工程力学期末复习习题及答案

1、欢送共阅?工程力学?期末复习题1 选择题:(1) 下面哪一选项是材料的刚度指标？ AA弹性模量E;C强度极限(T b；B屈服极限T S；D断后伸长率(延伸率)3(2) 下面哪一选项是材料的塑性指标？ DA弹性模量E;B屈服极限ts；C强度极限t b；D断后伸长率(延伸率)3.(3) 在铸铁压缩试验中,破坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性,与轴线近似成45°.破坏前,该断口所在斜截面的应力有何特点？ CI A 拉应力最大；B 拉应力最小；C剪应力最大；D剪应力最小.(4) 在铸铁扭转试验中,铸铁断口的形态是什么样的？DA断口平齐、与轴线垂直；B断口平齐、与轴线近似成45 °C断口呈

2、螺旋面、与轴线垂直；D断口呈螺旋面、与轴线近似成 45°(5) 根据铸铁试件扭转破坏断口可以推断,铸铁的扭转破坏和什么因素有很大的关系?AA 最大拉应力；B最小拉应力；C最大剪应力；D最小剪应力.(6) 电阻应变片(简称电阻片或应变片)应用广泛,它是利用什么原理实现电测的？CA压电；B光的衍射；C金属丝的电阻随机械变形而发生变化；D当轴向压力到达某一临界值时,压杆失稳.(7) 冲击韧性的物理意义是A.A试样断裂过程中断面单位面积吸收的能量;B试样断裂过程中断面吸收的能量；C试样在冲击过程中受到的最大冲击力；D试样在冲击过程中产生的最大变形.欢送共阅(8) 矩形截面梁在截面B处沿铅垂对

3、称轴和水平对称轴方向上分别作用有Fp,如下图.关于最大拉应力和最大压应力发生在危险截面 A的哪些点上,有4种答案,请判断Fp=用D是正确的.A 二max发生在a点,二仏发生在b点;B ； max 发生在c点 ,'- max 发生在d点;C二max发生在b点,二m；x发生在a点;D二max发生在d点,二m；x发生在b点.(9) 构件中危险点的应力状态如下图.构件为钢制：=45MPa 6=135MPa m=0,仏y=0,许用C.应力k=160MPa那么下面关于构件强度的说法中正确的选项是A 选用第一强度理论,构件满足强度要求；B选用第一强度理论,构件不满足强度要求；C选用第三强度理论,构件

4、满足强度要求；D选用第三强度理论,构件满缺乏强度要求.(10) 构件中危险点的应力状态如下图.构件材料为铸铁：G=20MPaG=-25MPa=z=40MP,纽=0,许用应力卜=30MPa那么下面关于构件强度的说法中正确的A 选用第一强度理论,构件满足强度要求；B选用第一强度理论,构件不满足强度要求；C选用第三强度理论,构件满足强度要求；D选用第三强度理论,构件满缺乏强度要求.(11) 压杆的临界载荷是B.A使压杆保持稳定的直线平衡构形的最小轴向压力；B使压杆保持稳定的直线平衡构形的最大轴向压力；C使压杆保持稳定的直线平衡构形的平均轴向压力；D使压杆保持稳定的曲线平衡构形的最大轴向压力.(12)

5、 下面关于压杆约束强弱对其稳定性影响的说法中,正确的选项是AA压杆约束愈强,压杆的临界载荷 Fpc愈高,其稳定性愈好;B压杆约束愈强,压杆的临界载荷 Fpc愈低,其稳定性愈好;欢送共阅C压杆约束愈强,压杆的临界载荷 Fpcr愈高,其稳定性愈差;D压杆约束愈强,压杆的临界载荷 Fpcr愈低,其稳定性愈差压杆的临界载长度系数的取(13) 如下图,一端固定、另一端由弹簧侧向支撑的细长荷,可采用欧拉公式FPcr = ：2EI / T 2计算.该压杆的 值范围为CoA 0.5;B 0.5 ： 0.7 ;C 0.7 ：2.0 ;D J 2.0 o(14) 冲击动荷系数是AoA构件承受的冲击载荷和相应静载荷

