工程力学基础试全解

1、工程力学基础试卷1一、概念题（25分）1、考虑力对刚体作用的效果，力是（）矢量。A.滑动；B.自由；C.定位；D.不能确定2、关于力偶，以下说法中哪个是正确的？（）A.组成力偶的两个力大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力B.组成力偶的两个力大小相等、方向相反,是平衡力系C.力偶对任一点之矩等于力偶矩矢量D.力偶在任一坐标轴的投影，等于该力偶矩的大小3、利用平面一般力系的平衡方程最多可求解几个未知量。（）word专业资料A.一个B.二个4、力和应力的关系（）A力小与应力C力为矢量，应力为标量C.三个D.四个B力等于应力的代数和D应力是分布力的集度B.一次超静定结构D.三次超静定结构5、图小

2、结构为（）A.静定结构C.二次超静定结构二、已知结构尺寸和受力如图示，设AB和CD杆为刚体,BC和EF杆为圆截面杆, 直径均为&若已知弓=39kN ,杆的直径d = 25w?,杆的材料为Q235钢，许用应三、已知变截面钢轴上的外力偶矩叫=1800N 机，”. = 12OON-7 ,剪切弹性模量G = 80xl09Pa，轴的尺寸见图，试求最大切应力入本和最大相对扭转角%c0（ 15分）四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）五、矩形截面悬臂梁受力如图所示，试计算I - I截面上28C。各点处的正应力，并指出是拉应力还是压应力。（15分）六、已知直径为d=0?的圆杆受力如图，P = 50k

3、N , T = 7kN m ,许用正应力 <r = 100MPa ,试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）参考答案一、概念题（25分）1、A ; 2、C ; 3、C ; 4、D ; 5、B二、（15 分）解：1）由AB梁的平衡求出BC杆的轴力ZM|=O3.75%-3H =02 )由ED梁的平衡求出EF杆的轴力ZM)= 03.8% 3.2% sin 30 = 03x39kN3.75= 31.2kN3.8x31.2kN3.2sin30=74. IkN3）计算应力EF杆的轴力比BC杆的轴力大，因此计算应力大的杆满足强度条件即可。三、（15分） 解：1）画扭矩图3kNm L2kNm最大扭矩值

4、3kNm2 ）最大切应力max16心"16x3x10, Nm%/rxO.O753 m3= 36.2xlO6Pa = 36.2MPaT 16TM. 16xl.2xl03Nm 仆 0 ,八6n= -2HL =g=；： = 48.8x10 Pa = 48.8MPaBC段：卬. 叔江x O.O53 nd3）最大相对扭转角T.J 327/32x3xl05x0.75 八i.八2 ,=_A1L = _LAIL = = 0.68x 10 radAB 段： GhG加广80x109xx0.075488c =BC段：= O.611xlO-2radTBClBC _ 32TBClBC _ 32xl.2xlO3

5、 x0.5GI *Gd4 80x109xx 0.054最大切应力为%ca =48.8MPa ,最大相对扭转角外.共=0.68xIO_2rad四、（15分）解：1 ）约束反力 Fy= P2）画剪力图和弯矩图M十五、（15分）解：1 )弯矩M=°.2P = 0.2xl.5 = °.3kNm2）正应力=6x03x10 . = lllxlO6Pa = lllMPaWz b/r 0.018x0.03-M12M12xO.3x1O3xO.O16n r八 (yn =y = v =；=-74 x 10 Pa = -74MPa/-=0° I7b/l 0.018x0.033六、（15分

6、）解：1）力Fn=P = 50kN T = 7kN-m2）校核杆的强度% = v2+4r2 =+ 4工1%4x50x103、xO.l2 )16x7x103、 i /rxo.r )2= 71.3xlO6=71.3MPa(r,3 = 71.3MPa < <t = 1 OOMPa 安全工程力学基础试卷2一、概念题（25分）1、作用与反作用定律适用下列哪一种情况（ IA.只适用于刚体系统；B.只适用于刚体;C.只适用于平衡状态；D .物体系统。2、凡、乃、月及凡是作用在刚体上的平面汇交力系，其力矢量之间有如图的关系,word专业资料F合力为Fr ,下列哪种情况正确（A. Fr=F； ；B.

