工程力学复习题

1、工程力学复习题单项选择题: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。)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。第3页共19页2.应力是指(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 s;(D)强度极限3.用公式-确定材料的许用应力值时,n通常脆性材料是以其)作为极限应力(式中的4.(A

2、)比例极限(B )弹性极限(C)屈服极限 s;(D)强度极限杆件内力矢量沿其轴线的分量,称为 (A)轴力，(B)剪力,(C) 扭矩，(D)弯矩。5.关于扭弯组合:公式止工 < 是用W)强度理论，为扭弯组合下的圆轴所建立的强度条件计算式。22公式M 0.75T三W的强度条件计算式。是用)强度理论，为扭弯组合下的圆轴所建立(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M = Fa且逆时针转动的合力偶，该力系是(A)再6题(D)支架结构图(a)b)所示的四个受力图中

3、找出图( a)中AB杆的正确受力图 ()。(A)( B)( C)( D)(b)受力图一.7题图& 图(a)所示的受力图，是 (a)受力图)图所示受力系统中 AB杆的受力图。(B)( C)(b)四种不同结构系统(D)(A)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(.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AB = 2r，锐角=30°如图置于半径为r的水平圆筒内。若不计摩擦，三棱柱处于平衡位置时，根据平衡的基

4、本原理，无需计算可知 D处的约束力Fd =()。(A) 0.5P;( B) 0.5 3 P;(C) P;( D) . 3 P10 .如图所示，物重 W，用两根钢索 AB、BC悬挂。已知 60 , 不计钢索自重，欲使两钢索拉力相等；则=()(A); 15°(B) 30°(C) 45°(D) 6011.图示拉杆45斜截面上的拉应力45和剪A F JT*应力45分别为（）。7rXa一、11 题图(A )F ;45>450( B )450； 45F；( C)45V2F ；迈F45；（D）45FF2A； 45 2AAA2A '2A同，则以下关于两根杆件横截面上

5、的正应力长量I的正确说法是( )（A）:两杆的相同，I也相同（C）:两杆的相同，I不相同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），如果两杆材料不和伸（B）:两杆的 不同，I也不同(D)（D）:两杆的 不相同，I相同 13以下四个图样是金属材料试样的四种断口形状;、13题图 其中铸铁试件扭转破坏后的断口形状是（） 其中铸铁试件压缩破坏后的断口形状是（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（）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（）。（A ）拉应

6、力（B）压应力（C）剪应力（D）畸变比能(C)15.图示受扭圆轴表面上一点点I的应力状态是哪一种？（）(B)一|(D)、5题图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:（ ）。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)（B）（C）（D）、17题图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（A）（B）（C）（D）（b）应力沿高度（y轴）的分布图该梁1-1截面上的正应力沿高度（y轴）的分布图。（a）梁的受力简图18题

7、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 （）。 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）梁的受力简图、19题图i 4 4 4(A)( B)( C)( D)(b)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（）

8、。：最多能列两个独立平衡方程的力系有。（）。（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。第5页共19页、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：（）（A）轴力 Fn ；（ B）剪力 Fsx；（ C）剪力 Fsy；（D）弯矩Mz；（ E）弯矩My；（F）扭矩T。4.木榫接头的受力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 （A）（B）（C）挤压应力bs分别为。（）(D)F ba，_F be &

9、#39;F bd ；be，F(E)bsbaF(F) bsbcF(G) bs c ；bdF(H) ；bsbe5.拉杆直径d,头部直径为 D、高度为、名义剪切应力拉杆时的最大拉应力 以下那几个算式。答：（bs、h，受力拉力F作用，校核该 、名义挤压应力 bs分别为。(A)生 d(D)旦 dh）分别对应以下算式 （4F（B） r ；（C）D（E）二；dH)4F2 乞； (D2 d2)MPa ）中。找出两对等价的单元体。答：（)0（A ） 1与2等价；（B） 1与3等价;（D） 2与3等价；（E） 2与4等价;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（C） 1与4等价;（F） 3与

10、4等价;第7页共19页50图第11页共19页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 （）。（A）AB 段；（B）CB 段；（C）DC 段；（D）ED 段。8.用公式r3钢制圆轴时（图中.M 2 T2、或 r4M 20.75T2W校核图示T为扭矩，M为弯矩），两公式计算出的相当应力r3和r4是那几个点的相当应力。（）答：（A）A 点； （B）B 点；（C）C 点；（D）D 两点、8题图三、简单计算题解题要求:根据题意，将正确的计算式及计算结果填写在相应的括号内（本题不用将 计算步骤

