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文档简介
《工程力学》期末复习题
I选择题:
(1)下面哪一选项是材料的刚度指标?A
A弹性模量E;B屈服极限。S;
C强度极限。b;D断后伸长率(延长率)3o
(2)下面哪一选项是材料的塑性指标?D
A弹性模量E;B屈服极限。S;
C强度极限。b;D断后伸长率(延长率)6o
(3)在铸铁压缩试验中,破坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性,与轴线近似成45°。破坏前,
该断口所在斜截血的应力有何特点?C
A拉应力最大;B拉应力最小;
C剪应力最大;D剪应力最小。
(4)在铸铁扭转试验中,铸铁断□的形态是什么样的?D
A断口平齐、与轴线垂直;B断口平齐、与轴线近似成45°;
C断口呈螺旋面、与轴线垂直;D断口呈螺旋面、与轴线近似成45°。
(5)依据铸铁试件扭转破坏断口可以推断,铸铁的扭转破坏和什么因素有很大的关系?
A
A最大拉应力;B最小拉应力;
C最大剪应力:D最小剪应力。
(6)电阻应变片(简称电阻片或应变片)应用广泛,它是利用什么原理实现电测的?C
A压电;
B光的衍射;
C金属丝的电阻随机械变形而发生改变;
D当轴向压力达到某一临界值时,压杆失稳。
(7)冲击韧性的物理意义是
A试样断裂过程中断面单位面积汲取的能量;
B试样断裂过程中断面汲取的能量;
c试样在冲击过程中受到的最大冲击力;
D试样在冲击过程中产生的最大变形。
(8)矩形截面梁在截面B处沿铅垂对称轴和水平对称轴方向上分别作用有尸尸,如图所示。
关于最大拉应力和最大压应力发生在危急截面A的哪些点上,有4种答案,请推断
口是正确的。
Ab:ax发生在a点>发生在b点;
B发生在C点,bmax发生在d点:
C发生在b点,bmx发生在a点;
DO■京X发生在d点,bmx发生在b点。
(9)构件中危急点的应力状态如图所示。构件为钢制:q=45M件,巴急35的a,6=0,r=0,
■*>•xy
许用应力口]=160MPa。则下面关于构件强度的说法中正确的是Co
A选用第一强度理论,构件满意强度要求;
B选用第一强度理论,构件不满意强度要求;
C选用第三强度理论,构件满意强度要求:
D选用第三强度理论,构件满不足强度要求。
(10)构件中危急点的应力状态如图所示。构件材料为铸铁:4=20MPa,2=-25MPa,
(T.=40MPa,r^¥=0,许用应力㈤=30MPa。则下面关于构件强度的说
法中正确的是B。
A选用第一强度理论,构件满意强度要求;
B选用第一强度理论,构件不满意强度要求;
C选用第三强度理论,构件满意强度要求;
D选用第三强度理论,构件满不足强度要求。
(11)压杆的临界载荷是1
A使压杆保持稳定的直线平衡构形的最小轴向压力;
B使压杆保持稳定的直线平衡构形的最大轴向压力;
C使压杆保持稳定的直线平衡构形的平均轴向压力;
D使压杆保持稳定的曲线平衡构形的最大轴向压力。
(12)下面关于压杆约束强弱对其稳定性影响的说法中,正确的是4。
A压杆约束愈强,压杆的临界载荷bps愈高,其稳定性愈好;
B压杆约束愈强,压杆的临界载荷尸愈低,其稳定性愈好;
C压杆约束愈强,压杆的临界载荷愈高,其稳定性愈差;
D压杆约束愈强,压杆的临界载荷Fp”愈低,其稳定性愈差。
(13)如图所示,一端固定、另一端由弹簧侧向支撑的瘦长压杆的临
界载荷,可采纳欧拉公式黑,="25/儿/)2计算。该压杆的长
度系数〃的取值范围为C。
AJLI<0.5;
B0.5<//<0.7;
C0.7<//<2.0:
D//>2.0o
(14)冲击动荷系数是4。
A构件承受的冲击载荷和相应静载荷之比;
B构件承受的相应静载荷和冲击载荷之比;
C构件承受的相应静应力和冲击应力之比;
D构件承受的相应静位移和冲击位移之比。
(1b)构件在突加载荷作用下引起的应力和位移是相应静载荷作用下的协
A一倍;B二倍;C三倍;D三分之一。
(16)将重物突然放到结构上和将重物缓慢放到结构上,下面关于这两种情形下结构产生的
最大变形的说法中,A是正确的。
A前者产生的最大变形大;
B后者产生的最大变形大;
C二者产生的最大变形相同;
D有可能前者产生的最大变形大,也有可能后者产生的最大变形大。
(17)下面关于疲惫失效的说法中,不正确的是:Ao
A疲惫失效时的名义应力值高于材料在静载荷作用下的强度极限;
B构件在疲惫失效前须要经过肯定数量的应力循环;
C构件在疲惫失效前没有明显的塑性变形,即使塑性很好的材料也会呈现脆性断裂:
D构件疲惫失效时,同一疲惫破坏断口,一般都有明显的光滑区域和颗粒状区域。
(18)构件的疲惫破坏是出的结果。
