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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:

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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