11、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 Fi,飞机重量为 G,试求飞机的升力 F和阻力F2。答：F =（）； F2 =（）2.吊环受力如图所示，求吊环所受合力 小以及Fr与y轴的夹角答：Fr= () kN=(、2题图3. 四连杆机构在图示位置平衡，已知AC = 60cm, BD =40cm，作用在 BD上的M2= 2N m,求作用在 AC上的M1和 CD杆的受力Fcd。答：M1 =（） N m；Fcd =（） N三、3题图4.图示半径r =a的1 /4圆弧杆AB与直角拐杆BC在B端铰接，A、C为固定铰链支座，直角拐杆BC上受一个力偶矩为 不计各杆自重和

12、各接触处的摩擦，求： 束反力Fa和Fc的大小。答:Fa =()；Fc=()M的力偶作用，若A、C两支座的约5.刚性直角拐杆 ABC，如图所示，A端与固定支座铰接，在 Fi、 F2以及M的作用下，拐杆 ABC在图示位处于平衡状态，若已知： Fi=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。答:M =(Fa =(三5题图6.求出图示桁架两杆的内力，已知作用在节点C的两个力Fi =445N，F2= 535N,不计杆重，求两杆的内力。答：Fac =() N ;Fbc =() N三、6题图“ 答：A处横截面上共有 ()种内力分量，分别是.()=().()=().()=()7

13、.求图示皮带轮轴 AA横截面上的各内力分量。2P三、7题图8.答:求出图示构件在1-1截面上共有1-1截面上的各内力分量。()种内力分量，分别是：.()=().()=()三、8题图9. 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()种内力分量，分别是:.9题图10. 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max=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 =() kNe=()mm三、10题图11. 阶梯形杆件BD受力如图所示，其中F = 20kN，杆件两段的横截面面积

14、和杆长分别为:Ai = 2A2= 100mm2、丨1= b= 300mm,杆件 材料相同，其弹性模量 E= 200GPa。求杆内 的最大正应力 max和轴向总变形量 I。答：max =() MPa ；1.人*I112f-BL血D三、11题图l =()mm；12. 阶梯圆受力如图所示。 已知外力偶矩 M1=1500Nm, 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 AC三、12题图答:m ax)MPa；AC =()13. 空心轴受力如题图所示，已知轴的

15、：1 = 2.7m, D = 100mm, d= 50mm,两端面间的相对扭转角=1.8 °材料的剪切弹性模量 G = 80GPa。求： 轴内最大剪应力max|。 当此轴转速n = 80 r /min时，求所传递的功率答:max =() MPa P =()kW15.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算出各单元体的最大剪应力max 用第三强度理论算出图示各单元体的相当应力r316.指出以下三个单元体的主应力,直接算出各单元体的最大剪应力max , 并用第三强度理论算出图示各单元体的相当应力/r3三.16题图3014. 图示桁架题图平面桁架，由

16、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44i 4.0 10 、 2 2.0 10 ，求载荷F及其方位角，答：F =() kN=()°四、2题图第9页共19页四、1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F= 2kN，不计各杆自重。求：杆 1、2、3 及杆4的内力。2.求出图示桁架中标号为 大小，并表明拉、压1、3、4、5的四根杆件的内力3. 活动梯子置于光滑水平面上，并

17、在铅垂面内，梯子两部分AC和AB各重Q = 200N ,重心在中点，彼此用铰链 A和绳索DE连接。一人重 P = 600N立于H处。若图中相关尺 寸分别为：1 = 6m, h = 5m, a= 5m,70。绳索材料的许用拉应力10MPa ,求绳索DC的最小直径d。四、3题图第17页共19页Imfit四、5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P1=50kW，轮 2、轮 3、5. 某等截面传动轴，转速 n=300r/min，轮1为主动轮，

18、输入功率 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G= 80GPa，单位长度许用扭转角0.5( )/ m，试确定轴的直径do6. 横截面为a 50mm, b 100mm的矩形截面简支梁的受力及有关尺寸如图所示,(2)画出梁的剪力图和弯矩图(方法不限)。确定梁的最大剪力Qmax和最大弯矩|M max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max和最大弯曲剪应力 max7.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16号工字钢

19、的有关截面参数抗弯截面模量： Wz 141cm3 ;总高：H = 160mm；翼缘宽度 B = 88mm； 翼缘平均厚度t= 9.9mm；腹板厚度 6.0mm ; | : s 13.8cm(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正应力max和最大弯曲剪应力max。复习题参考答案一、单项选择题解：1 ( B) ； 2 (B); 3 (D); 4 (A); 5.(C); 5.(D); 6 ( D);7 ( B); 8 (D); 9 (C); 10 (B) ; 11 ( D); 12 (C);13

