工程力学试卷及答案A

《工程力学》模拟试卷A卷及答案题号一二三四五六七八九总分得分一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.某简支梁AB受载荷如图所示，现分别用Ra、Rb表示支座A、B处的约束反力，则它们的关系为（C）。A-Ra<Rbb.RA>RbRa%、无法比较D.作用线沿过B的铅垂线图示平面机构，正方形平板与直角弯杆ABC在C处铰接。平板在板面内受矩为M=8N・m的力偶作用，若不计平板与弯杆的重量，则当系统平衡时，直角D.主矢和主矩弯杆对板的约束反力大小为（C）D.主矢和主矩TOC\o"1-5"\h\z2N4N_23N43N平面平行力系合成的结果是（DA.合力B.合力偶C.主矩一折杆受力如图所示。其中AB杆的变形为（扭转弯曲与扭转组合弯曲弯曲与弯曲5..判断压杆属于细长杆、中长杆、还是短粗杆的依据是（A）A.柔度B.长度C.横截面尺寸D.临界应力6.图示轴向受力杆件中n-n截面上的轴力为（C）11A.-3P B.-4P C.+4P D.+8P7.图示受扭圆杆中的最大剪应力为7.图示受扭圆杆中的最大剪应力为（16m 32m 48mA.兀d3 b.兀d3 c.配3C)ei2m 3mD64m-任 f £卜"兀d3DI=—DI=—bh3,I=—hb3

z12y12y

题&图9.某直梁横截面面积一定，下图所示的四种截面形状中，抗弯能力最强（B）8.图示矩形截面对z、y两形心轴的惯性矩分别为（D）I=—hb2y12I=—bh2y12I=—bh3y12A.矩形B.工字形C.圆形D.正方形拉压胡克定律o=Ee的另一表达式为（D）Ab=-nB.£=义A lFlNea题25图二、填空题（本大题共4小题，每空2分，共10分）图示杆件剪切面的面积为―dt。12.胡克定律。=E8只在。W_p时才成立.作用于平面内A点的力F=10kN，如图示，向距A点为100cm的O点平移后，得到主矢量的大小为__10kN―和主矩大小为5Kn.m。图示斜五面体OABCDE沿坐标轴正向三个棱边的长度题14图OA=4,OC=3,OE=3（单位m）,斜平面ABDE沿对角线EB间作用一力P=10kN题14图则该力在x轴上的投影Px=6.86_kN。三、计算题（本大题共5小题，共70分）15.四杆机构在图示位置平衡。已知OA=60cm,BC=40cm,作用BC上的力偶的力偶矩大小为M2=1N.m,试求作用在OA上力偶的力偶矩大小M1和AB所受的力Fab所受的力。各杆重量不计。（15分）解：(1)研究BC杆，受力分析，画受力图:Fb列平衡方程:列平衡方程:列平衡方程:ZM=0FBxBCsin30。-M2=0M 1 □ — ；2 —BCsin30。 0.4xsin30。(2)研究AB(二力杆)，受力如图:可知:Fa=FB(3)研究0A杆，受力分析，画受力图:xOA+M=0ZM=0 -FxOA+M=0AM=FxOA=5x0.6=3Nm16.图示起重架的最大起吊重量（包括行走小车等）为P=40kN,横梁AC由两根No18槽钢组成，材料为Q235钢，许用应力g]=120MPa。试校核梁的强度。yNo18x2yNo18x2解：（1）受力分析当小车行走至横梁中间时最危险，此时梁AC的受力为由平衡方程求得£M=0Ssin30。x3.5-Px1.75=0S=P=40kNC A A£X=0X-Scos30。=0X=Scos30。=34.64kNCA CA£ma=0 -Ycx3.5+Px1.75=0%=2P=20kN(2)作梁的弯矩图和轴力图

此时横梁发生压弯组合变形，D截面为危险截面，N=34.64kNM^^=35kN.m⑶由型钢表查得No.18工字钢W=152cm3 A=29.299cm2y(4)强度校核=. -NM= 34.64x103 35x103©max-Pcmax'-京+2^ 2X29.299X10—4^2X152X10—6=5.9+115.1=121MPa1.05[b]故梁AC满足强度要求。Y17.槽形铸铁梁受力如图所示，槽形截面对中性轴z的惯性矩Iz=40X106mm4,材料的许用拉应力Int]=40MPa，材料的许用压应力In150MPa。试画出梁的剪力图和弯矩图；校核此梁的强度。 (15分)(1)支座反力(1)支座反力Fa=0,FB=60kNFs30kN30kN(Fa=0,FB=60kNFs30kN30kN(4分)30kN-m（5分）(2)MI=MJ=30kN-mbcmaxM|x0.14maXIz30bcmaxM|x0.14maXIz30x103x0.1440x106x10-12=105MPa<[b]（3分）btmax|M」x0.06_30x103x0.06_40x106x10-12=45MPa>[b]（3分）此梁不安全。18.两端铰支压杆，材料为Q235A钢，E=200GPa，长l=1m，直径为

d=25mm，承受25kN压力，规定稳定安全系数LL3,校核此压杆的稳W定性。(10分)d25解：(1)i=一=—mm4 4.W1x1000X=—= =160A人i25/4 p采用欧拉公式计算临界力Fcr3.142军200x103斗3.14x254FcrL) ——=37.79KN\1x1000>2x64n=F=工=1.51YLL3wF25 w稳定性不足19.如图所示轴AB上装有两个轮子，C轮和D轮分别作用W、F，轴处于平衡状态。已知C轮直径为D1=0.4m，D轮直径为D2=0.8m，W=6KN,轴的许用应力k〕=60M，按第三轻度理论确定轴直径d。（15分）pa解：（1）轴CD段为弯扭组合变形，画出弯矩、扭矩图解得：F=3KN(2)扭矩：T=WxD1=6x04=