工程力学(理、材)-复习题

PAGE12第17页共17页《工程力学》本科复习题单项选择题：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。若（B）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。应力是指（B）。（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；（D）强度极限。用公式确定材料的许用应力值时，通常脆性材料是以其（D）作为极限应力（式中的）。（A）比例极限；（B）弹性极限；（C）屈服极限；（D）强度极限。杆件内力矢量沿其轴线的分量，称为（A）。（A）轴力，（B）剪力，（C）扭矩，（D）弯矩。关于扭弯组合：公式≤是用（①C）强度理论，为扭弯组合下的圆轴所建立的强度条件计算式。公式≤是用（D）强度理论，为扭弯组合下的圆轴所建立的强度条件计算式。（A）第一；（B）第二；（C）第三；（D）第四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（D）。（A）（B）（C）（D）一、6题图如图（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（b）所示的四个受力图中找出图（a）中AB杆的正确受力图（B）。支架结构图（A）（B）（C）（D）（a）（b）受力图一.7题图图（a）所示的受力图，是（D）图所示受力系统中AB杆的受力图。（A）（B）（C）（D）（a）受力图（b）四种不同结构系统一.8题图一均质三棱柱重为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，根据平衡的基本原理，无需计算可知D处的约束力FD＝（C）。（A）0.5P；（B）0.5P；（C）P；（D）P一、9题图如图所示，物重W，用两根钢索AB、BC悬挂。已知，不计钢索自重，欲使两钢索拉力相等；则＝（B）（A）；15°；（B）30°；（C）45°；（D）60°一10题图图示拉杆斜截面上的拉应力和剪应力分别为（D）。一、11题图（A）；（B）；（C）；（D）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），如果两杆材料不同，则以下关于两根杆件横截面上的正应力和伸长量的正确说法是（C）一12题图（A）：两杆的相同，也相同（B）：两杆的不同，也不同（C）：两杆的相同，不相同（D）：两杆的不相同，相同以下四个图样是金属材料试样的四种断口形状；（A）（B）（C）（D）一、13题图其中铸铁试件扭转破坏后的断口形状是（D），其中铸铁试件压缩破坏后的断口形状是（C）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（①A）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（②C）。（A）拉应力（B）压应力（C）剪应力（Ｄ）畸变比能图示受扭圆轴表面上一点点I的应力状态是哪一种？（C）一、5题图（A）（B）（C）（D）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：（C）。（A）（B）（C）（D）一.16题图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）一、17题图（A）（B）（C）（D）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，哪一个是该梁1-1截面上的正应力沿高度（y轴）的分布图。（A）（a）梁的受力简图（A）（B）（C）（D）（b）应力沿高度（y轴）的分布图一.18题图简支梁，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（C）。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）。（A）（B）（C）（D）（a）梁的受力简图（b）一、19题图多项选择题：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。下列各力系中，①：能列三个独立平衡方程的力系有（D、E、F、G）。②：最多能列两个独立平衡方程的力系有。（B、C）。（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；不需计算，判断下列三个桁架中的零力杆。1、8、51、31、2、3二、2题图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：（E、F）（A）轴力FN；（B）剪力FSx；（C）剪力FSy；（D）弯矩Mz；（E）弯矩My；（F）扭矩T。二3题图木榫接头的受力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挤压应力分别为。（C、H））二4题图（A）；（E）；（B）；（F）；（C）；（G）；（D）；（H）；；拉杆直径d，头部直径为D、高度为h，受力拉力F作用，校核该拉杆时的最大拉应力、名义剪切应力、名义挤压应力分别为。以下那几个算式。答：（、、）分别对应以下算式（A、C、D）（A）；（B）；（C）；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MPa）中。找出两对等价的单元体。答：（C、D）。（A）1与2等价；（B）1与3等价；（C）1与4等价；（D）2与3等价；（E）2与4等价；（F）3与4等价；1234二、6题图（D）；（E）；二5题图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（B、C、D）。（A）AB段；（B）CB段；（C）DC段；（D）ED段。（a）（b）二、7题图用公式或校核图示钢制圆轴时（图中T为扭矩，M为弯矩），两公式计算出的相当应力和是那几个点的相当应力。（A、B）答：（A）A点；（B）B点；（C）C点；（D）D两点。二、8题图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写在试卷中）。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F1，飞机重量为G，试求飞机的升力F和阻力F2。答：F＝（）；F2＝（）三、1题图吊环受力如图所示，求吊环所受合力FR的大小以及FR与y轴的夹角。答：FR＝（8）kN＝（0）°三、2题图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F答：M1＝（6）N·m；FCD＝（10）N三、3题图图示半径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M的力偶作用，若不计各杆自重和各接触处的摩擦，求：A、C两支座的约束反力FA和FC的大小。