固定铰链支座，直角拐杆BC上受一个力偶矩为M的力偶作用，若不计各杆自重和各接触处的摩擦，求：A、C两支座的约束反力FA和FC的大小。答：FA（ ）； FC（ ） 三、4 题 图5. 刚性直角拐杆ABC，如图所示，A端与固定支座铰接，在F1、F2以及M的作用下，拐杆ABC在图示位处于平衡状态，若已知：F1=F2=F，不计摩擦，求力偶矩M及支座A的约束反力（合力）FA的大小。6. 答： M（ M1.87Fl ）FA（FAF ）三5题 图7. 求出图示桁架两杆的内力，已知作用在节点C的两个力F1445N，F2535N，不计杆重，求两杆的内力。答: FAC （207N （拉） ）N；FBC

13、 （164N （拉） ）N三、6 题 图8. 求图示皮带轮轴AA横截面上的各内力分量。答：A处横截面上共有（3 ）种内力分量，分别是：1. A处横截面上共有（ ）种内力分量，分别是：. 扭矩（ T ） （ PD2 ） . 弯矩（ M ） （ 3Pl ）. 剪力（ FS ） （ 3P ）. 三、7 题 图9. 求出图示构件在1-1截面上的各内力分量。 答：1-1截面上共有（ 3 ）种内力分量，分别是：. 轴力（ FN ） （ ） . 剪力（ FS ） （ ）M. 三、8 题图10. 判断图示构件在m-m截面上有何种内力分量？各内力分量的大小是多少？ 。答：m-m截面上共有（ 3 ）种内力分量，分

14、别是：. 轴力（ FN ） （ ） . 剪力（ FS ） （ ）. 弯矩：Mz（）. 三.9题 图11. 图示矩形截面杆，在偏心拉力F作用下，其横截面上的正应力沿截面高度线性分布，截面顶边各点正应力均为=100 MPa，底边各点正应力均为零。确定F及偏心距e的大小。答：F（ 200 ）kN e（503=16.7 ）mm三、10 题图12. 阶梯形杆件BD受力如图所示，其中F20kN，杆件两段的横截面面积和杆长分别为： A12A2100mm2 、 l1l2300mm，杆件材料相同，其弹性模量E200GPa。求杆内的最大正应力和轴向总变形量。答：三、11 题 图（ -200 ）MPa； （ -0.

15、3 ）mm；13. 阶梯圆受力如图所示。已知外力偶矩M1=1500N·m，M2=1000N·m，轴径d1=70mm，d2=50mm。轴长l1=700mm，l2=500mm，材料的剪切弹性摸量G=80GPa。求轴内最大剪应。力及A、C两端面的相对扭转角三、12 题 图答：（ 40.7 ）MPa； （ 1.12 ）°14. 空心轴受力如题图所示，已知轴的：l2.7m，D100mm，d50mm，两端面间的相对扭转角1.8°，材料的剪切弹性模量G80GPa。求： 轴内最大剪应力。 当此轴转速n80 rmin时，求所传递的功率P。答： 三13题 图 （ 46.4

16、）MPa P （ 71.8 ）kW15. 图示桁架题图平面桁架，由材料、面积相同的两杆构成，两杆横截面积均为A=200mm，材料的弹性模量E=200GPa。在节点C处载荷F作用下测得杆1、杆2的纵向线应变分别为、，求载荷F及其方位角，答：F（ 21.2 ）kN （ 10.9 ）°三、14题图16. 单元体如图所示（图中各应力单位均为MPa）。 用图解法求出图示单元体三个主应力、解100MPa， 0 MPa， 20MPa 算出各单元体的最大剪应力，解100（20）260MPa 用第三强度理论算出图示各单元体的相当应力解100（20）120MPa三.15 题 图17. 指出以下三个单元体

17、的主应力，直接算出各单元体的最大剪应力，并用第三强度理论算出图示各单元体的相当应力 解由图知：则：； 由图知：则：； 则：； 三.16 题 图四、 综合计算题解题要求：本题必须写出有效分析和解题步骤，评分时将按步骤评定。1 平面桁架的结构及受力如图所示，已知：节点E处有一铅垂力F2kN，不计各杆自重。求：杆1、2、3及杆4的内力。四、1 题 图2 求出图示桁架中标号为1、3、4、5的四根杆件的内力大小，并表明拉、压四、2 题 图3 活动梯子置于光滑水平面上，并在铅垂面内，梯子两部分AC和AB各重Q200N，重心在中点，彼此用铰链A和绳索DE连接。一人重P600N立于H处.。若图中相关尺寸分别为

