工程力学考试卷试题及答案

工程力学考试卷试题及答案《工程力学》考试卷及答案试卷局部专业：学生证号：姓名：题号一二三四五六七总分得分一、选择题〔315〕1、如以下图，在刚体上A、B、C1、Ｆ2、Ｆ3，则〔〕。A、刚体平衡B、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力C、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力偶D、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力和一个力偶MAMBMCABCll23AB内部受扭矩为〔〕A、MaB、MbC、McD、Ma+Mb3、力偶对物体产生的运动效应为。A、只能使物体转动B、只能使物体移动C、既能使物体转动,又能使物体移动D、它与力对物体产生的运动效应有时一样,有时不同F1F1F2ABC4、如以下图，F1、F2〔方向如图，大小为正〕分别作用于刚体上A、B两点，且F1、F2C：A、在AB、在BC、在CD、在系统上加一个适当的力偶可以使系统平衡。5、如以下图AC、BCF〔〕。C、ACBCD、ACBC二、是非题〔315〕1、如物体相对于地面保持静止或匀速运动状态,则物体处于平衡。2、成力偶的两个力F=-F，所以力偶的合力等于零。3、静力学公理中，二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。4、杆件的根本变形有四种：轴向拉伸或压缩、剪切、挤压和弯曲。5、作用在同一物体上的两个力，使物体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。三、填空题〔230〕1、力对物体的作用效果一般分为效应和效应。2、求杆件受力后的内力所用的方法是。3、平面汇交力系平衡的几何条件是合力为。4、作用在刚体上的两个力偶的等效条件是、和作用于同一平面。5、工程中把以变形为主要变形的杆件成为轴。6、柔索的约束反力T7、当杆件受到一对垂直于轴线的大小相等、方向相反、作用线相距很近的力作用时，将产生。8、平面内两个力偶等效的条件是这两个力偶处于；上述两平面力偶平衡的充要条件是。9、工程中把以变形为主要变形的杆件成为梁。10、工程中把以变形为主要变形的杆件成为轴。11、材料力学的任务就是在满足的前提下，经济、合理、安全的设计构件。四、问答题〔每题3分，共6分〕1、简述杆件变形的四种根本形式。答：2、什么是力偶三要素？答：五、绘图题〔每题6分，共18分〕1、画出以以下图中球的受力图。2、如以以下图所示，作梁AB3、作BCDE六、计算题〔816〕1、如以以下图左面所示AB处于平衡状态，AB度如图，力F=20N，求地面对杆的约束力Ft。2、如以下图，等直圆截面轴ABC，承受扭转力偶矩MA、MB和MC用，MA＝180N·m，MB＝320N·m，MC＝140N·m。计算ABBC的扭矩。MAMBMCABCll〔315〕1、如图所示，在刚体上A、B、C三点分别作用三个大小相等的力Ｆ1、Ｆ2、Ｆ3，则〔C〕。A、刚体平衡B、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力C、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力偶D、刚体不平衡，其简化的最终结果是一个力和一个力偶MAMBMCABCll23AB内部受扭矩为〔A〕A、MaB、MbC、McD、Ma+Mb3、力偶对物体产生的运动效应为(A)。A、只能使物体转动B、只能使物体移动C、既能使物体转动,又能使物体移动D、它与力对物体产生的运动效应有时一样,有时不同F1F1F2ABC4、如以下图，F1、F2〔方向如图，大小为正〕分别作用于刚体上A、B两点，且F1、F2C(A)：A、在AB、在BC、在CD、在系统上加一个适当的力偶可以使系统平衡。5、如以下图AC、BCF。C、ACBCD、ACBC二、是非题〔315〕1、如物体相对于地面保持静止或匀速运动状态,则物体处于平衡。(错)2、成力偶的两个力F=-F，所以力偶的合力等于零。(对)3、静力学公理中，二力平衡公理和加减平衡力系公理适用于刚体。(对)4、杆件的根本变形有四种：轴向拉伸或压缩、剪切、挤压和弯曲。(错)5、作用在同一物体上的两个力，使物体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力大小相等、方向相反、沿同一条直线。(对)三、填空题〔230〕1、力对物体的作用效果一般分为内效应和外效应。2、求杆件受力后的内力所用的方法是截面法。3、平面汇交力系平衡的几何条件是合力为零。4、作用在刚体上的两个力偶的等效条件是大小相等、方向相反和作用于同一平面。5、工程中把以扭转变形为主要变形的杆件成为轴。6、柔索的约束反力T7、当杆件受到一对垂直于轴线的大小相等、方向相反、作用线相距很近的力作用时，将产生剪切变形。8、平面内两个力偶等效的条件是这两个力偶处于同一平面内；上述两平面力偶平衡的充要条件是大小相等，方向相反。9、工程中把以弯曲变形为主要变形的杆件成为梁。10、工程中把以扭转变形为主要变形的杆件成为轴。11、材料力学的任务就是在满足使用性能的前提下，经济、合理、安全的设计构件。四、问答题〔每题3分，共6分〕1、简述杆件变形的四种根本形式。2、什么是力偶三要素？