答：FA＝（）；FC＝（）三、4题图刚性直角拐杆ABC，如图所示，A端与固定支座铰接，在F1、F2以及M的作用下，拐杆ABC在图示位处于平衡状态，若已知：F1=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＝（M＝＝1.87Fl）FA＝（FA＝F）三5题图求出图示桁架两杆的内力，已知作用在节点C的两个力F1＝445N，F2＝535N，不计杆重，求两杆的内力。答:FAC＝（207N（拉））N；FBC＝（164N（拉））N三、6题图求图示皮带轮轴A—A横截面上的各内力分量。答：A处横截面上共有（3）种内力分量，分别是：A处横截面上共有（）种内力分量，分别是：①.扭矩（T）＝（PD／2）②.弯矩（M）＝（3Pl）③.剪力（FS）＝（3P）.三、7题图求出图示构件在1-1截面上的各内力分量。答：1-1截面上共有（3）种内力分量，分别是：①.轴力（FN）＝（）②.剪力（FS）＝（）③M＝.三、8题图判断图示构件在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（3）种内力分量，分别是：①.轴力（FN）＝（）②.剪力（FS）＝（）③.弯矩：Mz＝（）.三.9题图图示矩形截面杆，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=100MPa，底边各点正应力均为零。确定F及偏心距e的大小。答：F＝（200）kNe＝（50／3=16.7）mm三、10题图阶梯形杆件BD受力如图所示，其中F＝20kN，杆件两段的横截面面积和杆长分别为：A1＝2A2＝100mm2、l1＝l2＝300mm，杆件材料相同，其弹性模量E＝200GPa。求杆内的最大正应力和轴向总变形量答：三、11题图＝（-200）MPa；＝（-0.3）mm；阶梯圆受力如图所示。已知外力偶矩M1=1500N·m，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三、12题图答：＝（40.7）MPa；＝（1.12）°空心轴受力如题图所示，已知轴的：l＝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轴内最大剪应力。当此轴转速n＝80r／min时，求所传递的功率P。答：三13题图＝（46.4）MPaP＝（71.8）kW图示桁架题图平面桁架，由材料、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、，求载荷F及其方位角，答：F＝（21.2）kN＝（10.9）°三、14题图单元体如图所示（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、、解＝100MPa，＝0MPa，＝－20MPa算出各单元体的最大剪应力，解＝[100－（－20）]／2＝60MPa用第三强度理论算出图示各单元体的相当应力解＝100－（－20）＝120MPa三.15题图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，并用第三强度理论算出图示各单元体的相当应力解①由图知：则：；②由图知：则：；③则：；①②③三.16题图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。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。四、1题图求出图示桁架中标号为1、3、4、5的四根杆件的内力大小，并表明拉、压四、2题图活动梯子置于光滑水平面上，并在铅垂面内，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：l＝6m，h＝5m，a＝5m，。绳索材料的许用拉应力，求绳索DC的最小直径d。四、3题图直径为d=1m，重量G=10kN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＝40MPa，试设计拉绳EF的直径。解：四、4题图某等截面传动轴，转速n=300r/min，轮1为主动轮，输入功率P1=50kW，轮2、轮3、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，试确定轴的直径d。四、5题图横截面为的矩形截面简支梁的受力及有关尺寸如图所示，四、6题图求出A、B两支承反力。画出梁的剪力图和弯矩图（方法不限）。确定梁的最大剪力和最大弯矩及其所在截面，并填写在相应的括号内。试求出梁内的最大弯曲正应力和最大弯曲剪应力。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所示。已知四、7题图16号工字钢的有关截面参数抗弯截面模量：；总高：H＝160mm；翼缘宽度B＝88mm翼缘平均厚度t＝9.9mm；腹板厚度；求出A、B两支承反力。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。试求出梁内的最大弯曲正应力和最大弯曲剪应力。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。（桁架）题解如下用截面法画受力图（a）对（a）图所示部分桁架列平衡方程，求得杆1、2、3的内力。＝2kN(拉)＝－4kN(压)＝2.83kN(拉)（a）以B点为对象，判断杆4为零杆，即：答：杆1、2、3及杆4的内力分别为：F1＝2kN(拉)；F2＝－4kN(压)；F3＝2.83kN(拉)；F4＝0(压)求图示桁架指定杆件（1、3、4、5杆）的内力，以下为各步骤得受力分析图。（d）图（a）图（b）图（c）图方法一：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。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：F1＝0）和F2＝－F（压）。以D点为对象。画受力图（c），列、解平衡方程求出或判断出，（拉）和F5＝－F（压）。答：杆1、3为零杆（即：F3＝F1＝0）；（拉）和F5＝－F（压）。（压）。方法二：以整体为对象。画受力图（d），列、解平衡方程，求得：FB＝F（↑）（或FAy＝－F（↓）,FAx＝F（←））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）。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：（拉）和F2＝F（压）。以C点为对象：①画受力图（b），②列、解平衡方程或判断求出1为零杆（即：F1＝0）。（系统平衡、求拉绳直径）题解如下。以整体为对象求出FB和FC。①画受力图（a），②列、解平衡方程求：FB；FC由：得：FB＝450N（↑）再由：得：FC＝550N（↑）以AB为对象，求出绳子的拉力TDE。①画受力图（b）②列、解平衡方程求TDE：由：得：TDE＝420cos70°≈143.65N（拉）。（a）图（b）图用绳子的拉伸强度条件求绳子DE的最小直径d①将有关数据代入拉强度