18、：l6m，h5m，a5m，。绳索材料的许用拉应力，求绳索DC的最小直径d。四、3 题 图4 直径为d =1m，重量G=10 kN的圆柱体支承在AB、CD两杆构成的支架上，H处为铰接，有关尺寸如图所示。若拉绳EF的许用拉应力 40 MPa，试设计拉绳EF的直径。解：四、4题 图5 某等截面传动轴，转速n=300r/min，轮1为主动轮，输入功率P1=50kW，轮2、轮3、轮4为从动轮。输出功率分别为P2=10kW，P3=P4=20kW。 画出轴的扭矩图，并求最大扭矩； 若材料的许用剪应力80MPa，剪切弹性模量G80GPa，单位长度许用扭转角，试确定轴的直径d。四、5题 图6 横截面为的矩形截面

19、简支梁的受力及有关尺寸如图所示，四、6 题 图（1） 求出A、B两支承反力。（2） 画出梁的剪力图和弯矩图（方法不限）。确定梁的最大剪力和最大弯矩及其所在截面，并填写在相应的括号内。（3） 试求出梁内的最大弯曲正应力和最大弯曲剪应力。7 外伸梁由16号工字钢制成（有关截面几何参数已查表获得），其受力及有关尺寸如图所示。已知四、7 题 图16号工字钢的有关截面参数抗弯截面模量：；总高：H160mm；翼缘宽度B88mm；翼缘平均厚度t9.9mm；腹板厚度；（4） 求出A、B两支承反力。（5） 画出梁的剪力图和弯矩图。 写出最大剪力和最大弯矩的绝对值并指出其所在截面位置。（6） 试求出梁内的最大弯曲

20、正应力和最大弯曲剪应力。四、 综合计算题解说明：本题有多种解法，以下只是其中一种，本题不依计算结果为唯一评分依据，故要求写出解题步骤，将根据具体步骤评分。2. （桁架）题解如下（1） 用截面法画受力图（a）（2） 对（a）图所示部分桁架列平衡方程，求得杆1、2、3的内力。2kN (拉)4kN (压)2.83kN (拉)（a）（3） 以B点为对象，判断杆4为零杆，即：答：杆1、2、3及杆4的内力分别为：F12kN (拉)；F24kN (压)；F32.83kN (拉)；F40 (压)3. 求图示桁架指定杆件（1、3、4、5杆）的内力，以下为各步骤得受力分析图。（d）图 （a）图 （b）图 （c）图

21、方法一：（1） 以B点为对象。 画受力图（a）， 列、解平衡方程求出或判断出3为零杆（即：F30）和F5FB。（2） 以C点为对象 画受力图（b）， 列、解平衡方程求出或判断出1为零杆（即：F10）和F2F（压）。（3） 以D点为对象。 画受力图（c）， 列、解平衡方程求出或判断出，（拉）和F5F（压）。答：杆1、3为零杆（即：F3F10）；（拉）和F5F（压）。（压）。方法二：（1） 以整体为对象。 画受力图（d）， 列、解平衡方程，求得：FBF（）（或FAyF（）, FAxF（）（2） 以B点为对象（5分）。 画受力图（a）， 列、解平衡方程求出或判断出：F30；F5FBF（压）。（3）

22、以D点为对象（5分）。 画受力图（c）， 列、解平衡方程求出或判断出：（拉）和F2F（压）。（4） 以C点为对象：画受力图（b），列、解平衡方程或判断求出1为零杆（即：F10）。4. （系统平衡、求拉绳直径）题解如下。（1） 以整体为对象求出FB和FC。 画受力图（a）， 列、解平衡方程求：FB；FC由：得：FB450 N（）再由：得：FC550 N（）（2） 以AB为对象，求出绳子的拉力TDE。画受力图（b） 列、解平衡方程求TDE：由：得：TDE420cos70°143.65 N（拉）。（a）图（b）图 （3） 用绳子的拉伸强度条件求绳子DE的最小直径d 将有关数据代入拉强度条件公式， 求得； 答绳子的最小值经应大于4.28mm5. （系统平衡、求拉绳直径）题解如下。解： 可由多种解法，以下给出一种解法：（1） 以整体为研究对象， 画出受力图，并建立有关坐标系，如图(a)。 列、解平衡方程 图(a)（2） 以圆柱为研究对象