答：力偶三要素是指：力偶矩的大小、力偶的转向和力偶作用面的方位。五、绘图题〔每题6分，共18分〕1、画出以以下图中球的受力图。2、如以以下图所示，作梁AB3、作BCDE六、计算题〔816〕1、如以以下图左面所示AB处于平衡状态，AB度如图，力F=20N，求地面对杆的约束力Ft。2、如以下图，等直圆截面轴ABC，承受扭转力偶矩MA、MB和MC用，MA＝180N·m，MB＝320N·m，MC＝140N·m。计算ABBC的扭矩。MAMBMCABCllABBCABCD体〔a〕2A力使物体绕矩心逆时针旋转为负B平面汇交力系的合力对平面内任一点的力矩等于力系中各力对同一点的力矩的代数和C力偶不能与一个力等效D矩心无关〔ab〕3平面汇交力系向汇交点以外的一点简化，其结果可能是：ABCD〔abcd〕4.杆件变形的根本形式：ABCD〔ad〕5.低碳钢材料由于冷作硬化，会使〔〕提高：ABCD〔1.536〕6.工程中遇得到的物体，大局部是非自由体，那些限制或阻碍非自由体运动的物体称为约束。由链条、带、钢丝绳等构成的约束称为柔体约束，这种约束的特点：只能承受 拉力 不能承受 压力 ，约束力的方向沿 柔体约束拉紧 的方向。力矩是使物体产生 转动 效应的度量，其单位 N*M 用符号 m 表示，力矩有正负之分， 逆时针 旋转为正。平面一般力系的平衡方程的根本形式： 、 、 。依据工程力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是： 连续性假设 、 均匀性假设 、 同性假设 。拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是： 性阶段 轴力指向截面外部为正 。塑性材料在拉伸试验的过程中，其—曲线可分为四个阶段，即： 弹性阶段屈服阶段强化阶段局部变形阶段 、 、 、 。构件在工作过程中要承受剪切的作用，其剪切强度条件 .14.扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为： .四指指向扭矩的转向，假设大拇指指向截面的外部，则扭矩为正 。15．力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。依据约束状况的不同静定梁可分为： .简支梁外伸梁悬臂梁 、 、 三种常见形式。三．推断题：〔315〕16.杆件两端受等值、反向、共线的一对外力作用，杆件确定发生地是轴向拉〔压〕变形。〔〕17.标准试件扎起常温、静载作用下测定的性能指标，作为材料测定力学性能指标。〔〕18．当挤压面为圆柱形侧面时，挤压面的计算面积按该圆柱侧面的正投影面积算。〔〕19.由于空心轴的承载力气大且节约材料，所以工程实际中的传动轴多承受空心截面。〔〕20.梁的横截面上作用有负值弯矩，其截面中性轴上侧各点受到压应力作用，下侧各点受到拉应力作用。〔〕四．作图题：〔9〕21．如以下图，三铰拱桥又左右两拱铰接而成，在BCAC、BC图。CFAB〔1020〕22.如以下图钢制拉杆承受载荷F=32kN，假设材料的许用应力=120MPa，杆件横截面积为圆形，求横截面的最小半径。FF23.如以下图，等直杆AD，左端固定，F1=100KN，F2=80KN，F3=60KN,求各段杆的轴力，做出轴力图。F1F2F3ＡBCD1m3m1.5m1ABC2A3AB4ABCD5AD6.7.8.转动N·MM9.101112.弹性13．14.四指指向扭矩的转向，假设大15.简支梁外伸梁悬臂梁三推断题161718192021.解：〔1〕选AC分别体，AC〔2〕选BC体，三力汇交原理。FNCFCCFNC’FNABFNB22.解：由截面法可知，轴力FN=F=32kN,拉杆的横截面面积A==266.7mm2r2266.7mm2r9.2mm9.2mm23.解：〔1〕求支座反力。即FN+F1-F2+F3=0FN=-F1+F2-F3=-100+80-60=-80kN说明支座反力水平向左。〔2〕分段计算轴力。AB即N1-FN=0N1=FN=80kN(内力为拉力)BC即N2+F1-FN=0N2=FN-F1=-20kN(内力为拉力)CD段，取右段为隔离体：即-N3+F3=0N3=F3=60kN〔3〕做轴力图。++-2023－2023学年其次学期《工程力学》期末试卷〔A〕班级专业：学号：姓名：一、填空〔25〕1.力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点，这三个因素称为力的三要素。两物体相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向、共线，分别作用于两个物体。这两个力互为作用与反作用的关系。力偶是由一对等值、反向、不共线的平行力组成的特别力系组合而4.常用的约束有柔性约束、光滑接触面约束、铰链约束、固定端约束。空间力系依据力系各力作用线的分布状况，可分为空间汇交力系、空间平行力系和空间任意力系。平面弯曲梁剪力和弯矩正负判定口诀为：左上右下，剪力为正，左顺右逆，弯矩为正。刚体做平移运动时，其上各点的运动轨迹外形一样且彼此平行。动点相对于定参考系的运动称为确定运动，对于动参考系的运动称为相对运动；把动参考系相对于定参考系的运动称为牵连运动。动点相对于动参考系的速度，称为动点的相对速度，动点相对于定参考系的速度称为动点确实定速度。二、推断〔10〕1．力是物体之间的相互机械作用。