工程力学复习题及答案

1、2011年课程考试复习题及参考答案工程力学一、填空题：1. 受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为 。2. 构件抵抗 的能力称为强度。3. 圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。4. 梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为 。5. 偏心压缩为的组合变形。6. 柔索的约束反力沿 离开物体。7. 构件保持 的能力称为稳定性。8. 力对轴之矩在情况下为零。9. 梁的中性层与横截面的交线称为 。10. 图所示点的应力状态，其最大切应力是 。11. 物体在外力作用下产生两种效应分别是 。12. 外力解除后可消失的变形，称为。13. 力偶对任意点之矩都 。14. 阶梯杆受力如图所示，设A

2、B和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为 E,则杆中最大正应力为。15. 梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有 。16. 光滑接触面约束的约束力沿 指向物体。17. 外力解除后不能消失的变形，称为 。18. 平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心的条件时，才能成为力系平衡的充要条件。19. 图所示，梁最大拉应力的位置在 点处。20. 图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力(7 ，其第三强度理论的强度条件是 。21. 物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为 。22. 在截面突变的位置存在 集中现象。23. 梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有 。24. 图所示点的

3、应力状态，已知材料的许用正应力7 ，其第三强度理论的强度条件是 。25. 临界应力的欧拉公式只适用于 杆。26. 只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为 。27. 作用力与反作用力的关系是 。28. 平面任意力系向一点简化的结。29. 阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A,弹性模量为E,则截面 C的位移为。30. 若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为 。二、计算题：1. 梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m, M=10kN m求A B、C处的约束力。2. 铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知lz4, yc=157.5mm

4、,材料许用压应力7 c=160MPa，许用拉应力7 t=40MPa。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件校核梁的 强度。3. 传动轴如图所示。已知Fr=2KN , Ft=5KN , M=1KN-m, l=600mm，齿轮直径 D=400mm，轴的7=100MPa。试求：力偶 M的大小；作 AB轴各基本变形的内力图。用第三强度理论设计轴AB的直径do4. 图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知Iz=4500cm4, y1=7.14cm , y2=12.86cm，材料许用压应力oc=120MPa，许用拉应力&=35MPa , a=1m。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条

5、件确定 梁截荷P o5. 如图6所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力F1，水平力F2,实心轴 AB的直径d,长度l，拐臂的长度 a。试求：作AB轴各基本变形的内力图。计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。7. 铸铁梁如图5,单位为 mm，已知lz=10180cm4,材料许用压应力c&=160MPa，许用拉应力（t=40MPa，试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度条件确定梁截荷P。8. 图所示直径 d=100mm 的圆轴受轴向力F=700kN 与力偶 M=6kNm的作用。已知 M=200GPa，尸0.3 ,d=140MPa。试求：作图示圆轴表面点的应力状态图。求圆轴表面点图示方向的正应变

6、。按第四强 度理论校核圆轴强度。9. 图所示结构中， q=20kN/m ， 柱的截面为圆形 d=80mm ， 材料为 Q235 钢。 已知 材料 E=200GPa， op=200MPa， cs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数 nst=3.0， d=140MPa。试校核柱 BC 是否 安全。10. 如图所示的平面桁架，在铰链 H 处作用了一个 20kN 的水平力，在铰链 D 处作用了一个 60kN 的垂直力。 求 A、 E 处的约束力和 FH 杆的内力。11. 图所示圆截面杆件 d=80mm，长度l=1000mm，承受轴向力 FpSOkN，横向力F2=1.2kN

7、，外力偶M=700N -m的作用，材料的许用应力d=40MPa，试求：作杆件内力图。按第三强度理论校核杆的强度。13. 槽形截面梁尺寸及受力图如图所示，AB=3m， BC=1m，z轴为截面形心轴，Iz=1.73 X08mm4，q=15kN/m。材料许用压应力o=160MPa，许用拉应力ct=80MPa。试求：画梁的剪力图、弯矩图。按正应力强度 条件校核梁的强度。14. 图所示平面直角刚架 ABC在水平面xz内，AB段为直径d=20mm的圆截面杆。在垂直平面内F1=0.4kN，在水平面内沿z轴方向F2=0.5kN，材料的q=140MPa。试求：作 AB段各基本变形的内力图。按第三强度理 论校核刚

8、架 AB 段强度。15. 图所示由5根圆钢组成正方形结构，载荷P=50KkN，l=1000mm ,杆的直径d=40mm，联结处均为铰链。已知材料 E=200GPa， §=200MPa， cs=235MPa， a=304MPa， b=1.12MPa，稳定安全系数 nst=2.5， d=140MPa。试校核1杆是否安全。（15分）17.图所示直径为 d的实心圆轴，受力如图示，试求：作轴各基本变形的内力图。用第三强度理论导岀此 轴危险点相当应力的表达式。参考答案、填空题:1.刚体 2.破坏 3.正 4.二次抛物线5.轴向压缩与弯曲6.柔索轴线7.原有平衡状态 8.力与轴相交或平行 效应（内

9、效应）与运动效应（外效应）15.突变16.接触面的公法线20.22.平衡 22.应力（细长）26.二力构件 27.29. 7Fa/2EA 30.斜直线二、计算题：1. 解：以CB为研究对象，建立平衡方程9. 中性轴10.100MPa11.变形弹性变形13.相等 14.5F/2A塑性变形18.不共线19.C12.17.23. 突变 24.等值、反向、共线2 4.2乞二25. 大柔度28. 力、力偶、平衡解得： Fb =7.5kNFc =2.5kN以AC为研究对象，建立平衡方程解得：FAy =2.5kNMa =5kN m2. 解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：FB =30kNFD =10kN

10、梁的强度校核拉应力强度校核B截面C截面压应力强度校核（经分析最大压应力在B截面）所以梁的强度满足要求3. 解：以整个系统为为研究对象，建立平衡方程解得：M =1kN m（3 分） 求支座约束力，作内力图由题可得： 由内力图可判断危险截面在C处4. 解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：梁的强度校核拉应力强度校核C截面D截面压应力强度校核（经分析最大压应力在D截面）所以梁载荷P乞22.1kN5.解：由内力图可判断危险截面在A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为7. 解：梁的强度校核拉应力强度校核A截面C截面压应力强度校核（经分析最大压应力在A截面）所以梁载荷P乞44.2kN8. 解：点

11、在横截面上正应力、切应力3= 30.6MPa点的应力状态图如下图:T 16 6 10QWp二 0.1 由应力状态图可知$=89.1MPa , cy=0 , T=30.6MPa由广义胡克定律 强度校核所以圆轴强度满足要求9. 解：以梁AD为研究对象，建立平衡方程解得：BC杆柔度由于-p，所以压杆BC属于大柔度杆工作安全因数所以柱BC安全10. 解：以整个系统为研究对象，建立平衡方程解得：过杆FH、FC、BC作截面，取左半部分为研究对象，建立平衡方程 解得：11. 解：由内力图可判断危险截面在固定端处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为 所以杆的强度满足要求13. 解：求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：梁的强度校核拉应力强度校核D截面B截面压应力