工程力学复习题及参考答案

2023年课程考试复习题及参考答案工程力学一、填空题：1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为。2.构件抵抗的能力称为强度。3.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。4.梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为。5.偏心压缩为的组合变形。6.柔索的约束反力沿离开物体。7.构件保持的能力称为稳定性。8.力对轴之矩在情况下为零。9.梁的中性层与横截面的交线称为。10.图所示点的应力状态，其最大切应力是。11.物体在外力作用下产生两种效应分别是。12.外力解除后可消失的变形，称为。13.力偶对任意点之矩都。14.阶梯杆受力如下图，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E15.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有。16.光滑接触面约束的约束力沿指向物体。17.外力解除后不能消失的变形，称为。18.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。19.图所示，梁最大拉应力的位置在点处。20.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。21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为。22.在截面突变的位置存在集中现象。23.梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有。24.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。25.临界应力的欧拉公式只适用于杆。26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为。27.作用力与反作用力的关系是。28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是。29.阶梯杆受力如下图，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，那么截面C30.假设一段梁上作用着均布载荷，那么这段梁上的剪力图为。二、计算题：1.梁结构尺寸、受力如下图，不计梁重，q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如下图，C为截面形心。Iz=60125000mm4，yC=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：=1\*GB3①画梁的剪力图、弯矩图。=2\*GB3②按正应力强度条件校核梁的强度。3.传动轴如下图。Fr=2KN，Ft=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。试求：①力偶M的大小；②作AB轴各根本变形的内力图。③用第三强度理论设计轴AB的直径d4.图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。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\*GB3①画梁的剪力图、弯矩图。=2\*GB3②按正应力强度条件确定梁截荷P。5.如图6所示，钢制直角拐轴，铅垂力F1，水平力F2，实心轴AB的直径d，长度l，拐臂的长度a。试求：=1\*GB3①作AB轴各根本变形的内力图。=2\*GB3②计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。6.图所示结构，载荷P=50KkN，AB杆的直径d=40mm，长度l=1000mm，两端铰支。材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定平安系数nst=2.0，[σ]=140MPa。试校核AB7.铸铁梁如图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\*GB3①画梁的剪力图、弯矩图。=2\*GB3②按正应力强度条件确定梁截荷P。8.图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kN·m的作用。M=200GPa，μ=0.3，[σ]=140MPa。试求：=1\*GB3①作图示圆轴外表点的应力状态图。=2\*GB3②求圆轴外表点图示方向的正应变。=3\*GB3③按第四强度理论校核圆轴强度。9.图所示结构中，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，稳定平安系数nst=3.0，[σ]=140MPa。试校核柱BC10.如下图的平面桁架，在铰链H处作用了一个20kN的水平力，在铰链D处作用了一个60kN的垂直力。求A、E处的约束力和FH杆的内力。11.图所示圆截面杆件d=80mm，长度l=1000mm，承受轴向力F1=30kN，横向力F2=1.2kN，外力偶M=700N·m的作用，材料的许用应力[σ]=40MPa，试求：=1\*GB3①作杆件内力图。=2\*GB3②按第三强度理论校核杆的强度。12.图所示三角桁架由Q235钢制成，AB、AC、BC为1m，杆直径均为d=20mm，材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定平安系数nst=3.0。试由BC杆的稳定性求这个三角架所能承受的外载F13.槽形截面梁尺寸及受力图如下图，AB=3m，BC=1m，z轴为截面形心轴，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\*GB3①画梁的剪力图、弯矩图。=2\*GB3②按正应力强度条件校核梁的强度。14.图所示平面直角刚架ABC在水平面xz内，AB段为直径d=20mm的圆截面杆。在垂直平面内F1=0.4kN，在水平面内沿z轴方向F2=0.5kN，材料的[σ]=140MPa。试求：=1\*GB3①作AB段各根本变形的内力图。=2\*GB3②按第三强度理论校核刚架AB段强度。15.图所示由5根圆钢组成正方形结构，载荷P=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，稳定平安系数nst=2.5，[σ]=140MPa。试校核116.图所示为一连续梁，q、a及θ，不计梁的自重，求A、B、C三处的约束力。17.图所示直径为d的实心圆轴，受力如图示，试求：①作轴各根本变形的内力图。②用第三强度理论导出此轴危险点相当应力的表达式。18.如下图，AB=800mm，AC=600mm，BC=1000mm，杆件均为等直圆杆，直径d=20mm，材料为Q235钢。材料的弹性模量E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa。压杆的稳定平安系数nst=3，试由CB参考答案一、填空题：1.刚体2.破坏3.正4.二次抛物线5.轴向压缩与弯曲6.柔索轴线7.原有平衡状态8.力与轴相交或平行9.中性轴10.100MPa11.变形效应〔内效应〕与运动效应〔外效应〕12.弹性变形13.相等14.5F/2A15.突变16.接触面的公法线17.塑性变形18.不共线19.C20.2τx≤[σ]22.平衡22.应力23.突变24.25.大柔度〔细长〕26.二力构件27.等值、反向、共线28.力、力偶、平衡29.7Fa二、计算题：1.解：以CB为研究对象，建立平衡方程解得：以AC为研究对象，建立平衡方程解得：2.解：=1\*GB3①求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：=2\*GB3②梁的强度校核拉应力强度校核B截面C截面压应力强度校核〔经分析最大压应力在B截面〕所以梁的强度满足要求3.解：=1\*GB3①以整个系统为为研究对象，建立平衡方程解得：〔3分〕=2\*GB3②求支座约束力，作内力图由题可得：=3\*GB3③由内力图可判断危险截面在C处4.解：=1\*GB3①求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：=2\*GB3②梁的强度校核拉应力强度校核C截面D截面压应力强度校核〔经分析最大压应力在D截面〕所以梁载荷5.解：=1\*GB3①=2\*GB3②由内力图可判断危险截面在A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为6.解：以CD杆为研究对象，建立平衡方程解得：AB杆柔度由于，所以压杆AB属于大柔度杆工作平安因数所以AB杆平安7.解：=1\*GB3①=2\*GB3②梁的强度校核拉应力强度校核A截面C截面压应力强度校核〔经分析最大压应力在A截面〕所以梁载荷8.解：=1\*GB3①点在横截面上正应力、切应力点的应力状态图如下列图：=2\*GB3②由应力状态图可知σx=89.1MPa，σy=0，τx=30.6MPa由广义胡克定律=3\*GB3③强度校核所以圆轴强度满足要求9.解：以梁AD为研究对象，建立平衡方程解得：BC杆柔度由于，所以压杆BC属于大柔度杆工作平安因数所以柱BC平安10.解：以整个系统为研究对象，建立平衡方程解得：过杆FH、FC、BC作截面，取左半局部为研究对象，建立平衡方程解得：11.解：=1\*GB3①=2\*GB3②由内力图可判断危险截面在固定端处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为所以杆的强度满足要求12.解：以节点C为研究对象，由平衡条件可求BC杆柔度由于，所以压杆BC属于大柔度杆解得：13.解：=1\*GB3①求支座约束力，作剪力图、弯矩图解得：=2\*GB3②梁的强度校核拉应力强度校核D截面B截面压应力强度校核〔经分析最大压应力在D截面〕所以梁的强度满足要求14.解：=1\*GB3①=2\*GB3②由内力图可判断危险截面在A处，该截面危险点在横截面上的正应力、切应力为所以刚架AB段的强度满足要求15.解：以节点为研究对象，由平衡条件可求1杆柔度由于，所以压杆AB属于大柔度杆工作平安因数所