〔√〕2．刚体是在力的作用下不变形的物体。〔√〕3．刚体受三个共面但互不平行的力作用而平衡时，三力必汇交于一点。〔√〕4N·M者kN·M。〔√〕5．活动铰链支座的约束力通过销钉的中心，垂直于支承面，指向被约束的物体，恒为压力。〔╳〕6．假设力系中各力的作用线在同一个平面内，该力系称为平面力系。〔√〕7．力学中仅用静力学平衡方程不能求得全部未知力的状况称为静定问题。〔╳〕8．物体的摩擦力方向总是与运动方向相反。〔╳〕9．平面弯曲梁的受力特点是所受外力均在过梁轴线的平面内。〔√〕10．刚体做平移时，它的质心运动的状况与单个质点的运动状况一样，可直接用质心代替刚体进展分析。〔√〕三、选择〔20〕1.静力学争论的对象是〔D〕A、物体B、流体C、物质D2.3N、4N〔B〕A、5NB、7NC、12ND、1N3.在争论拉伸与压缩应力应变时，我们把杆件单位长度确实定变形称为〔B〕A、应力B、线应变C、变形D4.质点动力学根本方程为〔D〕A、W=FSB、P=MVC、I=FTD、F=ma5.以下关于截面上内力的大小的结论哪一个是正确的？〔A〕A、与截面的尺寸和外形无关B、与截面的尺寸有关，但与截面的外形无关C、与截面的尺寸和外形有关D6.当作用在质点系上外力系的主矢在某坐标轴上的投影为零时，则质点系质心的(D)A．速度确定为零B．速度在该轴上的投影保持不变C．加速度在该轴上的投影确定不为零D7.一空间力系中各力的作用线均平行于某一固定平面，而且该力系又为平衡力系，则可列独立平衡方程的个数是(A)A．6B．5C．4D．38.点的运动方程为x=2t3+4，y=3t3－3，则其轨迹方程为(B)A.3x+4y－36=0B.3x－2y－18=0C.2x－2y－24=0D.2x－4y－36=09.如以下图，质量为m、长度为Z均质细直杆OA，一端与地面光滑铰接，另一端用绳AB置。假设将绳ABOAω别为(B)A.ω=0,α=0B.ω=0,α≠0C.ω=10,α=0D.ω≠0,α≠010.一受扭圆棒如以下图，其m-m(D)A．Tm-m=M+M=2MB.Tm-m=M－M=0C．Tm-m=2M－M=MD.Tm-m=－2M+M=－M〔735分〕1、画出以以下图中杆AB，轮C,以及整体受力图。2、拉伸或压缩杆如以下图，试用截面法求杆上各段轴力，并画出各干的轴力图。五、计算题图示简易起重机用钢丝吊起重力G=2KN自重。摩擦及滑轮大小，A,B,CAB和AC的力。平面汇交力系平衡的必要与充分条件是： 。该力系中各力构成的力多边形 。一物块重600N，放在不光滑的平面上，摩擦系数f=0.3，在左侧有一推力150N，物块有向右滑动的趋势。Fmax= ,所以此物块处于静止状态，而其F= 。刚体在作平动过程中，其上各点的 一样，每一瞬时，各点具有 的速度和加速度。AB杆质量为m，长为L，曲柄O1A、O2B质量不计，且O1A=O2B=R，O1O2=L，当φ=60°时，O1A杆绕O1轴转动，角速度ω为常量，则该瞬时AB杆应加的惯性力大小为 ，方向为 。使材料丧失正常工作力气的应力称为极限应力。工程上一般把 作为塑性材料的极限应力；对于脆性材料，则把 作为极限应力。 面称为主平面。主平面上的正应力称为 。当圆环匀速转动时，环内的动应力只与材料的密度ρ 有关，而与 无关。二、单项选择题(在每题的四个备选答案中，选出一个正确答案，318)1.某简支梁ABRA、RBA、B则它们的关系为。A.RARBC.RA=RBD2.材料不同的两物块A和B上，物块A0.5kN，物块B0.2kN，物块A、Bf1=0.25，物块Bf2=0.2，拉动B力为。A.0.14kNB.0.265kNC.0.213kND.0.237kN3.在无阻共振曲线中，当激振力频率等于系统的固有频率时，振幅BA.零B.静变形C.无穷大D.4.虎克定律应用的条件是。A.只适用于塑性材料B.只适用于轴向拉伸C.应力不超过比例极限D.5.梁的截面为T，Z图如以下图，则有。A.最大拉应力和最大压应力位于同一截面CB.最大拉应力位于截面C，DCD，最大压应力位于截面CD.最大拉应力和最大压应力位于同一截面D6.圆轴扭转时，外表上任一点处于应力状态。A.单向B.二向C.三向D.416)1.平面图形在什么状况下作瞬时平动?瞬时平动的特征是什么?2.一质点在铅垂平面内作圆周运动，当质点恰好转过一周时，其重力的功为零，对吗?为什么?3.何谓纯弯曲和平面弯曲?4.试述构件发生疲乏破坏时的主要特点。50)1.三铰拱刚架如以下图，受一力偶作用，其矩M=50kN·m，不计自重，试求A、B(8)2AB的A沿水平线以等速度vR，如以下图。如杆与水平线间夹角为θ，试以角θ(8)3.重为PA绳索带动重为QBα，滑轮和绳索质量不计，且绳索不行伸长，求物块Ba(10)4.如图所［σ］1=160MPa，横截面面积A1=6cm2；2［σ］2=7MPa，横截面面积A2=100cm2。假设载荷P=40kN，试校核构造强度。(8)5.试作如以下图梁的剪力图和弯矩图。(8)5.求图示应力状态的主应力和最大剪应力。(8)XX20231程力学(一)试题参考答案课程代码：02159116分)123.180N150N4.轨迹5.Fgh=mRω2C平行O1A6.屈服点σs抗压强度σb78.转动线速度v横截面面积A318)1.C2.A3.C4.C5.B6.B416)1.某瞬时，假设平面图形的转动角速度等于零(如有两点的速度，而该两点的连线AB分布规律与刚体平动时速度分布规律一样，称平面图形在该瞬时作瞬时平动。