A构件材料性质改变;B构件中裂纹的形成和渐渐扩展;
C构件中最大拉应力的作用;D构件中最大剪应力的作用。
(19)影响实际构件疲惫寿命的三个主要因素为小
A温度、压力、体积;B位移、速度、加速度;
C材料、质量、密度;D应力集中、零件尺寸、表面加工质量。
(20)长久极限是工
A经过有限多次应力循环而不发生破坏时的平均应力值:
B经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的平均应力值;
C经过有限多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值;
D经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值。
2一活动梯子放在光滑的水平地面上,梯子由AC与BC两部分组成,每部分的重量均为
150N,重心在杆子的中点,AC与BC两部分用较链C和绳子EF相连接。今有一重量为
600N的人,站在梯子的D处,试求绳子EF的拉力和A、B两处的约束力。
题2图
3砖夹的宽度为250mm,杆件AGB和GCED在G点钱接。已知:砖的重量为胚提砖的合力
为不作用在砖夹的对称中心线上;尺寸如图所示;砖夹与砖之间的静摩擦因数f=0.5o
试确定能将砖夹起的d值(〃是G点到砖块上所受正压力作用线的距离)。
题3图
4试求图示静定梁在A、B、C三处的全部约束力。己知d和9。
B
题4图
5试画出图示(图中各数单位为kN)杆件的轴力图。
30_丝_]------(-L2_120
—I・一I・
ACDB
题5图
6一端固定另一端自由的圆轴承受4个外力偶作用,如图所示。各力偶的力偶矩数值(单
7试画出图示梁的剪力图、弯矩图。
一...”一■二"1|qa
川一「Dili_______________1
3AC2B
Ia」一aI
题7图
8试画出图示梁的剪力图、弯矩图。
9图示结构中BC和AC都是圆截面直.杆,直径均为d=20mm,材料都是Q235钢,其许用
应力⑸=157MPa。试求该结构的许用载荷。
题9图
10变截面轴受力如图所示,图中尺寸单位为〃制。若已知=1765,
Me2={\7\Nm,材料的切变模量G=80.4GP〃,求:
(1)轴内最大剪应力,并指出其作用位置;
(2)轴内最大相对扭转角心…。
固定
题10图
11悬臂梁受力及截面尺寸如图所示。图中未标示的尺寸单位为mm。求梁的1一1截面上A、
B两点的正应力。
IkN
600N/m
题11图
12图示外伸梁承受集中载荷耳作用,尺寸如图所示。已知Fp=20kN,许用应力
[cr]=200MPa,所运用的工字钢的型号是14,试校核梁的强度。
^jNo.14
题12图
附表:
热轧工字钢(GB706—88)(部分)
符号意义:
A——AJtin-一一
b--■宽度:/——看性啦;
d--腰印度;W--■■系0b
t——平均同厚度:i——慎性半径;
r一-内员弧半校:S一半檄面的静斑,
曲面理论参考数值
尺寸/mm
货号青松重量才一工厂y
Abdtrri/cm'/(kg/m)Iz/cm*r^/cm。1Sx/cnWJcm,i,/cm
10100684.57.66.53.314.3n.2245494.148.59339.721.52
12.61267458.473.518.】14.2488.4377.5295.19510.8546.90612.6771.609
14140805.59.17.53.821.516.97121025.761264.416.11.73
161608869.98426.120.511301416.5813.893.121.21.89
18180946.510.78.54.330.624.116601857.3615.4122262
20a200100711.494.535.527.923702378.1517.215831.52.12
20b200102911.494.535.531.125002507.9616.916933.12.06
22a2201107.512.39.54.8423334003098.9918.922540.92.31
22b2201129.512.39.54.846.436.435703258.7818.723942.72.27
25a25011681310548.538.15023.54401.8810.1821.58280.04648.2832.403
25b250118101310553.5425283.96422.729.93821.27309.29752.4232.404
13图示外伸梁承受集中教荷耳作用,尺寸如图所示。已知二20kN,许用应力
口]二160MPa,试选择所用工字钢的型号。
B,I
4〃?