6、之比；B构件承受的相应静载荷和冲击载荷之比；C构件承受的相应静应力和冲击应力之比；D构件承受的相应静位移和冲击位移之比.(15) 构件在突加载荷作用下引起的应力和位移是相应静载荷作用下的BA 倍；B 二倍；C 三倍；D 三分之一.(16) 将重物忽然放到结构上和将重物缓慢放到结构上,下面关于这两种情形下结构产生的最大变 形的说法中,A是正确的.A前者产生的最大变形大；B后者产生的最大变形大；C二者产生的最大变形相同；D有可能前者产生的最大变形大,也有可能后者产生的最大变形大.(17) 下面关于疲劳失效的说法中,不正确的选项是：AoA疲劳失效时的名义应力值高于材料在静载荷作用下的强度极限；B构件

7、在疲劳失效前需要经过一定数量的应力循环；C构件在疲劳失效前没有明显的塑性变形,即使塑性很好的材料也会呈现脆性断裂;D构件疲劳失效时,同一疲劳破坏断口,一般都有明显的光滑区域和颗粒状区域.(18) 构件的疲劳破坏是B的结果.欢送共阅A构件材料性质变化；B构件中裂纹的形成和逐渐扩展；C构件中最大拉应力的作用；D构件中最大剪应力的作用.19影响实际构件疲劳寿命的三个主要因素为 DoA温度、压力、体积；B位移、速度、加速度；C材料、质量、密度；D应力集中、零件尺寸、外表加工质量.20持久极限是DoA经过有限屡次应力循环而不发生破坏时的平均应力值；B经过无穷屡次应力循环而不发生破坏时的平均应力值；C经过

8、有限屡次应力循环而不发生破坏时的最大应力值；D经过无穷屡次应力循环而不发生破坏时的最大应力值.2 一活动梯子放在光滑的水平地面上, 梯子由AC与BC两局部组成,每局部的重量均为150N重 心在杆子的中点,AC与 BC两局部用铰链C和绳子EF相连接.今有一重量为600N的人,站在 梯子的D处,试求绳子EF的拉力和A、B两处的约束力.题2图3 砖夹的宽度为250mm杆件AGBffi GCE在G点铰接.：砖的重量为 W提砖的合力为Fp,作用在砖夹的对称中央线上；尺寸如下图；砖夹与砖之间的静摩擦因数fs =0.5.试确定能将砖夹起的d值d是G点到砖块上所受正压力作用线的距离.题3图4 试求图示静定梁在

9、A、B、C三处的全部约束力.d和q.q1丨dB1 rd L 1席d一 d 一11 题4图L *15 试画出图示图中各数单位为kN杆件的轴力图.题5图6 一端固定另一端自由的圆轴承受 4个外力偶作用,如下图.各力偶的力偶矩数值单位为kN m 均示于图中.试画出圆轴的扭矩图.题6图7 试画出图示梁的剪力图、弯矩图.欢送共阅a题7图|qaB8 试画出图示梁的剪力图、弯矩图题8图9 图示结构中BC和AC都是圆截面直杆,直径均为d = 20mm材料都是Q235钢,其许用应力！1 =157MPa试求该结构的许用载荷.一 -.题9图10变截面轴受力如下图,图中尺寸单位为 mm.假设Mei =1765N m

10、, M=1171Nm ,材料的切变模量G =80.4GPa,求：11 (1)轴内最大剪应力,并指出其作用位置；12 (2)轴内最大相对扭转角-max.题10图1 .J13悬臂梁受力及截面尺寸如下图.图中未标示的尺寸单位为 mm求梁的1 1截面上A、B两点的正应力.题11图I I14图示外伸梁承受集中载荷Fp作用,尺寸如下图.Fp =20kN,许用应力k】=200MPa所使用的工字钢的型号是14,试校核梁的强度题12图附表:Z 局部符号"h高厦Ib-d-B!耳擢,ir内KSfi挙柱:小一-屉轴SNfli半世* !At性址.附一一裁血系敦：i憫惟半4?：5生霰面创鼎距+砒尺寸Fcnm面杞

11、/tmah M 心伽HPh6d17"巧Ij./CRl1b£ /cmL J $r.-'HinG/crn'WJons101OD袖495t $6.S14.311,2245494 一 U直59339. 721.5212.6m7459r4713rl1<2438. 4377= 529乱lfiS10.8S450612.677L 00914140ED5.S9. J! ?a53.821.51氐97121025r ?61264.416.1L7316140跚G轧9吊4那2C, 5113014t6,5B13S弧12L2L &91S1«D6.510.78.54