瞬时平动的特征是：平面图形在该瞬时的角速度为零；平面图形在该瞬时的各点的速度一样；平面图形在该瞬时的各点的加速度不一样。对的由于重力的功等于质点的质量与其始末位置的高度差的乘积，当高度差为零时，重力的功为零。梁的横截面上只有弯矩而无剪力时称纯弯曲；梁上的外力作用在梁的纵向对称平面内时，梁的轴线将在平面内弯成一条曲线，这种弯曲称之平面弯曲。4.(1)工作应力水平较低；(2)无明显塑性变形；(3)断面上明显分为光滑区和粗糙区。四、计算题(共50分)1.解：AC杆为二力杆受力图如(a)所示。再画整体受力图，如(b)图所示。Σm=0RA·AD=M∴RA=RB===17.7kN2.解：选ACvCA=vA·sinθ=vsinθvCA=AC·ω∴ω=3.解：物块A、B设物块B移动Sv，系统的动能为T2=TA+TB=T1=0功之和ΣW12=PS·sinα-QSv2=对上式两边求导，并留意=v得a=4.解：两杆均为二力杆，取结点A。Σy=0,N1sin30°-P=0∴N1=P/sin30°=80kNΣx=0,-N1cos30°+N2=0∴N2=N1cos30°=69.3kN1：σ1==133MPa位移互等定理的表达式是 。图示对称构造，截面K弯矩确实定值为 。图示构造，作用荷载P，不计轴向变形时，支座A的反力矩MA等于 。图示连续梁(a)的弯矩图(b)，则A端剪力等于 。用力矩安排法计算图示连续梁时，算至放松结点C安排传递后，当前结点B的结点不平衡力矩(约束力矩)等于 kN.m17.力P在梁ABC上移动过程中，截面K中产生的变矩(确定值)的最大值为 kN·m18.图中给出了截面K弯矩MK影响线的外形，该影响线在截面K下面的纵标等于 。三、计算题(19～22723～251264)191、2、3计算图示刚架A、CAC。计算图示构造，并绘弯矩图，各杆EI=常数。EI23.计算图示构造，绘弯矩图、剪力图、轴力图。24.用力法计算图示刚架，并绘弯矩图。(EI=常数)25.用位移法计算图示构造，并绘弯矩图。2023410220分)1.D2.D3.B4.A5.A6.B7.B8.B9.D10.C8216)11.112.δij=δijδ12=δ2113.Pa/214.015.13.6216.21.417.2023.l719～22723～251264分)19.N1=20kN,N2=-10kN，N3=30kN20.(1)绘Mp(2)作虚拟状态绘图(3)计算AC21．r11Z1+R1p=0r11=8iRip=-plZ1=M=24.(1)根本未知量(2)力法典型方程图(3)〔4〕X1，X2〔5〕M(2)建立方程r11Z1+R1p=0(3)计算系数与自由项令ir11=(4)解方程：x1=(5)绘M.XX20234程力学(二)试题参考答案一、填空题(每空1分，共44分)1.在分析两个或多个构件之间相互作用时，要留意 力与 力的关系。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 和主矩大小为 。设有一个力F，当力F与 轴 但 时有力F在X轴上的投影FX=0，力F对x轴之矩mx(F)≠0。由平面假设所得到的轴向变形时，截面上的计算公式σ=N/A中的σ是 ，这个公式不仅适用于 变形，而且也适用于 变形。主动轮A输入功率为80马力，从动轮B和C输出功率为30马力和50马力，传动轴的转速n=1400转/分，那么，各轮上的外力偶矩的大小分别为mA= ,mB= ,mC= 。图示构造中固定端A的反力为 、 、 。图示各构造是静定还是静不定，及其静不定次数。图(a)是 ，(b)是 ，(c)是 。力的可传原理只适用于 体，而不适用于 体，因此不适用于争论力对物体的 效应。假设截面对于y轴和z轴的惯性积Iyz=0，则此对轴称为 ，假设此对轴又通过形心，则称此对轴为 轴。对称图形中含有对称轴的一对坐标轴必为 轴。图示是梁的左段，A点力2P为反力，B点作用力P，C点作用力偶Pa，此时截面C的剪力QC= 。矩形截面弯曲剪应力公式为τ=，其中S*z是所求剪应力的点，画平行于中性轴的横线 截面面积对中性轴的面积矩，因此S*z是 量，截面上的最大剪应力发生在 。用积分法求图示梁的变形时，以A为原点写出AB 及边界条件 、 点为弹簧支撑，弹簧的位移λ=,P为作用在弹簧上的力，C为弹簧的刚性系数。单元体是由三对 的面组成，由于单元体极其微小，可以认为它的每个面上的应力是 分布的，而且在 的面上。图示折杆ABCD，在自由端A作用水平力P1及铅垂力P2，请分别写出各段的变形，AB段为 变形，BC段为变形，CD段为 变形。压杆稳定的欧拉公式适用于 范围内，用柔度λ来表示则λ≥ 。动荷载、动应力是指荷载随 不断地变化，或构件在荷载作用下随 不断运动。但只要应力不超过材料的比例极限， 定律仍适用于动应力、动应变的计算。二、单项选择题(在每题的四个备选答案中选出一个正确答案，并116)1F1、F2、F3、F4BA.mB(F1)=0B.mB(F2)=F2lC.mB(F3)=F3lcos45°D.mB(F4)=F4l2.图示中力多边形自行封闭的是A.图(a)B.图(b)C.图(c)D.图(d)3.物体在一个力系作用下，此时只能不会转变原力系对物体的外效应。A.加上由二个力组成的力系B.去掉由二个力组成的力系C.加上或去掉由二个力组成的力系D4.图示ABC端AA.XA=P,YA=0B.YA=P，mA=PaC.XA=P,YA=0D.XA=P,YA=0,mA=Pa5.