题13图
附表:
热轧工字钢(GB706—88)(部分)
符号意义:
A--衣度।n——
b--MKft:/一一慢性跄;
d--腰4度;卬-一裁直系
t——平均0厚度:•--慎性半校;
r——内及孤冬般:S——半横面的睁矩.
参考数依
尺寸/mm粒面理论
■积1*X-X
hbdIrr\/on'/(kg/m)///cm*W’/cn?f^/cmI,1S//cn/,/cm4WJcm,i,/cm
)0100684.57.66.53.314.311.2245494.148.59339.721.52
12.61267458.473.5IS.114.2488.4377.5295.19510.8546.90612.6771.609
14140805.59.17.53.82】.5)6.97121025.761264.416.11.73
161608869.98426.120.511301416.5813.893.121.21.89
18180946.510.78.54.330.624.1166018S7.3615.4122262
20a200100711.494.535.527.923702378.1517.215831.52.12
20b200102911.494.53$.531.125002S07.9616.916933.12.06
22a220no7.512.39.54.8423334003098.9918.922540.92.31
22b2201129.512.39.54.846.436.435703258.7818.723942.72.27
25a25011681310548.538.15023.54401.8S10.182J.58280.04648.2832.403
25b250118101310553.5425283.96422.729.93821.27309.29752.4232.404
14图示之AB为简支梁,当载荷Fp干脆作用在梁的跨度中点时,梁内最大弯曲正应力超过
许用应力30%c为减小AB梁内的最大正应力,在AB梁配置一协助梁CD,CD也可以看
作是简支梁。试求协助梁的长度
15图中q、/、£7等为已知。试用叠加法求图示梁中截面B的挠度和转角。
A^nnnnTTJ
EI
一3
题15图
已知:
M
Ml2
wR=-----
B2EI
wM
BSEI
16图中P、q、I、E/等为己知。试用叠加法求图示梁中截面B的挠度和转角。
EI
22
题16图
已知:
彳qPl2PF
%wR=-----
⑸彳AEIBTEIB3EI
--------------/------------->1
▼w
Q
3%w*
(b)
2AEIBBSEI
17试求图示梁的A、B端约束力。
M。
题17图
己知:
Pl2Pl3
0R=—Wn------
B2EIB3EI
Mr
Wa=-----
2EJ
18矩形截面悬臂梁受力如图所示,其中力尸夕的作用线通过截面形心。已知Fp、b、h>
/和夕。(1)试求图中虚线所示截面上点a处的正应力。(2)当月为何值时,点。处正
应力为零。
题18图
19煤气罐所用材料的屈服应力为。”170MPa,若煤气罐的外径为。=32cm,壁厚为
KR.28cm,试用第三强度理论计算煤气罐不发生屈服所能承受的最大内压〃。
9
题1图
A
《工程力学》期末复习题答案
1答:
(1)A(2)D(3)C(4)D(5)A
(6)C(7)A(8)D(9)C(10)B
(11)B(12)A(13)C(14)A(15)B
(16)A(17)A(18)B(19)D(20)D
2答:
(1)以整体为探讨对象,作受力图如右上。
2%伊)=0X2.4COS75°X2
-WBCx2.4cos75°x1.5
-WpX(2.4-0.6)cos75°
-WACx2.4cos75°x0.5=0
FR=375N(%)
Zg=o
FA+FB-W^WBC-WP=O
居=525N(,)
(2)以BC为探讨对象,作受力图如右下。
22MC(F)=OFBX2.4cos750
-;7x(2.4-0.6)sin75o
-W/H>Ccx2.4cos750*0.5=0D
F.「=107N
3答:
E
砖被夹起时砖夹和砖能保持平衡。
(1)以整体为探讨对象,作受力图如右上。
WX=OFP-W=O(a)
(2)以砖为探讨对象,作受力图如右中。
WX)(F)=O-5x250+Wxl25=0(b)
吊-fs^NA⑹
(3)以砖夹AGB部分为探讨对象,作受力图如右下。
ZMG(F)=O4x95+居x30-几d=0(d)
将式(a)、(h)、(c)、(d)联立,可得
d<1
4答:
(1)先分析BC杆,作受力图。
Zh=。%=°
ZM<F)=O%x2d-qdxd/2=0
FCT
Z%=0%+%-如=0
耳,=》
⑵分析AB杆,作受力图。
ZM<F)=OMA-qdx3d/2-FBvx2d=0
刈=3君))
工尺=0及=。
M
8答:
皿
4
4
4+:
。
9答:
(1)受力分析,确定各杆的轴力
探讨销子C,由平衡方程
WX=O,-FNACsin45°+sin30°=0
工&=0FNACcos45°+FNBCcos30°-FP=0
得FNAC=0.518,FNBC=0.732Fp
(2)求该结构的许用载荷
保证AC杆强度平安的结构许用载荷为
FR1―一
。58间山鼠.间二皆
保证BC杆强度平安的结构许用载荷为
rk1一口「
pJ
0.732[弓]=[cr]&c,L-0.732
175X106X-X202X10-6
取较小的[6]=□卜42V=75.106,W
0.7320.732
10答:
(1)作扭矩图
(2)求轴内最大剪应力及其作用位置
16x2936]cncxxn
AB段:r(.)=*吗L-----:-----\PDa=43o.595MPa
1"鼠'血:^-x70xIO-9J
16x1171V
BC段:----------r\Pa=47.711MPa
=m)=堂=字3-9
WP2^-X50X10;
可见,r_=rmjBC)=47.711MPa
(3)求轴内最大相对扭转角
轴内最大相对扭转角为AC两截面相对扭转角,为
0mx=夕(AC)=夕(AB)+(p(BC)=
5Pl5P2
(
2936x700x10"___________1171x500x10-3
=80.4x1。一"°一产二。小心四冲
3232
=2.271xl0-2rad
11答:
(1)确定梁的1—1截面上的弯矩数值
应用截面法可得
MT=(—1000X1—600X1XO.5)N〃7=-13OON〃?