7、 Fr = 2F；c.冗二-艮；d. fr=2f43、利用空间力系的平衡方程最多可求解几个未知量。（）A.四个B五个C.六个D.八个4、圆轴扭转，直径为d ,极惯性矩是（）。A。=族小 6B 江4732C Ip=7rd*八6口 =叔4/325、铸铁梁载荷如图示，横截面为T字形,截面放置方式更为合理。word专业资料二、图示结构由梁。CCE4两构件较接而成 尺寸和载荷如图。已知：M=q,J ,P = 2qa。 求4 8处约束反力。（15分）J .frtnaa三、实心圆轴外力偶矩如图示，已知材料口】二100Mpa , G = 80xl09Pa ,句=2/小， d = 60mm ,试校核此轴的强度和

8、刚度。（15分）四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）五、（15分）；府支里的身中受一集中载血F作用如图 所示做粱若分则果用加曲加祖和野的宴心粕空心圆概而，且440=。= 丁也分别计算它们的最大正威力。空心就面比实心IB面的最大正加力减小了百分之几？六、已知直径d = 01m的圆杆受力如图，P = 5kN ,力偶矢量m= 2kNm与杆轴线平 行，0= 100MPa ,试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）参考答案一、概念题（25分）1、D ; 2、A ; 3、C ; 4、D ; 5、二、（15 分） 解：1）以OC梁为研究对象I3工 Mb =0 Pa qcr - FCya = 0Fc&g

9、t;. = P qa = 2qa qa2222£Fv=0 FBy-P-qa-FCy=0弓、.=P+殁=2网 + 软+ %、. = ?如。）2 ）由曲折杆为研究对象EFv=o 尼,-七=。3） 1=0股/也=%-加=5"-荷=5"（逆时针）三、（15分）T2kNmIkNm解：1）画扭矩图最大扭矩值2kNm2）最大切应力T K16x2xl03Nm 一八6n C小 =* =：-7 = 47.2x10 Pa = 47.2MPa8c段：% nd xO.O63m33）最大单位长度扭转角上当二厘当=32x2xl0'xl8。=GIP /G 冗（广 7t 80x109x2x

10、0.064'_=47.2MPa<r = 100MPa ,=1.13/m< = 2/m ,安全。四、（15分）FA=-qa,FB=-qa解：1 ）约束反力八2 2; 2）画剪力图和弯矩图+五、（15分）159=93 .7 MPa411 %.空心裁面比实心跳而最大正应力减小了 41.1%o六、（15分） 解：1）力危险截面在固定端处：M =lmx5kN = 5kN m T = 2kN m2）校核杆的强度，32x5x10, (16x2x10。in6 c 1 QK<n=1 +4 =54.8x10 =54.8MPa乃xo.rnxo.f j安全0.3 = 54.8MPa <

11、 ct = lOOMPa工程力学试卷3一、概念题（25分）1、仅受 力作用且处于状态的构件为二力构件。2、 6、斤及月是作用在刚体上的平面汇交力系，其力矢量之间有如图的关系，合力为Fr ,下列哪种情况正确（A. Fr=F； ；B, Fr=2F；C.4=一月;D,与=_2玛3、利用平面汇交力系的平衡方程最多可求解几个未知量。（）A一个B.二个C .三个D.四个4、圆轴弯曲，直径为d ,截面对形心轴z的惯性矩是（）oA 1：=研32b =叔764C IP = /4/64口泡”325、应力状态如图示，用第三强度理论计算相当应力，选（1B.。=5-4（%+%）D.%3=1/+4,卜二、直杆48与杆8c

12、较链连接，各杆自重不计,直杆AO上作用均匀载荷4 ,在D 点作用力偶M。已知：M =400 Nm , " = 100N/？，a = mo试求8c杆的力和2 支座的反力。（15分）qM三、实心圆轴外力偶矩如图示，已知材料=1°0Mpa , d = 60mm ,试校核此轴的强 度；在不改变轴的直径情况下,如何使轴满足强度条件。（15分）m3 = 2kNmmA = 5kNm"h = 3kNm四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）五、已知矩形截面梁，高度力= 80mm ,宽度匕= 60mm , a = lm，b= 170MPa ,求 分布载荷以（15分）六、已知直径d

13、= O1m的圆杆受力如图，P = 5kN ,力偶矢量? = 2kNm与杆轴线平 行，b= 100MPa ,试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）参考答案一、概念题（25分）1、二力、平衡；2、A ; 3、B ; 4、C ; 5、D二、（15 分）解：1）以A。杆为研究对象，求C8杆的力ZMi =° M-q4a2 + %8s452z7 = 08网 2 M (8xl00xl2-400) Nm2acos452xlxcos45 m= 282.8N(压力)2 ）以2。杆为研究对象，求A点约束反力ZK=0 Fcb cos45 -/t=0 仄=% cos45 = 282.8xcos45” =