构件在外力作用下平衡时，可以利用A.平衡条件求出全部未知力B.平衡条件求出某些未知力C.力系的简化求未知力D.6.图示传动轴中各轮的外力偶矩分别为mA=20kN·m,mB=5kN·m,mC=10kN·m,mD=5kN·m,那么四个轮子布局中最合理的是A.图(a)B.图(b)C.图(c)D.图(d)7.关于轴力A.是杆件轴线上的荷载B.是杆件截面上的内力C.与杆件的截面面积有关D.与8.AB和CD供选择，正确的选择是A.ABCDB.ABCD杆为低碳钢C.ABCDD.ABCD9.图示截面，在圆截面中挖去一正方形，圆截面的直径为D，正方形的边长为a，其惯性矩IZ=A.B.C.D.10.弯曲梁，当某截面的剪力Q=0A.此截面上弯矩有突变B.此截面上弯矩有极值C.此截面上弯矩确定为该梁的最大值D11.为了合理的利用钢材，在梁的弯曲问题中，在同样面积状况下，以下四种截面外形钢梁，使用哪种较为合理A.(a)B.(b)C.(c)D.(d)12.图示悬臂梁，其梁截面转角关系为A.θA=θB=0B.θA=0，θB=θmaxC.从A到B等D.θA=θB=13.图示应力圆，其主应力及用第三强度理论求得相当应力σr3，题中应力单位均为MPa。A.σ1=70,σ2=70,σ3=0,σr3=35B.σ1=0,σ2=0,σ3=-70,σr3=70C.σ1=0,σ2=0,σ3=-70,σr3=-70E.σ1=-70,σ2=-70,σ3=0,σr3=7014.直立的折杆ABC，CA端作用一垂直于AB的水平力P=500N，BCD=80mm，内径d=70mm，用第四强度理论计算相当应力σr4A.64MPaB.25.45MPaC.101.8MPaD.50.9Mpa15.压杆稳定的欧拉公式适用的范围，以下四种状况哪种是错误的A.瘦长杆B.λ≥λ1C.弹性范围内D.16.(a),(b)二根简支梁，E、I、WQ从hσdKd为A.σad>σbd,Kad>KbdB.σadσbd,KadKbd540)1.图示三铰拱，G=2kN,l=1.15m,h=0.173mA、B两块钢板各厚t1=8mm,t2=10mm5P=200kN的作用，如以下图。设铆钉的许用应力分别为〔τ〕=140MPa，〔σbs〕=320MPa，试求铆钉的直径d。一正方形的混凝土短柱，受轴向压力P的作用,如图示，柱高为l，截面边长为a=400mm,柱内埋有直径d=30mm的钢筋四根。柱受压后混凝土内的应力σ=6MPa，试求PE∶E=15。图示桁架。G1=G2=20kN,W1=W2=10kN,试求A、B②的内力。悬臂梁ABPPa，试作梁的剪力图与弯矩图，并在图中注明各特征点值。圆截面简支梁中间处，梁的下边缘，用标距S=20mm纵向伸长△S=0.01mm,梁长l=2m,梁截面直径D=80mm,弹性模量E=2.0×105MPa,试求均布荷载q梁AB，ABACq,抗弯刚度EI，求BRB。平面应力状态中的σx=50MPa，σy=30MPa，τxy=40MPa，试求其单元体的主应力及第三强度理论的相当应力σr3。XX20234代码：02391144)12.主矢F′=F=10kNm0(F)=5kN·m3.x4.常量拉伸压缩5.mA=7024×=401.4N·mmB=150.5N·mmC=250.86N·m6.xA=0YA=0mA=Pa7.图(a)为一次静不定图(b)为静定图(c89.主轴10.QC=PMC=2Pa11.以外局部变量中性轴12.EIy″=-RAx+12qx2yA=0yB=λ=13.14.弯曲变形压、弯、扭15.弹性λ116.时间时间胡克二、单项选择题(每题116分)1.A2.B3.D4.D5.B6.B7.B8.C9.B10.B11.B12.B13.B14.D15.D16.A540分)1.YA=G/2=1kNYB=1kNxB=3.32kNxA=3.32kN2.θ=P/5=40kNPbs=P/5=40kNd≥=19.1mmσbs=≤〔σbs〕=320d≥15.63mmd=20mm3.N1=15.1N2=0.79PN2=P/19.1P=1214.3kNσ=90MPa4.RBX=0RBy=35kNRA=25kNS1=-30kNS2=25.98kN≈26kN5.6.ε=5×10-4σ=εE=5×10-4×2×105×106=100MPa100×106q==10.05KN/m7.fBq=fBRB=fBq+fBRB=0RB=qa8.σ=MPaσ1=81.23MPa,σ2=0,σ3=-1.23MPaσr3=82.46MPa2023程考试复习题及参考答案工程力学一、填空题：受力后几何外形和尺寸均保持不变的物体称为。构件抵抗的力气称为强度。圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成比。梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为。偏心压缩为的组合变形。柔索的约束反力沿离开物体。构件保持的力气称为稳定性。力对轴之矩在状况下为零。梁的中性层与横截面的交线称为。图所示点的应力状态，其最大切应力是。物体在外力作用下产生两种效应分别是。外力解除后可消逝的变形，称为。力偶对任意点之矩都。ABBC2AA，弹性模量为E，则杆中最大正应力为。梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有。