12、 .330.«24,116601時7.3615.1聲2S22伽2001007il.41 94.53轧*2?. 92370?37S. T517,315831. S3.1!20b200102g1L494- S3轨531. 1250C2507.9616.91«933. 1£ 0622a2201107.512.3'9.54.8壮33顶0309&岡18.923546 92. 3122b2201129.512; 39-54. 846.4闊.43570335& 78IS.723942.72a272in250116a 11 ：1054乩53乩1SO2S,

13、54401.8810.1&2L582B0+M«4E2.40325h25QIB10L：2J55乩55?83. 96<22. 72&. 9JB2L 273O9h2975Z. 4232. 40415图示外伸梁承受集中载荷Fp作用,尺寸如下图.Fp=20kN,许用应力b =160MPa试选择所用工字钢的型号题13图附表:符兮您鮎*高厦|b-痔寛用；d-盧卑擢,tT191JM.-内眸甄專柱:、_屉斟圜6半栓* I蟻性重匸 附一一噸血系敕： r憫性半4?；s 农槪面尺寸*9ith耐h Mj-iyyhbdirn/tma朋討mJj/tHi1Bj/!r J $r.j/ew'

14、;屮丫丿怙皿IQ"104)站4aS7, 6i 6.S魚14.3ii.i245494 一 U直S9339. 721.5211 sI2«745Sr 41 73.518.1K2486. 4377aS295 l$510.85460612.677L 60914140E05.S叮!匕53.821.516-97121025r ?6124.41乩1L73161-60跡69.9S4262C, 5113014i6.5£138服12L2L 3918ieo946.510.78.54 .330.«24,116GD1時7. 3615.1伫2622伽2001.007il.494.53

15、55e?.923702378. 1517, ?IS831,52, 1320b200102g1L494- 539.531. 1250025Q讥9616.91«933. 12. 0622a2201107-512.39.54.S也3.334dO305& 9918.9Z2540.9Z. 3122b2201129.51239-54. 8也43fi.435703358.78IS.723942.72a2725a2501168 in10548.5S8, 1WS, 54401.8810. IS21.58280.04648. 2832- 40325b25QIB10L：10S5乩5425283.

16、964Z2. 72轧92B2L27309.29752s 4282. 40*16图示之AB为简支梁,当载荷Fp直接作用在梁的跨度中点时,梁内最大弯曲正应力超过许用应力30%.为减小AB梁内的最大正应力,在 AB梁配置一辅助梁CD, CD也可以看作是简支梁 试求辅助梁的长度a.题14图17图中q、l、EI等为.试用叠加法求图示梁中截面 B的挠度和转角.EIf lh- oH22B题15图/A :1 22q:(a)Z-f1w1q4JI4hl1丨Enl -HA(b)B118图中P、El等为.试用叠加法求图示梁中截面B的挠度和转角./irzlxil12题16图:19P? AEIl有I(12 AEIII+w

17、(a)B(b)Bo-BPI2EIqiWbPI3EIqi试求图示梁的A B端约束力题17图6EI8EI:-BPI2EIMlEI3PI20矩形截面悬臂梁受力如下图,其中力Fp的作用线通过截面形心. Fp、b、h、丨和一：.(1) 试求图中虚线所示截面上点a处的正应力.(2)当一:为何值时,点a处正应力为零.I I/ 厂 i'i x zIy |题18图21煤气罐所用材料的屈服应力为=170MPa假设煤气罐的外径为D=32cm壁厚为6 =0.28cm,试 用第三强度理论计算煤气罐不发生屈服所能承受的最大内压pO题19图?工程力学?期末复习题答案答：(1) ADCDACA(8) D(9) C(1

18、0) B(11) B(12) A(13) C(14) A(15) B(16) A(17) A(18) B(19) D(20) D123456789答:(1) 以整体为研究对象,作受力图如右上.(2) 以BC为研究对象,作受力图如右下.答:砖被夹起时砖夹和砖能保持平衡.(1) 以整体为研究对象,作受力图如右上.' Fy =0 Fp -W =0(a)(2) 以砖为研究对象,作受力图如右中.' Md F =0-FA 250 W 125 = 0(b)Fa - fs Fna(c) 以砖夹AGB局部为研究对象,作受力图如右 .>.< r ：_七' Mg F =0 Fp