14、200N(一)ZE = 0 FAy-4c/a + FCBcos45 = 0Fb = 4qa- Fcli cos45 =4x100-282.8cos45 = 200N(T)三、（15分）解：1）画扭矩图最大扭矩值SkNm2）最大切应力5kNm2kNmmax=3普端需2kNm3kNmr_=117.9MPa>r = 100MPa 不安全3 ）交换外力偶矩61和62的位置最大扭矩值3kNmA*汇max王= =啜焉？ = 7°.7xO*7°.7MParnm = 70.7MPa <r = 100MPa 安全四、（15分）解：1）约束反力行=2叩）M =2力（逆时针）2）画剪

15、力图和弯矩图五、（15分）解：1）求约束反力3ZM八=0 FH-2a - q-3cra = 02£F =0 FA+FB-q-3a = 0 以=w3f =3矽一%，=%2）力=qa危险截面在8处：mu 2 /2）校核杆的强度幺12M 6M 6xyq s 吗=-x0.06x0.082 =211（）3 即” = 2L8kN/m 3a-3xT六、（15分）解：1）力危险截面在固定端处：M=2mx5kN = 10kN m T = 2kN m2）校核杆的强度32x10x104 xO.F )16x2x10xO.l3= 103.9xl06 = 103.9MPa不安全cr,3 = 103.9MPa &

16、gt; 团=lOOMPa工程力学试卷4一、概念题（25分）1.已知A ,八，户3 ,后为作用于刚体上的平面共点力系,其力矢关系如图所示为 平行四边形。由此可知（A.力系可合成为一个力偶；B.力系可合成为一个力；5C.力系简化为一个力和一个力偶；D.力系的合力为零，力系平衡V 一 hA2、当平面力系可以合成为一个合力时，则其 对于作用面任一点之矩,等于力系中各 对于同一点之矩的代数和。3、利用空间汇交力系的平衡方程最多可求解几个未知量。（）A.一个 B.二个C.三个D.四个4、梁发生平面弯曲时，其横截面绕（）旋转。A.梁的轴线；B.中性轴；C.截面的对称轴；D.截面的上（或下）边缘。5、圆轴弯扭

17、组合变形，应力状态如图示，其中b = M/w用第三强度理论计算相当应力，选（ IA. % = 5 ；B. %=5-(/+6)C.W二、直杆ACD与杆8c校链连接，各杆自重不计,直杆AO上作用均匀载荷4 ,在D点作用力偶M。已知：=, a = mo试求8C杆的力和2支座的反力。（15 分）三、圆轴受力如图示，已知材料m=1°0Mpa , G = 80xl09Pa，= 2/。（8= 60mm 8c = 50mm ,试校核此轴的强度和刚度。（15分）? = 3kNm m. = 2kNmA tn2 = 5kNm四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）4P I2Pa寸 I-C/. f五、T形截

18、面悬臂梁，材料的许用拉应力叵】 = 40MPa ,许用压应力U = 160MPa ,截面对形心轴Z的惯性矩4 =1°1加时向，y = 9.64cm ,试计算梁的许可载荷R（15 分）六、正交圆截面刚架在同一水平面，尺寸及受力如图，已知截面直径1 = 1。"?？，=2KN =按第三强度理论校核强度。（15分）参考答案一、概念题（25分）1、2 ; 2、合力、分力；3、C ; 4、B ; 5、C二、（15 分）解：1）以A。杆为研究对象，C8杆为二力杆,求6杆所受的力汇加八=0 q4<72a + %cos45'-2。= 0% =上J =-心=565.68N （压力

19、） 2acos452xlxcos45 m2 ）以2。杆为研究对象,求A点约束反力工入=0 Fcb cos 45。一 乙r =0 FAx = Fcli cos 45。= 565.68 x cos 450 = 400N（<-）22 Fv =0 FAv-4c/a + FCB cos 45 =0FAy =4qa-FCB cos 45 =4xl00-565.68cos45 =0三、（15分）T2kNm28E殳扭矢巨3kNm z 8CE殳扭矩2khm3kNm解：1）画扭矩图2 ）最大切应力28段：廿畀等;毁鬻=7叱皿如段："第=等=今就”"xUPPa3）最大单位长度扭转角180

20、32T”, 18032x3x103x180 一 1A*GIP=¥=o一;r = 169 /mn G兀d 3 九 80x10x0.06An180_ 327. 180_ 32x2x103x180 _1V- G7rd' - 80x109x2x0.054 一 _=81,5MPa<r = 100MPa，电广如多加网= 2，/m ,不安全。四、（15分）解：1）约束反力5=2叩）M =2"（逆时针）.2）画剪力图和弯矩图4P2Pa五、（15分）解作m组如图所示。(kN1 mi(1)截面A 网 口细 匹盟建中40 Mpit2% L 101.8 X10 4谣Fi = 52 8