光滑接触面约束的约束力沿指向物体。外力解除后不能消逝的变形，称为。平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心的条件时，才能成为力系平衡的充要条件。图所示，梁最大拉应力的位置在点处。图所示点的应力状态，材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为。在截面突变的位置存在集中现象。梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有。图所示点的应力状态，材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。临界应力的欧拉公式只适用于杆。只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为。作用力与反作用力的关系是。平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。ABBC2AA，弹性模量为E，则截面C假设一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为。二、计算题：梁构造尺寸、受力如以下图，不计梁重，q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C铸铁TCIz=60125000mm4，yC=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。传动轴如以下图。Fr=2KN，Ft=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。试求：①力偶M②作ABABd。图示外伸梁由铸铁制成，截面外形如图示。Iz=4500cm4，y1=7.14cm，y2=12.86cm，材料许用压应力[σc]=120MPa，许用拉应力[σt]=35MPa，a=1m。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。6F1，水平力F2，实心轴AB的直径d，长度l，拐臂的长度a。试求：①作AB图。②计算ABP=50KkN，ABd=40mm，l=1000mm，两端铰支。材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=2.0，[σ]=140MPa。试校核AB全。5，单位为mm，Iz=10180cm4，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa，试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。图所示直径d=100mmF=700kNM=6kN·m作用。M=200GPa，μ=0.3，[σ]=140MPa。试求：①作图示圆轴外表点的应力状态图。②求圆轴外表点图示方向的正应变。③按第四强度理论校核圆轴强度。图所示构造中，q=20kN/m，柱的截面为圆形d=80mm，材料为Q235钢。材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=3.0，[σ]=140MPa。试校核柱BC全。如以下图的平面桁架，在铰链H20kND60kNA、EFHd=80mml=1000mmF1=30kN，横向力F2=1.2kN，外力偶M=700N·m[σ]=40MPa，试求：①作杆件内力图。②按第三强度理论校核杆的强度。图所示三角桁架由Q235钢制成，AB、AC、BC1m，杆直径均为d=20mm，材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=3.0。试由BC杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F。槽形截面梁尺寸及受力图如以下图，AB=3m，BC=1m，z形心轴，Iz=1.73×108mm4，q=15kN/m。材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=80MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。图所示平面直角刚架ABCxzABd=20mm圆截面杆。在垂直平面内F1=0.4kN，在水平面内沿zF2=0.5kN，材料的[σ]=140MPa。试求：①作AB度理论校核刚架AB5P=50KkN，l=1000mm，杆的直径d=40mm，联结处均为铰链。材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数nst=2.5，[σ]=140MPa1〔15〕16.图所示为一连续梁，q、a及θ，不计梁的自重，求A、B、C图所示直径为d变形的内力图。②用第三强度理论导出此轴危急点相当应力的表达式。如以下图，AB=800mm，AC=600mm，BC=1000mm，杆件均为等直圆杆，直径d=20mm，材料为Q235E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa。压杆的稳定安全系数nst=3，试由CBF。