工程力学考试题目

1、 哪些是二力构件哪些是二力构件(设所有接触处均为光滑，未画出重力的设所有接触处均为光滑，未画出重力的物体，都不计自重物体，都不计自重)。并说明什么是二力构件？。并说明什么是二力构件？ 如下图所示，将作用于刚体上如下图所示，将作用于刚体上A点的力点的力F移到移到B点，点，该力对刚体的作用效应是否相同？为什么？该力对刚体的作用效应是否相同？为什么？画受力图画受力图汇交力系平衡方程：汇交力系平衡方程：00yxFF滑轮滑轮图示简易起重机用钢丝绳吊起重力图示简易起重机用钢丝绳吊起重力G=4kN的重物，的重物，不计杆件自重、摩擦及大小不计杆件自重、摩擦及大小 A，B，C三处简化为铰链连接；三处简化为铰链连

2、接；求求AB和和AC所受的力所受的力0)(00FoyxMFF任意力系平衡方程：任意力系平衡方程：试计算图示支架中试计算图示支架中A A、C C 处的约束反力。已知处的约束反力。已知G=10kN, , 不计杆的自不计杆的自重力重力。轴向拉伸和压缩杆件的轴向拉伸和压缩杆件的受力特点受力特点是：是： -作用在杆件上力的作用线与杆件轴线重合；作用在杆件上力的作用线与杆件轴线重合；轴向拉伸和压缩的轴向拉伸和压缩的变形特点变形特点是：是： -沿杆件轴线方向伸长或缩短沿杆件轴线方向伸长或缩短 轴向拉伸和压缩的内力轴向拉伸和压缩的内力-。 轴向拉压时横截面上的正应力计算公式为：轴向拉压时横截面上的正应力计算公

3、式为： FN为横截面上的轴力，为横截面上的轴力，A为横截面积为横截面积 -拉应力为正，压应力为负。拉应力为正，压应力为负。AFN轴向拉压横截面上的内力是轴向拉压横截面上的内力是均匀分布均匀分布的的轴向拉压时横截面上的是轴向拉压时横截面上的是正应力正应力强度条件强度条件maxmaxAFN 用绳索吊起重物如图所示。已知用绳索吊起重物如图所示。已知F=20kN，绳索横，绳索横截面面积截面面积A=12.6cm2，许用应力，许用应力=10MPa。试校。试校核核=60情况下绳索的强度。情况下绳索的强度。 起重机吊钩的上端用螺母固定起重机吊钩的上端用螺母固定(如图如图)。若吊钩螺栓。若吊钩螺栓部分的内径部分

4、的内径d=40mm，拉力，拉力F=50KN，材料许用应力，材料许用应力80MPa，试校核螺栓部分的强度。，试校核螺栓部分的强度。 气动夹具如图所示，已知气缸内径气动夹具如图所示，已知气缸内径D=140mm,缸内气压缸内气压p=0.8MPa，活塞材料的，活塞材料的=80MPa，试，试设计活塞杆的直径。设计活塞杆的直径。 某悬臂吊车如图所示。最大起重荷载某悬臂吊车如图所示。最大起重荷载G=62.8kN，杆杆BC为为Q235A圆钢，许用应力圆钢，许用应力=100MPa。试按。试按图示位置设计图示位置设计BC杆的直径杆的直径d。 30-胡克定律胡克定律 当杆件横截面上的应力不超过某一限度时，当杆件横截

5、面上的应力不超过某一限度时，杆的纵向绝对变形杆的纵向绝对变形l 与轴力与轴力FN、杆长、杆长l 成正成正比，而与横截面积比，而与横截面积A成反比。成反比。EAlFlNE为材料的弹性模量为材料的弹性模量绝对变形绝对变形EA称为杆的抗拉称为杆的抗拉(压压)刚度刚度。应力与应变的关系应力与应变的关系E -胡克定律的另一形式。胡克定律的另一形式。 当杆件横截面上的应力不超过某一限度时，当杆件横截面上的应力不超过某一限度时，应力与应变成正比。应力与应变成正比。低碳钢的拉伸时的力学性能低碳钢的拉伸时的力学性能弹性模量弹性模量 E比例极限比例极限p p 弹性极限弹性极限e e屈服强度屈服强度s s 强度极限

6、强度极限b b伸长率伸长率断面收缩率断面收缩率 其它材料拉伸时的力学性能其它材料拉伸时的力学性能其它材料的其它材料的-曲线曲线 图中：锰钢、硬铝图中：锰钢、硬铝和退火球墨铸铁均无和退火球墨铸铁均无明显的屈服阶段。明显的屈服阶段。低碳钢低碳钢铸铁铸铁思考题：思考题： 现有低碳钢和铸铁两种材料，若杆现有低碳钢和铸铁两种材料，若杆2选用选用低碳钢，杆低碳钢，杆1选用铸铁，你认为合理吗？选用铸铁，你认为合理吗？ ？两根不同材料的直杆，其横截面积和长度均相等，两根不同材料的直杆，其横截面积和长度均相等，在相同轴向拉力的作用下，它们的内力是否相等在相同轴向拉力的作用下，它们的内力是否相等?应应力是否相等力

7、是否相等?变形是否相等？为什么？变形是否相等？为什么？剪切的受力特点：剪切的受力特点： -大小相等、方向相反、作用线平行且相距大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近很近剪切的变形特点：剪切的变形特点： -介于两作用力间的横截面发生相对错动介于两作用力间的横截面发生相对错动 联接件在发生剪切变形的同时，在传递联接件在发生剪切变形的同时，在传递力的接触面上会发生挤压。力的接触面上会发生挤压。剪切的内力？剪切的内力？内力内力-剪力剪力FQ剪切的应力？剪切的应力？剪切变形时横截面上的应力剪切变形时横截面上的应力-切应力切应力AFQFS-剪力剪力 A-剪切面积剪切面积AFQ 挤压强度条件为：挤压强度条