21、00 N a 52.8 kNMas 39&)2io MPb得Fj « 132 552 N - 1(2)敏面C%"产0132 6 kNQ.6Fx (25一轧641>107101 8x 10<40 MPa用Fb -44 晔 N- 44.2 kNMUFJ - 44.2 kN六、（15分） 解：1）力危险截面在固定端2处：M = 2mx2kN = 4kN.m T = 2mx2kN = 4kN m2）校核杆的强度M、 kJ32 x 4x103 yTTXO. f )16x4x103'、乃xO.F,= 57.6xl06Pa = 57.6MPab,3 = 57.

22、6MPa < cr = lOOMPa安全工程力学试卷5一、概念题（25分）1、一个物体上的作用力系，满足（）条件，就称这种力系称为平面汇交力系。A.作用线都在同一平面，目汇交于一点；B.作用线都在同一平面，但不交于一点；C.作用线在不同一平面，目汇交于一点；D .作用线在不同一平面，且不交于一点。2、力偶矩的大小取决于（1A.力偶合力与力偶臂；B.力偶中任一力和力偶臂；C.力偶中任一力与矩心位置；D.力偶在其平面位置及方向。3、空间力偶矩是（）。A.代数量；B.滑动矢量；C.定位矢量； D.自由矢量。4、空心圆轴扭转，外直径为D,直径为4,抗扭截面系数是（）。A % =万（少一）/16

23、b 场="（小一，）/325、梁在某截面处Q=0 ,则该截面处弯矩有（1极值；心、最大值；C、最小值;D、有零值。二、已知P=2qa，试求图示梁的支座反力（15分）三、实心圆轴外力偶矩如图示，已知材料上上100Mpa , G = 80xl09Pa，同=3/？，。=60mm j/ = 50mm试校核此轴的强度和刚度。（15分）,n2 = 2kNmm3 = IkNm/8X=3kNm c四、绘图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）A200N150Nm五、已知矩形截面梁，高度力=80mm ,宽度人= 60mm , = lm ,分布载荷 4= 6kN/m," = 170MPa，试校核梁的

24、强度。（15分）六、直角折杆2。放置水平面，2端固定，。端自由。已知折杆直径d = 01m受力如 图，/= 5kN、P = 3kN z W = 120MPa ,试用第三强度理论校核此杆的强度。（15分）参考答案一、概念题（25分）1、A ; 2、B ; 3、D ; 4、C ; 5、A二、（15 分）解：1）约束反力Z 月=0FAy-P-qa = OFAy = P + qa = 3qa)ZKi = 0 MA-Pa- qa1 = 0 MA=Pa + -qa1 = Iqa1 + - qa2 =-的?(逆时针)三、（15分）解：1)画扭矩图4r 心 .IkNm + I最大扭矩值2kNm-2kNm2)最

25、大切应力“/=%八=936MPaWp 加广(1 _ 24)7tx 0.053 (1-0.64) m33）最大单位长度扭转角Tab 180 _327；3180 =32x2x103x180gTp T-GZ)4(l-a4)- 80x 109 x zr2 x 0.054 (1 -0.64)总=93.6MPa <r = lOOMPa 盘戊=2.68 /m < 0 = 37m 安全四、（15分）解：1）约束反力 = 200N,3=950Nm ； 2 ）画剪力图和弯矩图五、（15分）FA = qa, Fr = qa1）约束反力22; 2）画剪力图和弯矩图3)危险截面在 B 处，A/,=6xl03

26、xP=6kN-m",M _6M可诉6xg。2 _ 6x6xlO3hh2 "0.06x0.082= 93.8xl06Pa = 93.8MPa安全。<Tnm = 93.8MPa < cr = lOOMPa六、（15分）解：1）力危险截面在固定端处:M = bF + 2P = lmx5kN + 2mx3kN = 1 IkN-mT = lmx3kN = 3kNm2)校核杆的强度= 116xlO6 = 116MPa132xllxlO3y ( 16x3x1o万xO.P+ 笈xO.P )安全af 3 = 116MPa < cr = 120MPa工程力学基础复习题B一、空心圆轴外力偶矩如图示，已知材料r = lOOMPa , G = 80x1 O'Pa，句= 3/z , D = 60mm r4 = 50mm ,试校核阳由的强度和刚度。解：1）画扭矩图最大扭矩值2kNmTIkNm2kNm2）最大切应力16x