参考答案一、填空题：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.100MPa11.变形效应〔内效应〕与运动效应〔外效应〕121314.5F/2A1516.171819.C20.2τx≤[σ]22.平衡22.2324.25.大柔度〔瘦长〕2627.等值、反向、共线2829.7Fa/2EA30.斜直线二、计算题：解：以CB以AC解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：②梁的强度校核拉应力强度校核B截面C〔经分析最大压应力在B〕3.解：①以整个系统为为争论对象，建立平衡方程解得：〔3〕②求支座约束力，作内力图由题可得：③由内力图可推断危急截面在C4.解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：②梁的强度校核拉应力强度校核C截面D〔经分析最大压应力在D〕5.解：①②由内力图可推断危急截面在A6.解：以CD为争论对象，建立平衡方程解得：ABABAB7.解：①②梁的强度校核拉应力强度校核A截面C校核〔经分析最大压应力在A〕8.解：①点在横截面上正应力、切应力点的应力状态图如以以下图：②由应力状态图可知σx=89.1MPa，σy=0，τx=30.6MPa9.解：以梁AD平衡方程解得：BCBCBC10.解：以整个系统为争论对象，建立平衡方程解得：过杆FH、FC、BC得：11.解：①②由内力图可推断危急截面在固定端处，该截面危急点在12.解：以节点C争论对象，由平衡条件可求BCBC得：13.解：①求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：②梁的强度校核拉应力强度校核D截面B〔经分析最大压应力在D〕14.解：①②由内力图可推断危急截面在A刚架AB151杆柔度由于，所以压杆AB116.解：以BC以AB17.解：①②由内力图可推断危急截面在固定端处，该截面危急点在18.解：以节点B可求BCAB2023-202321．力是物体间相互的相互机械作用，这种作用能使物体的运动状态和外形发生转变。力的根本计量单位是牛顿〔N〕或千牛顿〔kN〕。力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点〔作用线〕三要素。假设力对某刚体的作用效果与一个力系对该刚体的作用效果一样，则称为该力系的合力，力系中的每个力都是的分力。平衡力系是合力〔主矢和主矩〕为零的力系，物体在平衡力系作用下，总是保持静止或作匀速直线运动。力是既有大小，又有方向的矢量，常用带有箭头的线段画出。刚体是抱负化的力学模型，指受力后大小和外形始终保持不变的物体。假设刚体受二力作用而平衡，此二力必定大小相等、方向相反、作用线重合。作用力和反作用力是两物体间的相互作用，它们必定大小相等、方向相反、作用线重合，分别作用在两个不同的物体上。约束力的方向总是与该约束所能限制运动的方向相反。受力物体上的外力一般可分为主动力和约束力两大类。柔性约束限制物体绳索伸长方向的运动，而背离被约束物体，恒为拉力。光滑接触面对物体的约束力，通过接触点，沿接触面公法线方向，指向被约束的物体，恒为压力。活动铰链支座的约束力垂直于支座支承面，且通过铰链中心，其指向待定。将单独表示物体简洁轮廓并在其上画有全部外力的图形称为物体的受力图。在受力图上只画受力，不画施力；在画多个物体组成的系统受力图时，只画外力，不画内力。合力在某坐标轴上的投影，等于其各分力在同一轴上投影的代数和，这就是合力投影定理。假设有一平面汇交力系已求得和，则合力大小= 。画力多边形时，各分力矢量首尾相接，而合力矢量是从第一个分力矢量的起点指向最终一个分力矢量的终点。假设平面汇交力系的合力为零，则物体在该力系作用下确定处于平衡状态。平面汇交力系平衡时，力系中全部各力在两垂直坐标轴上投影的代数和分别等于零。平面力系包括平面汇交力系、平面平行力系、平面任意力系和平面力偶系等类型。力矩是力使物体绕定点转动效应的度量，它等于力的大小与力臂的乘积，其常用单位为或。力矩使物体绕定点转动的效果取决于力的大小和力臂长度两个方面。力矩等于零的条件是力的大小为零或者力臂为零〔即力的作用线通过矩心〕。力偶不能合成为一个力，力偶向任何坐标轴投影的结果均为零。力偶对其作用内任一点的矩恒等于力偶矩与矩心位置无关。同平面内几个力偶可以合成为一个合力偶，合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。力偶是由大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力组成的特别力系，它只对物体产生转动效果，不产生移动效果。力偶没有合力，也不能用一个力来平衡，力偶矩是转动效应的唯一度量；力偶对物体的作用效应取决于力偶矩的大小、力偶的转向和作用面三个要素。平面任意力系向作用面内任一点简化的结果是一个力和一个力偶。这个力称为原力系的主矢，它作用在简化中心，且等于原力系中各力的矢量和；这个力偶称为原力系对简化中心的主矩，它等于原力系中各力对简化中心的力矩的代数和。平面任意力系的平衡条件是：力系的主矢和力系对任何一点的主矩分别等于零；应用平面任意力系的平衡方程，选择一个争论对象最多可以求解三个未知量。空间汇交力系的平衡条件是 、 、 。空间平行力系与y轴平行，在，，，，，六个方程中，三个方程恒等于零的应是 、 、 。