8、件为：jyjyjyAF jy挤压面为平面挤压面为平面-实际挤压面积实际挤压面积挤压面为圆柱面挤压面为圆柱面-半圆柱的正投影面积半圆柱的正投影面积 剪切强度计算公式 能解决工程中那些问题？ 两块钢板用螺栓连接两块钢板用螺栓连接(如图所示如图所示)，每块厚，每块厚t=10mm，螺栓直径螺栓直径d=16mm，许用剪应力，许用剪应力=60MPa，许用挤，许用挤压应力压应力jy=100MPa，试计算许可载荷，试计算许可载荷F。 两块厚度两块厚度6mm的钢板用的钢板用3个铆钉连接，如图所个铆钉连接，如图所示。若载荷示。若载荷F40kN，许用剪应力，许用剪应力 =100MPa，许用挤压应力许用挤压应力jy=

9、280MPa，求铆钉直径，求铆钉直径 木榫接头如图所示，木榫接头如图所示，a = b =12cm，h=35cm，c=4.5cm，P=40KN，木杆的许用剪应力，木杆的许用剪应力= 1.5MPa，许用挤压应力，许用挤压应力jy=12Mpa，试校核接头，试校核接头的强度。的强度。 在垂直于杆轴线的平面内，作用着一对在垂直于杆轴线的平面内，作用着一对大小相等、转向相反的力偶。大小相等、转向相反的力偶。 杆件的各横截面绕轴线发生相对转动。杆件的各横截面绕轴线发生相对转动。 扭矩的正负号规定：扭矩的正负号规定：扭转变形的内力扭转变形的内力-扭矩扭矩 Mn传动轴承受外力偶作用，试画出扭矩图。传动轴承受外力

10、偶作用，试画出扭矩图。画扭矩图画扭矩图 图示的两个轴，哪一种轮的布置对提高轴的图示的两个轴，哪一种轮的布置对提高轴的承载能力有利，为什么？承载能力有利，为什么？ 横截面上的应力横截面上的应力-切应力切应力pnIMMn横截面上的扭矩横截面上的扭矩应力点到圆心距离应力点到圆心距离I横截面对圆心的极惯性矩横截面对圆心的极惯性矩(m(m4 4) )切应力的分布？切应力的分布？横截面上最大应力计算横截面上最大应力计算pWMmaxWp-为扭转截面系数为扭转截面系数(m3)332 . 016DDWn强度条件：强度条件： pWTmaxmax外力偶距的计算外力偶距的计算 nPMe9550Me-外力偶距外力偶距(

11、N.m) P-轴传递的功率轴传递的功率(kW) n-轴的转速轴的转速(r/min)1.一圆轴的直径一圆轴的直径d=60mm，转速，转速n=300r/min，轴材，轴材料的许用切应力料的许用切应力=240Mpa，求轴所能传递的功率。，求轴所能传递的功率。. 2.机器传动轴的直径机器传动轴的直径D=80mm ，转速，转速n=200r/min ，传递的最大功率为传递的最大功率为 ，材料的，材料的=50MPa ，校核该轴，校核该轴的强度的强度 3.如下图所示转轴，其功率由如下图所示转轴，其功率由B轮输入，轮输入，A、C轮输轮输出。已知出。已知 ， ，轴的许用剪应力，轴的许用剪应力为为 ，转速为，转速为

12、 。试设计轴的直。试设计轴的直径。径。kWpA60kWpC20 MPa40min955rn 受力特点受力特点-在通过杆轴线的面内，受在通过杆轴线的面内，受到力偶或垂直于轴线的外力作用。到力偶或垂直于轴线的外力作用。 变形特点变形特点-杆的轴线被弯成一条曲线。杆的轴线被弯成一条曲线。 -在外力作用产生弯曲变形的杆件，在外力作用产生弯曲变形的杆件，称为称为梁梁。剪力和弯矩的正负号规定：剪力和弯矩的正负号规定：左上右下左上右下为正为正左顺右逆左顺右逆为正为正FL纯弯曲横截面上只有纯弯曲横截面上只有正应力正应力。最大正应力计算？最大正应力计算？zW为弯曲截面系数为弯曲截面系数zWMmax矩形截面：矩形

13、截面：62bhWz弯曲正应力强度条件弯曲正应力强度条件 zWMmaxmax 一吊车梁由一吊车梁由32B工字（工字（Wz=726cm3）钢制成，梁）钢制成，梁跨度跨度l=10m，梁材料的许用应力，梁材料的许用应力 =140Mpa，电葫，电葫芦自重芦自重G=15 kN，梁自重不计，求该梁能够承担的，梁自重不计，求该梁能够承担的起重量起重量Q。 由由20b（Wz=250cm3）工字钢制成的外伸梁，）工字钢制成的外伸梁，在外伸端在外伸端C处作用集中力处作用集中力F，F=25 kN，已知，已知=160MPa，尺寸如图所示，校核梁的强度。，尺寸如图所示，校核梁的强度。 一桥式行车如图所示，粱为一桥式行车如图所示，粱为NO.28b工字钢，工字钢，其弯曲截面系数其弯曲截面系数WZ=534cm3，电动葫芦和起重量总重，电动葫芦和起重量总重F=30kN，l=6m，材料的材