19、95 Fa 30-FNAd =0 (d)将式(a)、(b)、(c)、(d)联立,可得答:下.(1) 先分析BC杆,作受力图分析AB杆,作受力图.' Ma F =0 MA-qd 3d/2 - Fb2d = 0MA=3qdQ)答:o11121Fz/kN3010+20L JILL 41qiXql213答:(1) 受力分析,确定各杆的轴力 研究销子C,由平衡方程瓦 Fx =0-Fnac sin45°+FNBcSin30° = 0、Fy =0Fnac COS45 Fnbc COS30 - Fp = 0得 Fnac =0.518Fp, Fnbc =0.732Fp(2) 求该结构

20、的许用载荷保证AC杆强度平安的结构许用载荷为F j= B!a0.518 FpLAacFp =078保证BC杆强度平安的结构许用载荷为 -F J B 】A0.732 Fp 】=B 】Abc,Fp =05326 兀2_6取较小的I 0.732i._ A 175 1 06202 1 0'4N =75.106kN0.73214答：(1) 作扭矩图欢送共阅固定(2) 求轴内最大剪应力及其作用位置AB段:BC段:、Mxi16Mxi162936“ “r 仆(AB A W7 =苛=P心3.595MPa=| 16弓171 § pa=47"iMPa 匕汇50 x 10-丿心、Mmax

21、BC =x216M x23Wp2 02可见,.max = .max BC =47.711MPa(3) 求轴内最大相对扭转角轴内最大相对扭转角为AC两截面相对扭转角,为15答：(1) 确定梁的11截面上的弯矩数值应用截面法可得(2) 计算惯性矩(3) 求梁的1 1截面上A B两点的正应力A点： (A)=皿皿=卩-1300"(-55 j10 Pa=2.542MPa (拉)Iz 2.8125X0*/B点：b(b )=M14yB = "一130035T°' Pa=1.618MPa (压) Iz l 2.8125汉10丿16答：(1) 先求约束反力(2) 作弯矩图欢

22、送共阅Fp4mNo.14C丄十1m-Fp4mp 1m. |1* *1AFAy(3) 强度分析危险截面在B处,Mmax=20kN m,查表得No.14工字钢的弯曲截面模量 W102 10m3 ,平安I惯性距;:-ffl性半轻：5半戲面翰静撩,*-一bdt甲均能r一一肉圏亂¥担】尺寸戟面理范ji數值j醒号面和.xyrhAdfn/cm:."kg/hi)MEff/rn1c S, Mm(,/qH/Jijr/emIQ1W础4.57.5fi.53.3U. J11.2245494. 14B. 59339.72L5212, 61267458.47X518. 114.2488.4377. S2

23、9&195JO. 854 心 9d6J2. 677L6091414QSO5.59. J7+53,82L516,97129E3I5-76F 1264一 416.1L7316160£869. 9K426. 1axs11301416.5813.8瞪121. ZLBS1RIRQ:；6.510P 7&:、43现6肚i1 16601857. 3615.4122262如ZOOlooT 1F4厂击35/5亞92370237E. 1517.2ISE3L5監1220b200102g11.494.S阿53L 125002507-驻16.91砂鉉12PC62201107,512. 3fl.

24、54PS4233MOO309B. 9922540P$2P 3122b2201129.5JZ. 39. 54.846.4航43570325B. 78is. 723942P72bJ717答:(1)先求约束反力作弯矩图Fp4m1m_FpAFAy4mp 1m |* r 1(3) 强度分析危险截面在B处,MmZOkN m,由强度条件f得查表知应选择No.16工字钢.符*奇厦Ib-d-B!耳擢,弓用 y 翅：屮-.：*焊i (局部)巩鞘*車ehIAt性址.附一一裁血系敦：i煽性半4?；5生霰面创鼎距+Pit(A騷专面和甫龄j"-j1yp1hbd17"巧/tma/(kg/n)Ij./CR

25、l1耳/cmf3 S>#mG/crn'WJon10100袖懸专6.S14.311,2245494 一 14& 59339. 721.5212.6m745和?以】14, 24帕4377»529乱19S10.8S450612.677L 6OT14140BO5.S9. J! ?a53821.516. 9712102£ ?612M.416.1L7316l«0闘G久9E426rt20, S1130(6.5$13+g93e 12L2L曲181«D946.510.78.54.T阪61颐1B57. 3615.1加2S22伽2C01007il.41 9y3&.5e?.s2370?37& T517,315831.52. 1220b2001.0291L4' 94,. S39.531. 1250C25Q讥9616.91«933. 1£ 0622a2201107.51