重心是物体重力的作用点点，它与物体的大小、外形和质量分布有关；形心是由物体的外形和大小所确定的几何中心，它与物体的质量分布无关；质心是质点系的质量中心；对于均质物体，重心与形心重合，在重力场中，任何物体的重心与质心重合。作用于直杆上的外力〔合力〕作用线与杆件的轴线重合时，杆只产生沿轴线方向的伸长或缩短变形，这种变形形式称为轴向拉伸或压缩。轴力的大小等于截面一侧全部轴向外力的代数和；轴力得正值时，轴力的方向与截面外法线方向一样，杆件受拉伸。37．杆件受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的外力偶作用时，杆件任意两相邻横截面产生绕杆轴相对转动，这种变形称为扭转。假设传动轴所传递的功率为Pn/分，则外力偶矩的计算公式为。截面上的扭矩等于该截面一侧〔左或右〕轴上全部外力偶矩的代数和；扭矩的正负，按右手螺旋法则确定。_破坏_的力气，刚度是指构件抵抗_弹性变形_的力气，稳定性是指受压杆件要保持_原有直线平衡状态的力气。杆件轴向拉压可以作出平面假设：变形前为平面的横截面，变形后仍保持为平面，由此可知，横截面上的内力是均匀分布的。低碳钢拉伸可以分成：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。bσεoac43．用三种不同材料制成尺寸一样的试件，在一样的试验条件下进展拉伸试验，得到的应力—应变曲线如右图所示。比较三种材料的曲线，可知拉伸强度最高、弹性模量最大、塑性最好。EA衡量材料塑性的两个重要指标是延长率、断面收缩率。低碳钢的曲线如右图，则：材料的弹性模量GPa＝MPa＝MPa47．假设安全系数取得过大，许用应力就偏小；需用的材料就偏多而造成铺张；反之，安全系数取得太小，构件的强度就可能不够。48．延长率和面积收缩率是衡量材料塑性性能的两个重要指标。工程上通常把延长率δ≥5%的材料称为塑性材料，延长率δ＜5%的材料称为脆性材料。1=1/米，工程上常以Pa、MPa、GPa轴向拉伸和压缩强度条件的表达式是：，用该强度条件可解决的三类强度问题是：校核强度、设计截面、确定许用载荷。拉压虎克定律在≤的条件下才能适用，其表达式为或，其中E为拉压弹性模量，EA_剪切比例极限_时，切应力与_切应变_成正比。这一结论称为剪切虎克定律。圆轴扭转时，横截面上的切应力方向与半径垂直，在同一半径的圆周上各点的切应力大小相等，同一半径上各点的切应力按线性规律分布，轴线上的切应力为零，外圆周上各点切应力最大。圆轴扭转时的平面假设指出：扭转变形后，横截面本身的外形、大小不变，相邻截面间的距离保持不变，各截面在变形前后都保持为平面，只是绕轴线转过一个角度，因此推出：横截面上只存在切应力，而不存在正应力。扭转确定变形的大小是用两个截面间绕轴线的相对旋转角度来度量的，称为扭转角，单位是弧度或度。在没有分布载荷作用〔q＝0〕的一段梁内，剪力图为水平直线；弯矩图为斜直线。57．在有均布载荷作用〔q＝常数〕的一段梁内，剪力图为斜直线；弯矩图为抛物线，在剪力Fs=0处，弯矩取极值。58．在集中力作用处，剪力图发生突变；弯矩图发生转折。在集中力偶作用处，剪力图不受影响，弯矩图发生突变。梁在弯曲变形时，梁内有一层纵向纤维长度保持不变，叫做中性层，它与横截面的交线称为中性轴。一般状况下，直梁平面弯曲时，对于整个梁来说中性层上的正应力为零；对于梁的任意截面来说中性轴上的正应力为零。62．提高梁强度和刚度的主要措施有：合理安排梁的支承、合理地布置载荷、选择梁的合理截面。1．约束力的方向必与〔B〕的方向相反。主动力；B．物体被限制运动；C．重力；D．内力。柔性约束的约束力方向总是〔C〕受约束物体。A．铅垂指向；沿绳索指向；C．沿绳索背离；D．水平指向。光滑面约束的约束力总对受力物体形成〔A〕作用。A．压力；B．拉力；C．牵引力；D．摩擦力。4．凡能使物体运动或有运动趋势的力称为〔A〕。A．主动力；B．约束力；C．内力；D．外力。物体系中的作用力和反作用力应是〔〕。A.等值、反向、共线；B.等值、反向、共线、同体；C.等值、反向、共线、异体；D.等值、同向、共线、异体。作用有汇交于一点，互不平行三力的刚体〔D〕状态。A．确定处于平衡；B．处于不平衡；C．运动状态；〔D〕。A．大小；B．方向；C．作用点；D．大小、方向、作用点。力是物体之间相互的〔A〕，这种作用使物体的〔C〕或〔D〕发生转变。机械作用；B．摩擦；C．运动状态；D．外形。〔D〕。A．受力物体；施力物体；C．运动物体；〔D〕。A．保持不变；B．不愿定转变；C．有确定转变；D．随之转变。“二力平衡公理”和“力的可传性原理”适于〔D〕。A．任何物体；B．固体；C．弹性体；D．刚体。依据三力平衡汇交条件，只要知道平衡刚体上作用线不平行的两个力，即可确定第三个力的〔C〕。A．大小；B．方向；C．大小和方向；D．作用点。某刚体连续加上〔或减去〕假设干个平衡力系，对该刚体的作用效应〔A〕。不变；B．不愿定转变；C．转变；D．可能转变。力使物体绕定点转动的效果用〔A〕来度量。A．力矩；力偶矩；力的大小和方向；D．力对轴之矩。15．〔C〕是一种自身不平衡，也不能用一个力来平衡的特别力系。A．重力；B．共点二力；C．力偶；D．力矩。作用在同一刚体上的一对等大、反向、作用线平行的力构成。一对平衡力；B．作用力和反作用力；C．一个力偶；D．力矩。图示中力多边形自行封闭的是〔〕。A．图〔a〕；C．图〔c〕；〔d