(2)计算惯性矩
bh’0.1x0.15
W4=2.8125X10-5W4
12
(3)求梁的1一1截面上A、B两点的正应力
_((-13OO)x(-55)xlQ-3
A点:a(A)=Pa=2.542MPa(拉)
2.8125x10”
12
(1)先求约束反力
z肛⑻=。FByx4-Fpx5=0
FBv=^Fp=25kN
4
-Fx4-Fxi=0
IX⑻=。Ayp
(2)作弯矩图
工No.14
4/%
(3)强度分析
危急截面在B处,Mmax=20kNm,查表得No.14工字钢的弯曲截面模量
暝=102x10%加3,得
_20xltf
Pa=196AMPa<\a]=200MPa
511axW.102x10-6
平安
热轧工字钢(GB706—88)(部分)
J符号意义i
*r-T-VA--J5度।n--局总贸1半柜,
V上b--MKflt:/——供性能;
■d-一腰小度;留-一横画系1b
/俨-6t―平均a厚度:,——惯性半校,
七r——内腐孤华及:S—半裁面的好矩.
参考政依
尺寸/mtn极面理论
型号・相1ft1一X
Abdtr411
T\/cm,/(kg/m)/z/cmW,/cn?t«/cm1,S,/craly/'cmWJcm,iy/cm
10100684.57.66.53.314.311.2245494.148.59339.721.52
12.61267458.473.5】8.114.2488.43,迎2595.19510.8546.90612.6771.609
14140805.59.17.53.821.516.9712(J02J5.761264.416.11.73
161608869.98:26.120.511301416.5813.893.121.21.89
18180946.510.78.54.330.624.116601857.3615.4122262
20a200100711.494.S35.527.923702378.1517.21S831.52.12
20b200102911.494.535.531.125002507.9616.916933.12.06
22a2201107.512.39.54.8423334003098.9918.922540.92.31
22b2201129.512.39.54.846.436.43570_3258.7818.723942.72.27
13答:
(1)先求约束反力
ZM<F)=O心小4-阵X5=0
FBy=^FP=25kN
2加点)=0-F4vx4-Fpxl=0
F"=」F0=-5kN
(3)强度分析
危急截面在B处,Mm,x=20kNm,由强度条件。皿*二"詈工H得
W.
2QxlQ3
W,>=67n=125xIO"/=125cM③
o-160xlO6
查表知应选择No.16工字钢。
热轧工字铜(GB706-88)(部分)
川T
i
HT-TA--高度।n半羽
i.JLib--HXfti/一一馔性跄;
-c
JUd--腰力度:卬-一裁画系Bh
JL铲1,6t一平均旦厚度:,-一慎柱军心
jz|*r——内艮弧半及:S——半截面的信短.
参考数侦
尺寸/mm款而理论
型号It职屯。了一工丫一丫
AbdIrr\/on'/(kg/m)///cm*W,/cn?r4/cmI,1Sj/cn//ctn,WJcm,i,/cm
10100684.57.66.53.314.311.2245494.148.59339.721.52
12.61267458.473.5U.114.2488.4377.5295.19510.8546.90612.6771.609
14140805.59.17.53.821.516.97121025.761264.416.11.73
J4p
161608869.98426.120.51130(6.5813.893.121.21.89
18180946.510.78.54.330.624.116601857.3615.4122262
20a200100711.494.535.527.923702378.1517.215831.52.12
20b200102911.494.53$.531.125002S07.9616.916933.12.06
22a220no7.512.39.54.842333400
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