20、. ©( D); 13. S C) 14. ©( A ); 14. S C) 15. (C);16 (C); 17 (A); 18 (A); 19. ®( C); 19. ®(A)二、多项选择题解：1. ：(D、E、F、G ) ； 1.：(B、C) ； 2.：(1、8、5)；2. ：(1、3)； 2.：(1、2、3);3. (E、F) ； 4. (C、H)；5.（A、C、D）；6. ( C、D); 7.(B、C、D）；8. (A、B)、简单计算题解1.F =( G cos)；F2=(F1 G cos )2.Fr=(8)kN；=(0 )°（即与y

21、轴共线J）3.M1 =(6)N m；Fcd =(10 )N4.Fa=( 2M3aI)；Fc =(,2M3a)5.2 m3M =2Fl = 1.87FI;Fa =F6.Fac = 207N(拉)；Fbc = 164N(拉)7.答：A处横截面上共有 （3）种内力分量，分别是：.（扭矩）:-T =( PD/2)；.（弯矩）：M = 3PI ；.（剪力）：Fs= 3P8. 答：1-1截面上共有（3 ）种内力分量，分别是：轴力：Fn= Feos ; 剪力：Fs= F sin ;弯矩： M = F （cos a sin l）9. 答：m-m截面上共有（3）种内力分量，分别是：.轴力：Fn= Feos ;.

22、剪力：Fs= F sin ;.弯矩：Mz=（ F sin I Feos a ）10. F =（ 200） kNe=（ 50/3=16.7） mm11.max =( 200 )MPa ；l =( 0.3 ) mm；12.m ax40.7 MPa;AC1 .1213.max=46.4 MPa；P= 71.8 kW14.F =(21.2) kN=(10.9)°15.答： ,=lOOMPa,2 = 0 MPa,3 = 20MPamax12=100( 20) /2 = 60MPa，r313=100( 20)= 120MPa16.答：由图知：120;20;380则：r32020 (80) 100

23、MPa ；max L80)50MPa2由图知：1100;220;30则：r31001000 100MPa ；max050MPa2150;220; 330则：r 350(30)840 MPa ；max 50(30) 40MPa2三、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。1.（桁架）题解如下(a)(拉);F4 = 0(压)（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。Md 0; F1 F = 2kN （拉）MA 0; F32F = 4kN （压）Fy 0; F2

24、2F = 2.83kN （拉）（3）以B点为对象，判断杆 4为零杆，即：F4 0 答：杆1、2、3及杆4的内力分别为：F仁2kN （拉）;F2= 4kN （压）;F3 = 2.83kN第13页共19页2.求图示桁架指定杆件（1、3、4、5杆）的内力,方法（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：F3= 0）和F5= Fb。（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：Fi = 0）和F2= F （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，F4 2F （拉）和F5= F （压）。答：杆 1、3

25、 为零杆（即：F3= Fi = 0）； F4 <2F （拉）和 F5= F （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：Fb二F (T)(或 FAy= -F (J) , Fax = F(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：F3= 0；F5= Fb=F （压）。(3)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:F4'-2F (拉)和 F2= F （压）。（4）以C点为对象:第29页共19页画受力图（b）,列、解平衡方程或判断求出1为零杆（即：Fi = 0）。(a )图(b )图将有关数据

26、代入拉强度条件公式F DE4F DEA d2求得d答绳子的最小值经应大于4.28mm3. （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：Mc 0； P a cos2Q I cos FB 21 cos得：Fb = 450 N (T)再由：Fy 0 Fb Fc 2Q P 0得：Fc = 550 N (T)(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： Ma 0 Tde h FBl cos Q - cos 02得：Tde = 420cos70° 143.65(拉)。（3

27、）用绳子的拉伸强度条件求绳子DE的最小直径d图(a)图(b)4. （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GMA 0; Fc 2 G 1 0;Fc5kN2Fx 0; Fn2 sin FziSin 0,Fni Fn2 5. 2kN画出受力图，并建立有关坐标坐标系，如图(c)。列、解平衡方程，拉绳EG所承受的拉力。Mh0；FC1F N10.5 T 0.50T2( Fc 0.5F N1)2(5 25 2)17.07kN(3) 以CD杆为研究对象图(c)(4)用强度条件设计拉绳EG的直径。

28、max4Td24 17.07 103”40 1062.33 10 2m23.3mmFy 0; FN1 cosFN2 cosG 0M3= M 4= 636.6 N m由刚度条件答：可取拉绳直径： d 24mm5. (求轴径)题解如下(1)画出轴的扭矩图，并求最大扭矩求外力偶矩：由公式M 9549Pn得：M1 = 1591 5 N m； M2= 318.3 N m； 画出扭矩图，求得最大扭矩Tmax 1273.2N m(2)确定轴的直径d由强度条件maxTmaxW15Tmaxd3maxTmax180GI32TmaxG d4确定轴径确定轴径3 16 1273.23. 80 106=43.3mmd 4 32Tmax 1804 32 127329180 GV 80 100.5=6